(5)表面張力 表面張力對薄壁鑄件、鑄件的細(xì)薄
部分和棱角的成型有影響。型腔越細(xì)薄,棱角的曲率半
徑越小,表面張力的影響越大。為克服附加壓力的阻礙,
必須在正常的充型壓頭上增加一個附加壓頭h。
因此,為提高液態(tài)金屬的充型能力,在金屬方面可
采取以下措施。
(1)正確選擇合金的成分 在不影響鑄件使用性能的情況下,可根據(jù)鑄件大小,厚薄和
鑄型性質(zhì)等因素,將合金成分調(diào)整到實際共晶成分附近,或選用結(jié)晶溫度范圍小的合金。對
某些合金進行變質(zhì)處理使晶粒細(xì)化,也有利于提高其充型能力。
程傳熱特征的各物理量之間的方程式,即鑄件和鑄型的溫度場數(shù)學(xué)模型并加以求解。目前數(shù)
值模擬方法日臻完善,應(yīng)用范圍也在進一步拓寬。在實現(xiàn)溫度場模擬的同時,還能對工藝參
數(shù)進行優(yōu)化、宏觀及微觀組織的模擬等。但從三者的聯(lián)系上看,數(shù)學(xué)解析法得到的基本公式
是進行數(shù)值模擬的基礎(chǔ),而實驗測定溫度場對具體的實際凝固問題有不可替代的作用,也是
驗證理論計算的必要途徑。
一、數(shù)學(xué)解析法
應(yīng)該指出,鑄件在鑄型中的凝固和冷卻過程是非常復(fù)雜的。這是因為,它首先是一個不
穩(wěn)定的傳熱過程,鑄件上各點的溫度隨時間而下降,而鑄型溫度則隨時間上升;其次,鑄件
的形狀各種各樣,其中大多數(shù)為三維的傳熱問題;
結(jié)晶潛熱得以發(fā)揮。β相的潛熱為141×104J/kg,比α相約大3倍。
總之,結(jié)晶潛熱相對合金的結(jié)晶特性而言,是一個
次要的因素,結(jié)晶特性對流動性的作用是主導(dǎo)的。
(3)金屬的熱物理性能 (比熱容、密度和熱導(dǎo)率)
比熱容和密度較大的合金,因其本身含有較多的熱量,
在相同的過熱度下,保持液態(tài)的時間長,流動性好。熱
導(dǎo)率小的合金,熱量散失慢,保持流動的時間長,故流
動性好。
(4)黏度 液態(tài)金屬的黏度與其成分、溫度、夾雜
的含量和狀態(tài)等有關(guān)。黏度對充型過程前期 (紊流)
流動性影響不明顯,在充型的最后很短的時間內(nèi) (層
),對流動性才表現(xiàn)出較大的影響。