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(5)表面張力 表面張力對薄壁鑄件、鑄件的細薄
部分和棱角的成型有影響。型腔越細薄,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)處理使晶粒細化,也有利于提高其充型能力。
(2)鑄型性質(zhì)的影響 鑄件在鑄型中的凝固是因鑄型吸熱而進行的。所以,任何鑄件的
凝固速度都受鑄型吸熱速度的支配。鑄型的吸熱速度越大,則鑄件的凝固速度越大,斷面上
的溫度場的梯度也就越大。鑄型的蓄熱系數(shù) (b2)越大,對鑄件的冷卻能力越強,鑄件中的
溫度梯度就越大。鑄型預(yù)熱溫度越高,冷卻作用就越小,鑄件斷面上的溫度梯度也就越小。
(3)澆注條件的影響 液態(tài)金屬的澆注溫度很少超過液相線以上100℃,因此,金屬由
于過熱所得到的熱量比結(jié)晶潛熱要小得多,一般不大于凝固期間放出的總熱量的5%~6%。
但是,實驗證明,在砂型鑄造中非等到液態(tài)金屬的所有過熱量全部散失。
2.鑄件的凝固方式
一般將鑄件的凝固方式分為三種類型。逐層凝固方式、體積凝固方式 (或稱糊狀凝固方
式)和中間凝固方式。鑄件的凝固方式取決于凝固區(qū)域的寬度。
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T1 和T2 是鑄件斷面上兩個不同時刻的溫度場。
從圖中可觀察到,恒溫下結(jié)晶的金屬,在凝固過程中其鑄件斷面上的凝固區(qū)域?qū)挾鹊扔?
零。斷面上的固體和液體由一條界線 (凝固前沿)清楚地分開。隨著溫度的下降,固體層不
斷加厚,逐步到達鑄件中心。這種情況為 “逐層凝固方式”。
如果合金的結(jié)晶溫度范圍很小,或斷面溫度梯度很大時,鑄件斷面的凝固區(qū)域則很窄,
也屬于逐層凝固方式 [圖133(b)]。