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三、鑄件溫度場的測定及動態(tài)凝固曲線
鑄件溫度場測定方法的示意圖如圖129所示。將一組熱電偶的熱端固定在型腔中 (如
鑄型中)的不同位置,利用多點(diǎn)自動記錄電子電位計(jì) (或其他自動記錄裝置)作為溫度測量
和記錄裝置,即可記錄自金屬液注入型腔起至任意時刻鑄件斷面上各測溫點(diǎn)的溫度時間曲
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線,如圖130(a)所示。根據(jù)該曲線可繪制
出鑄件斷面上不同時刻的溫度場 [圖130
(b)]和鑄件的凝固動態(tài)曲線 [圖131(b)]。
鑄件溫度場的繪制方法是:以溫度為縱
坐標(biāo),以離開鑄件表面向中心的距離為橫坐
標(biāo),將圖130(a)中同一時刻各測溫點(diǎn)的溫
度值分別標(biāo)注在圖130(b)的相應(yīng)點(diǎn)上,連
接各標(biāo)注點(diǎn)即得到該時刻的溫度場。以此類
推,則可繪制出各時刻鑄件斷面上的溫度場。
對于鑄件溫度場的影響,可從金屬性質(zhì)、鑄型性質(zhì)、澆注條件及鑄件結(jié)構(gòu)四個方面來
析。
(1)金屬性質(zhì)的影響 金屬的熱擴(kuò)散率大,鑄件內(nèi)部的溫度均勻化的能力就大,溫度梯
就小,斷面上溫度分布曲線就比較平坦;反之,溫度分布曲線就比較峻陡。金屬的結(jié)晶潛
大,向鑄型傳熱的時間則要長,鑄型內(nèi)表面被加熱的溫度也高,鑄件斷面的溫度梯度減
,鑄件的冷卻速度下降,溫度場也較平坦。金屬的凝固溫度越高,在凝固過程中鑄件表面
鑄型內(nèi)表面的溫度越高,鑄型內(nèi)外表面的溫差就越大,且鑄型的熱導(dǎo)率在高溫段隨溫度的
高而升高,致使鑄件斷面的溫度場有較大的梯度。
故金屬的流動條件和溫度條件都在隨時改變,這必然影響到所測流動性的準(zhǔn)確度;各次試驗(yàn)所用鑄型條件也很難
精控制;每做一次試驗(yàn)要造一次鑄型。在生產(chǎn)和科研中螺旋形試樣應(yīng)用較多。真空試樣如
圖117所示,它的優(yōu)點(diǎn)是鑄型條件和液態(tài)金屬的充型壓頭穩(wěn)定,真空度可以隨液態(tài)金屬的
密度不同而改變,使各種金屬能在相同的壓頭下充填,從而增加了試驗(yàn)結(jié)果的對比性,可以
觀察充填過程,記錄流動長度與時間的關(guān)系。