第四液态金属的充型能力ppt课件

1、金属成型理论基础第四章第四章 液态金属的充型才干液态金属的充型才干液态金属的充型才干的概念液态金属的充型才干的概念液态金属的停顿流动机理及充型才干的计算液态金属的停顿流动机理及充型才干的计算影响充型才干的要素及提高充型才干的措施影响充型才干的要素及提高充型才干的措施金属成型理论基础第一节第一节 液态金属的充型才干的概念液态金属的充型才干的概念一、充型才干的概念一、充型才干的概念二、流动性的概念二、流动性的概念三、流动性和充型才干的关系三、流动性和充型才干的关系四、流动性式样四、流动性式样金属成型理论基础1.充型才干 液态合金充溢铸型，并获得外形完好轮廓明晰的铸件的才干，叫做液态合金的充型才干。

2、它取决于金属本身的流动才干，同时又受外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件外形等要素的影响，是各种要素的综合反映。金属成型理论基础2.流动性 流动性指液态金属本身的流动性才干，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.流动性和充型才干的关系 流动性好那么充型才干强；反之，那么充型才干差。流动性是确定条件下的充型才干；合金一定，流动性一定，但可以经过改动外部条件提高充型才干。金属成型理论基础衡量金属或合金的流动性，常用螺旋方式样浇铸后得到的长度制来衡量。1-浇口杯；2-低坝；3-直浇道；4-螺旋试样；5-高坝；6-溢流道；7-全压井4.流动性式样金属成型理论基础第二节 液态

3、金属的停顿流动机理及充型才干的计算一 液态金属的停顿流动机理二 液态金属充型才干的计算金属成型理论基础一、液态金属的停顿流动机理一、液态金属的停顿流动机理1.纯金属、共晶成分合金和结晶范围很窄的合金：纯金属、共晶成分合金和结晶范围很窄的合金：金属成型理论基础 2.结晶范围很宽的合金：结晶范围很宽的合金：金属成型理论基础二、液态金属的充型才干的计算二、液态金属的充型才干的计算 假设某成分合金浇注一棒形试样，充型才干l=v v：静压头H作用下液态金属在型腔中的平均流速。 ：液态金属进入型腔到停顿流动的时间 浇 V=(2gh)1/2 H：液态金属静压头 ： 流量耗费系数金属成型理论基础1.设：宽结晶

4、温度范围的合金，当液流前端阻塞区x 的固相量到达某一临界值时，流动停顿。作以下假设： 铸型与液体金属接触外表的温度； 液态金属在型腔中以等速流动； 液流横断面上各点温度是均匀的； 热量按垂直于型壁的方向传导，液流外表无热辐射，沿液流方向无对流。 = + ：0 L：金属从初始温度t浇至tL ：L 停 ：液流前端的固相量n达到临界值n=k，流动停顿。 金属成型理论基础第一阶段： 取距液流端部x的dx元段 t-t型dsd=-dv1c1dt 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外表积 ：时间 dv：元段的体积 1：液态金属的密度c1：液态金属的比热容 J/kg：换热系数

5、 J/ s m2=W/ m2金属成型理论基础PFPdxFdxdsdvF:试样的断面积 P:断面积F的周长）型ttdtcP(Fd11初始条件： t=t浇时，在液态金属流到x前端时，仍为浇注温度=x/v； t=tL时，= 金属成型理论基础vxt -tlnPcFcct -tlnPcFvxct -tlnPcF111111）（）（）（型型浇型vxttlnPcFttlnPcF11L11）（）（型浇型= =vxttttlnPcFL11型型浇金属成型理论基础 第二阶段： 此时开场析出固相，热平衡方程式为： 型t*1*1ct-dsd=-dvdt *1：型ttL内合金的密度*11*1c： 内合金的当量比热容 型t

