3表面張力引起的附加壓力
假設(shè)液體中有一半徑為r的球形氣泡,
由于液體表面張力造成了指向內(nèi)部的力p
(圖113)。若將球的體積增大ΔV,則必須
克服阻力p而對它做功:ΔW=pΔV。而
這一所做之功變?yōu)楸砻娣e增大后的表面自
由能增量:ΔF=σΔS(ΔS為球體增大之表面積)
由此可見,因表面張力而造成的附加壓力p的大小與曲率半徑r成反比。
則r1=r2=r。附加壓力p也稱拉普拉斯壓力。
如液面凸起 (不潤濕),附加壓力為正值,液面下凹 (潤濕),附加壓力為負(fù)值,如圖
4所示。造型材料一般不被液態(tài)金屬潤濕,即θ>90°(θ為潤濕角)。故液態(tài)金屬在鑄型
道內(nèi)的表面是凸起的,如圖115所示,此時(shí)產(chǎn)生指向內(nèi)部的附加壓力。
晶體中每個(gè)原子皆在平衡位置附近振動(dòng) (即所謂熱振
動(dòng)),溫度升高時(shí)振動(dòng)能量增加,振動(dòng)頻率和振幅加大。
以雙原子為模型 (圖12),假設(shè)左邊的原子在坐標(biāo)原點(diǎn)被
固定,而右邊的原子是自由的。當(dāng)溫度升高時(shí),右邊自由
振動(dòng)原子的振幅增大,此時(shí),若該原子以R0 為原點(diǎn)作簡諧振動(dòng),則其平衡位置仍是R0,這
樣就不會發(fā)生膨脹。但勢能曲線向右是水平漸近線,向左是垂直漸近線,是極不對稱的。
(2)合理的熔煉工藝 正確選擇原材料,去除金屬上的銹蝕,油污,熔劑烘干,在熔煉
程中盡量使金屬液不接觸或少接觸有害氣體;對某些合金充分脫氧或精煉去氣,減少其中
非金屬夾雜物和氣體。多次熔煉的鑄鐵和廢鋼,由于其中含有較多的氣體,應(yīng)盡量減少用
;采用 “高溫出爐,低溫澆注”工藝等。
2鑄型性質(zhì)方面的因素
鑄型的阻力影響金屬液的充型速度,鑄型與金屬的熱交換強(qiáng)度影響金屬液保持流動(dòng)的時(shí)
。所以,鑄型性質(zhì)方面的因素對金屬液的充型能力有重要的影響。同時(shí),通過調(diào)整鑄型性
來改善金屬的充型能力,也往往能得到較好的效果。