减小铸型中气体反压力的途径有两条。一条是适当低型砂中的含水量和发气物质的含量,亦即减小
砂型的发气性;另一条途径是提高砂型的透气性,在砂型上扎通气孔,或在离浇注端最远或高部位设通
气冒口,增加砂型的排气能力。
3浇注条件方面的因素
(1)浇注温度 浇注温度对液态金属的充型能力
有决定性的影响。浇注温度越高,充型能力越好。在
一定温度范围内,充型能力随浇注温度的提高而直线
上升。超过某界限后,由于金属吸气多,氧化严重,充型能力的提高幅度越来越小。对于薄
壁铸件或流动性差的合金,利用提高浇注温度改善充型能力的措施,在生产中经常采用,也
比较方便。但是,随着浇注温度的提高,铸件一次结晶组织粗大,容易产生缩孔、缩松、粘
砂、裂纹等缺陷,因此必须综合考虑,谨慎使用。
可以看出,铸件的温度场随时间而变化,为不稳定温度场。铸件断面上的温度场
也称温度分布曲线。如果铸件均匀壁两侧的冷却条件相同,则任何时刻的温度分布曲线
对铸件壁厚的轴线是对称的。温度场的变化速率,即为表征铸件冷却强度的温度梯度。
温度场能更直观地显示出凝固过程的情况。
图131所示是铸件的凝固动态曲线,也是根据直接测量的温度时间曲线绘制的:首先
图131(a)上给出合金的液相线和固相线温度,把二直线与温度时间曲线相交的各点分
标注在图131(b)(x/R,τ)坐标系上,再将各点连接起来,即得凝固动态曲线。纵坐标
子x是铸件表面向中心方向的距离,分母R是铸件壁厚之半或圆柱体和球体的半径。因
固是从铸件壁两侧同时向中心进行,所以x/R=1表示已凝固至铸件中心。
下面以半无限大的铸件为例,运用导热微分方程式
求铸件和铸型中的温度场。
假设具有一个平面的半无限大铸件在半无限大的铸
型中冷却,如图123所示。铸件和铸型的材料是均质
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的,其热扩散率α1 和α2 近似地为不随温度变化的定值,铸型的初始温度为t20,并设液态金
属充满铸型后立即停止流动,且各处温度均匀,即铸件的初始温度为t10,将坐标的原点设
在铸件与铸型的接触面上。在这种情况下,铸件和铸型任意一点的温度t与y和z无关,为
一维导热问题。