液态金属的充型能力.pptx

第一节液态金属的充型能力的概念1.充型能力
液态合金充满铸型，并获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力，叫做液态合金的充型能力。它取决于金属本身的流动能力，同时又受外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件形状等因素的影响，是各种因素的综合反映。

2.流动性
流动性指液态金属本身的流动性能力，为金属的铸造性能之一，与成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。

3.流动性和充型能力的关系
流动性好则充型能力强；反之，则充型能力差。流动性是确定条件下的充型能力；合金一定，流动性一定，但可以通过改变外部条件提高充型能力。衡量金属或合金的流动性，常用螺旋形式样浇铸后得到的长度制来衡量。

第二节液态金属的停止流动机理及充型能力的计算2.结晶范围很宽的合金：二、液态金属的充型能力的计算1.设：宽结晶温度范围的合金，当液流前端阻塞区Δx

的固相量达到某一临界值时，流动停止。

作以下假设：

①铸型与液体金属接触表面的温度；

②液态金属在型腔中以等速流动；

③液流横断面上各点温度是均匀的；

④热量按垂直于型壁的方向传导，液流表面无热

辐射，沿液流方向无对流。
τ=τ′+τ″
τ′：（τ0∽τL）：金属从初始温度t浇至tL

τ″：（τL∽τ停）：液流前端的固相量n达

到临界值（n=k），流动停止。第一阶段：τ′
取距液流端部Δx的dx元段
α（t-t型）ds·dτ=-dvρ1c1dt
t：dx元段的金属温度
t型：铸型的初始温度
ds：元段与铸型相接触的表面积
τ：时间
dv：元段的体积
ρ1：液态金属的密度
c1：液态金属的比热容J/kg·℃
α：换热系数J/℃·s·m2=W/℃·m2τ′=dτ=l=vτ=第三节影响充型能力的因素及提高充型能力的措施一、金属性质方面的因素Fe-C合金的流动性与状态图的关系2.结晶潜热

对于共晶和纯金属，能够发挥作用，结晶潜热越大，释放的热量越多，凝固越慢，流动性越好。
对于宽结晶温度范围的合金，散失部分潜热（20%）后，晶粒连成网络，大部分结晶潜热不能发挥作用，所以对流动性影响不大。

特例，初生晶为非金属
（石墨），Al-Si合金的
初生晶（β相）不形成
网络，导致在过共晶区
流动性比共晶区更好。3.金属的比热容、密度、导热系数

比热容、密度较大的合金在相同的情况下保持液态的时间长，流动性好。
热导率小，散失热量慢，保持流动时间延长，两相区变窄，流动性提高。
4.液态金属的粘度和表面张力
1）粘度
粘度大，内摩擦力大，降低流速，减小流动性。正常浇注时，呈紊流状态，粘度影响小，在充型后期温度降低，粘度增加，转变为层流时，才有较大的影响。
2）表面张力
润湿型壁，利于充型，但易于粘砂，不润湿，需要附加压头来克服附加压力。

为提高充型能力，在金属方面可做的：

1.正确选择合金成分
调整成分到共晶成分附近，或结晶温度范围小的合金，或
者对合金进行变质处理，细化晶粒，改变枝晶形态。

2.合理的熔炼工艺
原材料去锈，去污，减少非金属夹杂物和气体。脱氧时，
先加锰铁，再加硅铁。
“高温出炉，低温浇注”。二、铸型性质方面的因素三、浇注条件性质方面的因素四、铸件结构性质方面的因素衡量金属或合金的流动性，常用螺旋形式样浇铸后得到的长度制来衡量。

dτ=一、金属性质方面的因素3.金属的比热容、密度、导热系数

比热容、密度较大的合金在相同的情况下保持液态的时间长，流动性好。
热导率小，散失热量慢，保持流动时间延长，两相区变窄，流动性提高。
4.液态金属的粘度和表面张力
1）粘度
粘度大，内摩擦力大，降低流速，减小流动性。正常浇注时，呈紊流状态，粘度影响小，在充型后期温度降低，粘度增加，转变为层流时，才有较大的影响。
2）表面张力
润湿型壁，利于充型，但易于粘砂，不润湿，需要附加压头来克服附加压力。

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