6、tL*1ckL1ttkLc=k:停顿流动时液流前端的固相数量L：合金的结晶潜热金属成型理论基础 d=）（型ttdtPcF*11初始条件：= 时t=Lt析出固相量为k时的温度 t=t停时，t=kt 停- =型型型型ttttlnPcFttttlnPcFkL*11Lk*11型型ttttlnPcFkL*11 =vxttttlncttttlncPFL1kL*11）（型型浇型型=金属成型理论基础l=v=xttttlncttttlncPFvL1kL*11）（型型浇型型型型型型型型）（）（tttttttt1lnttttttlnttttlnkkLkkLkkLkkLln1+xx|x|1同理：型浇型型浇tttttt

7、ttlnLLLx型型ttttkL略去， l=型浇）（ttttckLPFvLk11 金属成型理论基础的求法：有涂料层时金属型 12x111涂涂1：铸件侧的换热系数211x11涂涂 2：铸型侧的换热系数对于非金属型时，型腔外形不同时，2不同，书中引见. 2. 纯金属和共晶成分合金：= + 为试样从外表凝固至中心的时间第三章引见 与上一样：为 浇t0t结晶温度的冷却时间a金属成型理论基础第三节 影响充型才干的要素及 提高充型才干的措施 一、金属性质方面的要素二、铸型性质方面的要素三、浇注条件性质方面的要素四、铸件构造性质方面的要素金属成型理论基础一一 、金属性质方面的要素、金属性质方面的要素1. 合

8、金成分 在流动性曲线上，对应着纯金属、共晶成分和金属间化合物的地方出现最大值，而最大结晶温度范围附近出现最小值。金属成型理论基础Fe-C合金的流动性与形状图的关系金属成型理论基础2. 结晶潜热 对于共晶和纯金属，可以发扬作用，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扬作用，所以对流动性影响不大。 金属成型理论基础特例，初生晶为非金属石墨，Al-Si合金的初生晶相不构成网络，导致在过共晶区流动性比共晶区更好。Al-Si合金流动性与成分的关系金属成型理论基础3. 金属的比热容、密度、导热系数 比热容、密

9、度较大的合金在一样的情况下坚持液态的时间长，流动性好。 热导率小，散失热量慢，坚持流动时间延伸，两相区变窄，流动性提高。金属成型理论基础4. 液态金属的粘度和外表张力 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，呈紊流形状，粘度影响小，在充型后期温度降低，粘度添加，转变为层流时，才有较大的影响。 2外表张力 润湿型壁，利于充型，但易于粘砂， 不润湿，需求附加压头来抑制附加压力。金属成型理论基础为提高充型才干，在金属方面可做的：为提高充型才干，在金属方面可做的：1.正确选择合金成分正确选择合金成分 调整成分到共晶成分附近，或结晶温度范调整成分到共晶成分附近，或结晶温度范围小的合

10、金，或围小的合金，或 者对合金进展蜕变处置，细化晶粒，改动者对合金进展蜕变处置，细化晶粒，改动枝晶形状。枝晶形状。2. 合理的熔炼工艺合理的熔炼工艺 原资料去锈，去污，减少非金属夹杂物和原资料去锈，去污，减少非金属夹杂物和气体。脱氧时，气体。脱氧时， 先加锰铁，再加硅铁。先加锰铁，再加硅铁。 “高温出炉，低温浇注。高温出炉，低温浇注。金属成型理论基础二、铸型性质方面的要素二、铸型性质方面的要素 1. 铸型蓄热系数大，激冷作用强，流动性减小。 2.涂层，金属型铸造中浇冒口处涂料中参与蓄热系数小的石棉粉，砂型铸造中参与烟黑资料等。 3. 铸型温度高，减小温差；提高充型才干。 4.发气量：铸型有一定的发气才干，在铸型和金属液之间构成气层，减小摩擦阻力，利于充型，但应适当，气压力过大导致浇不进，甚至飞溅等，减小发气物质含量，添加铸型透气性。金属成型理论基础三、浇注条件性质方面的要素三、浇注条件性质方面的要素1.适当的提高浇注温度： 浇注温度决议性影响，提高利于充型，但到一程度后，吸气量添加，氧化严重，不利充型；还会出现结晶组织粗大，缩孔，缩松等缺陷。2.充型压头高，浇注位置适宜，顶注