三、铸件温度场的测定及动态凝固曲线

铸件温度场测定方法的示意图如图１２９所示。将一组热电偶的热端固定在型腔中 （如

铸型中）的不同位置，利用多点自动记录电子电位计 （或其他自动记录装置）作为温度测量

和记录装置，即可记录自金属液注入型腔起至任意时刻铸件断面上各测温点的温度时间曲

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线，如图１３０（ａ）所示。根据该曲线可绘制

出铸件断面上不同时刻的温度场 ［图１３０

（ｂ）］和铸件的凝固动态曲线 ［图１３１（ｂ）］。

铸件温度场的绘制方法是：以温度为纵

坐标，以离开铸件表面向中心的距离为横坐

标，将图１３０（ａ）中同一时刻各测温点的温

度值分别标注在图１３０（ｂ）的相应点上，连

接各标注点即得到该时刻的温度场。以此类

推，则可绘制出各时刻铸件断面上的温度场。

（１）铸型的蓄热系数　铸型的蓄热系数ｂ２ （ｂ２＝ ｃ２ρ２λ槡２）表示铸型从其中的金属中吸

取并储存于本身中热量的能力。蓄热系数ｂ２

越大，铸型的激冷能力就越强，金属液于其中

保持液态的时间就越短，充型能力下降。金属型铸造中，经常采用涂料调整其蓄热系数ｂ２

。

为使金属型浇口和冒口中的金属液缓慢冷却，常在一般的涂料中加入ｂ２

很小的石棉粉。

（２）铸型的温度　预热铸型能减小金属与铸型的温差，从而提高其充型能力。例如，在

金属型中浇注铝合金铸件，将铸型温度由３４０℃提高到５２０℃，在相同的浇注温度 （７６０℃）

下，螺旋线长度由５２５ｍｍ增加到９５０ｍｍ。在熔模铸造中，为得到清晰的铸件轮廓，可将型

壳焙烧到８００℃以上进行浇注或利用型壳焙烧刚结束的高温余热进行浇注。

五、铸件的凝固时间

铸件的凝固时间是指从液态金属充满型腔后至凝固完毕所需要的时间，

单位时间凝固层增长的厚度称之为凝固速度。铸件的凝固时间是确定工艺

参数，获得优良质量铸件的重要依据。如在设计冒口和冷铁时需要对铸件的凝固时间进行估

算，以保证冒口具有合适的尺寸和正确布置冷铁。对于大型铸件及生产线的流水作业，也需

要对其凝固时间进行估算。

１．理论推导

仍以无限大平板件为例，在温度场推导的基础上对凝固时间进行简化的理论推导。

由前述对无限大平板的温度场中推导公式