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二、影响充型能力的因素及提高充型能力的措施
影响充型能力的因素是通过两个途径发生作用的:影响金属与铸型之间热交换条件,而
改变金属液的流动时间;影响金属液在铸型中的水力学条件,而改变金属液的流速。影响液
态金属充型能力的因素是很多的,为便于分析,将所有的因素归纳为如下四类:
1金属性质方面的因素
这类因素是内因,决定了金属本身的流动能力———流动性。
(1)合金的化学成分 合金的化学成分决定了结晶温度范围,因此合金的流动性与其成
分之间存在着一定的规律性。在流动性曲线上,对应着纯金属、共晶成分和金属间化合物的
地方出现大值,而随结晶温度范围的增加,流动性下降,且在大结晶温度范围附近出现
小值 (如图118、图119所示)。
(2)铸型性质的影响 铸件在铸型中的凝固是因铸型吸热而进行的。所以,任何铸件的
凝固速度都受铸型吸热速度的支配。铸型的吸热速度越大,则铸件的凝固速度越大,断面上
的温度场的梯度也就越大。铸型的蓄热系数 (b2)越大,对铸件的冷却能力越强,铸件中的
温度梯度就越大。铸型预热温度越高,冷却作用就越小,铸件断面上的温度梯度也就越小。
(3)浇注条件的影响 液态金属的浇注温度很少超过液相线以上100℃,因此,金属由
于过热所得到的热量比结晶潜热要小得多,一般不大于凝固期间放出的总热量的5%~6%。
但是,实验证明,在砂型铸造中非等到液态金属的所有过热量全部散失。
对于结晶温度范围较宽的合金,散失一部分
(约20%)潜热后,晶粒就连成网络而阻塞流动,
大部分结晶潜热的作用不能发挥,所以对流动性影
响不大。但是,也有例外的情况,当初生晶为非金
属,或者合金能在液相线温度以下以液固混合状
态,在不大的压力下流动时,结晶潜热则可能是个
重要的因素。例如,在相同的过热度下AlSi合金的流动性,在共晶成分处并非大值,而
在过共晶区里继续增加 (图121),就是因为初生硅相是比较规整的块状晶体,且具有较小
的机械强度,不形成坚强的网络,能够以液固混合状态在液相线温度以下流动。