(3)鑄型中的氣體 鑄型有一定的發(fā)氣能力,能在金屬液與鑄型之間形成氣膜,可減小
的摩擦阻力,有利于充型。
根據(jù)實(shí)驗(yàn),濕型中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于6%的水和小于7%的煤粉時(shí),液態(tài)金屬的充型能
高,高于此值時(shí)型腔中氣體反壓力增大,充型能力下降,如圖122所示。型腔中氣體
91
反壓力較大的情況下,金屬液可能澆不進(jìn)去,或者澆
口杯、頂冒口中出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象,甚至飛濺出來傷人。
所以,鑄型中的氣體對(duì)充型能力影響很大。
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(chǎng)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(jìn)一步拓寬。在實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)模擬的同時(shí),還能對(duì)工藝參
數(shù)進(jìn)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(jìn)行數(shù)值模擬的基礎(chǔ),而實(shí)驗(yàn)測(cè)定溫度場(chǎng)對(duì)具體的實(shí)際凝固問題有不可替代的作用,也是
驗(yàn)證理論計(jì)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?yàn)?,它首先是一個(gè)不
穩(wěn)定的傳熱過程,鑄件上各點(diǎn)的溫度隨時(shí)間而下降,而鑄型溫度則隨時(shí)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;
一般來說,狀態(tài)
圖上具有較穩(wěn)定的化合物的合金,在一定的成分范圍內(nèi)熔化以后,這種化合物不易分解,即
在液態(tài)中容易保留相近成分的原子集團(tuán)。
有些熔點(diǎn)較低而在金屬中固溶能力很低的元素,同類原子間 (BB)的結(jié)合力比金屬
(AA)及其與金屬的原子結(jié)合力 (AB)也較小時(shí) (不形成化合物),則AA原子易聚集在
一起,而把B原子排擠在原子集團(tuán)外圍和液體的界面上,如同吸附在其表面一樣。但當(dāng)這
種元素的加入量較大時(shí),則也可以被排擠在一起形成BB原子集團(tuán),甚至形成液體的分層。