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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(nèi)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(zhì)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(zhì)。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。
三、表面張力及其對成型過程的影響
1表面張力的實質(zhì)
表面張力是表面上存在的一個平行于表面且各向大小相等的張力。表面張力是由于物質(zhì)
在表面上的質(zhì)點受力不均勻而產(chǎn)生的。對于液體和氣體界面上的質(zhì)點 (原子或分子),由于
液體的密度大于氣體的密度,故氣相對它的作用力遠小于液體內(nèi)部對它的作用力,使表面層
質(zhì)點處于不平衡的力場之中。結(jié)果是表面層質(zhì)點受到一個指向液體內(nèi)部的力,使液體表面有
自動縮小的趨勢。
從物理化學可知,表面自由能是產(chǎn)生新的單位面積表面時系統(tǒng)自由能的增量。設恒溫、
恒壓下表面自由能的增量為ΔF,表面自由能為σ。
對于結(jié)晶溫度范圍較寬的合金,散失一部分
(約20%)潛熱后,晶粒就連成網(wǎng)絡而阻塞流動,
大部分結(jié)晶潛熱的作用不能發(fā)揮,所以對流動性影
響不大。但是,也有例外的情況,當初生晶為非金
屬,或者合金能在液相線溫度以下以液固混合狀
態(tài),在不大的壓力下流動時,結(jié)晶潛熱則可能是個
重要的因素。例如,在相同的過熱度下AlSi合金的流動性,在共晶成分處并非大值,而
在過共晶區(qū)里繼續(xù)增加 (圖121),就是因為初生硅相是比較規(guī)整的塊狀晶體,且具有較小
的機械強度,不形成堅強的網(wǎng)絡,能夠以液固混合狀態(tài)在液相線溫度以下流動。