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充型能力

鎖定
充型能力是指將液態金屬充滿鑄型型腔,獲得尺寸精確、輪廓清晰、形狀完整、薄而複雜鑄件的能力。
中文名
充型能力
外文名
Filling capacity
特    點
液態金屬充滿鑄型型腔
金屬性質
主要是流動性
鑄型性質
鑄型的激冷能力越強

充型能力概述定義

充型能力是指將液態金屬充滿鑄型型腔,獲得尺寸精確、輪廓清晰、形狀完整、薄而複雜鑄件的能力。合金澆注時,必須要有較好的充好的充型能力。
其主要影響因素有合金的流動性、澆注條件和鑄型條件。 [1] 

充型能力合金性質

合金性質對充型能力的影響主要是其流動性。
合金的流動性
合金的流動性是指液態合金本身的流動能力,是合金的鑄造性能之一。合金的流動性越好,充型能力越強,越便於澆注形狀完整、輪廓清晰、薄而復條的鑄件。
合金的流動性主要取決於合金的化學成分,因為合金的化學成分確定了合金結晶温度區間(又稱合金結晶温度範圍)和熔點。
合金的結晶温度區間越大,其流動性越差,充型能力越差,因為合金凝固時存在一個液固兩相共存區,增大了金屬液的黏度和流動阻力,因此,純金屬或共晶成分的合金流動性最好。
合金的熔點越高,流動性越差,充型能力越差,這是因為金屬液與環境温差大,熱量容易散失,保持液態時間短。在常用鑄造合金中,以灰鑄鐵、硅黃銅的流動性為最好,鋁合金其次,鑄鋼的流動性最差。
合金的流動性用澆注螺旋型試樣的長度來衡量。 [1] 
其他金屬性質對充型能力的影響
(1)結晶特性: 恆温下結晶,流動性較好;兩相區內結晶,流動性較差
(2)結晶潛熱:潛熱越大,流動性越好
(3)此外,合金液的比熱、密度越大,導熱係數越小充型能力好。

充型能力鑄型性質

鑄型的激冷能力越強,金屬液於其中保持液態的時間就越短,充型能力下降。

充型能力澆注條件

(1)澆注温度:指澆注時液態合金所處的温度。充型能力隨着澆注温度的升高而明顯增強,但如果澆注温度過高,液態合金吸氣增多、氧化嚴重,鑄件容易產生縮孔、縮松、黏砂、氣孔、夾雜等缺陷。因此,在生產中必須嚴格控制澆注温度,在保證液態合金能夠充滿鑄型的前提下,儘可能採用低的澆注温度。 [1] 
(2)充型壓力(澆注速度):液態金屬在流動方向上所受的壓力稱為充型壓力。充型壓力越大, 則流動速度越快,充型能力越強。

充型能力鑄型條件

鑄型條件主要是指鑄型導熱能力和鑄型對液態合金的流動阻力而言。
鑄型中凡能增加金屬流動阻力,降低流速和加快冷卻速度的因素,均能降低合金的充型能力。鑄型導熱能力差,散熱慢,則合金保持在液態的時間長,充型能力好。例如,在相同過熱條件下,液態合金在砂型中的充型能力比在金屬型中好。
澆注過程中,鑄型型腔中的氣體若能順利排除,則可提高液態合金的充型能力。此外,零件壁厚、複雜程度對充型能力也有影響。
為了改善鑄型的充填條件,在設計鑄件時,應選擇適宜的壁厚。在造型工藝上可採取相應的措施,如加高直澆口、擴大澆口截面積、安置出氣口等。此外,特種鑄造中的壓力鑄造、離心鑄造等充型能力好。 [1] 

充型能力鑄件結構

(1)折算厚度:
折算厚度也叫當量厚度或模數,是鑄件體積與鑄件表面積之比。 折算厚度越大,熱量散失越慢,充型能力就越好。鑄件壁厚相同時,垂直壁比水平壁更容易充填.(大平面鑄件不易成形)
(2)複雜程度:
鑄件結構越複雜,流動阻力就越大,鑄型的充填就越困難。
參考資料
  • 1.    孫廣平 李義 嚴慶光.材料成形技術基礎:國防工業出版社,2011:28-29