显然,根据形成表面张力的原因可以推知,不仅在上述的液气界面,
而且在所有两相界面,如固气、液固、液液上都存在表面张力。故广义地说,表面
张力应称为界面张力,可分别用σ固气 、σ液固 、σ液液 表示之,不特别指明时,通常皆指
与气相的界面张力。
衡量界面张力的标志是润湿角θ,它与界面张力的关系由杨氏方程决定。
式(112)称为杨氏方程式,可以看出,接触
θ的值与各界面张力的相对值有关,如图110。
①σSG>σLS时,cosθ为正值,即θ<90°。通θ为锐角的情况,称为液体能润湿固体。θ=
,液体在固体表面铺展成薄膜,称为完全。
在这种情况下,铸件和铸型的温度分布如图125所示。因此可以认为,在整个传热过
程中,铸件断面的温度分布是均匀的,铸型内表面温度接近铸件的温度。如果铸型足够厚,
由于铸型的导热性很差,铸型的外表面温度仍然保持为t20。所以,绝热铸型本身的热物理
性质是决定整个系统传热过程的主要因素。
2金属铸型界面热阻为主的金属型中凝固
较薄的铸件在工作表面涂有涂料的金属型中铸造时,就属于这种情况。金属铸型界面
处的热阻较铸件和铸型中的热阻大得多,这时,凝固金属和铸型中的温度梯度可忽略不计,
即认为温度分布是均匀的,传热过程取决于涂料层的热物理性质。若金属无过热浇注,则界
面处铸件的温度等于凝固温度 (tF=tC),铸型的温度保持为t20,如图126所示。
二、影响充型能力的因素及提高充型能力的措施
影响充型能力的因素是通过两个途径发生作用的:影响金属与铸型之间热交换条件,而
改变金属液的流动时间;影响金属液在铸型中的水力学条件,而改变金属液的流速。影响液
态金属充型能力的因素是很多的,为便于分析,将所有的因素归纳为如下四类:
1金属性质方面的因素
这类因素是内因,决定了金属本身的流动能力———流动性。
(1)合金的化学成分 合金的化学成分决定了结晶温度范围,因此合金的流动性与其成
分之间存在着一定的规律性。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
地方出现大值,而随结晶温度范围的增加,流动性下降,且在大结晶温度范围附近出现
小值 (如图118、图119所示)。