(1)鑄型的蓄熱系數 鑄型的蓄熱系數b2 (b2= c2ρ2λ槡2)表示鑄型從其中的金屬中吸
取并儲存于本身中熱量的能力。蓄熱系數b2
越大,鑄型的激冷能力就越強,金屬液于其中
保持液態(tài)的時間就越短,充型能力下降。金屬型鑄造中,經常采用涂料調整其蓄熱系數b2
。
為使金屬型澆口和冒口中的金屬液緩慢冷卻,常在一般的涂料中加入b2
很小的石棉粉。
(2)鑄型的溫度 預熱鑄型能減小金屬與鑄型的溫差,從而提高其充型能力。例如,在
金屬型中澆注鋁合金鑄件,將鑄型溫度由340℃提高到520℃,在相同的澆注溫度 (760℃)
下,螺旋線長度由525mm增加到950mm。在熔模鑄造中,為得到清晰的鑄件輪廓,可將型
殼焙燒到800℃以上進行澆注或利用型殼焙燒剛結束的高溫余熱進行澆注。
對應著漸次收縮的鑄型體積,鑄件的冷卻速度比平面部分要小。由此可以
推論,鑄型中被液態(tài)金屬三面包圍的突出部分、型芯以及靠近內澆道附近的鑄型部分,由于
有大量金屬液通過,被加熱到很高溫度,吸熱能力顯著下降,相對應的鑄件部分,其溫度場
就比較平坦。
二、不同界面熱阻條件下的溫度場
1鑄件在絕熱鑄型中凝固
砂型、石膏型、陶瓷型、熔模鑄造等鑄型材料的熱導率遠小于凝固金屬的熱導率,可統(tǒng)
稱為絕熱鑄型。因此,在凝固傳熱中,金屬鑄件的溫度梯度比鑄型中的溫度梯度小得多。相
對而言,金屬中的溫度梯度可忽略不計。
在這種情況下,鑄件和鑄型的溫度分布如圖125所示。因此可以認為,在整個傳熱過
程中,鑄件斷面的溫度分布是均勻的,鑄型內表面溫度接近鑄件的溫度。如果鑄型足夠厚,
由于鑄型的導熱性很差,鑄型的外表面溫度仍然保持為t20。所以,絕熱鑄型本身的熱物理
性質是決定整個系統(tǒng)傳熱過程的主要因素。
2金屬鑄型界面熱阻為主的金屬型中凝固
較薄的鑄件在工作表面涂有涂料的金屬型中鑄造時,就屬于這種情況。金屬鑄型界面
處的熱阻較鑄件和鑄型中的熱阻大得多,這時,凝固金屬和鑄型中的溫度梯度可忽略不計,
即認為溫度分布是均勻的,傳熱過程取決于涂料層的熱物理性質。若金屬無過熱澆注,則界
面處鑄件的溫度等于凝固溫度 (tF=tC),鑄型的溫度保持為t20,如圖126所示。