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故金屬的流動(dòng)條件和溫度條件都在隨時(shí)改變,這必然影響到所測(cè)流動(dòng)性的準(zhǔn)確度;各次試驗(yàn)所用鑄型條件也很難
精控制;每做一次試驗(yàn)要造一次鑄型。在生產(chǎn)和科研中螺旋形試樣應(yīng)用較多。真空試樣如
圖117所示,它的優(yōu)點(diǎn)是鑄型條件和液態(tài)金屬的充型壓頭穩(wěn)定,真空度可以隨液態(tài)金屬的
密度不同而改變,使各種金屬能在相同的壓頭下充填,從而增加了試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比性,可以
觀察充填過程,記錄流動(dòng)長(zhǎng)度與時(shí)間的關(guān)系。
二、影響充型能力的因素及提高充型能力的措施
影響充型能力的因素是通過兩個(gè)途徑發(fā)生作用的:影響金屬與鑄型之間熱交換條件,而
改變金屬液的流動(dòng)時(shí)間;影響金屬液在鑄型中的水力學(xué)條件,而改變金屬液的流速。影響液
態(tài)金屬充型能力的因素是很多的,為便于分析,將所有的因素歸納為如下四類:
1金屬性質(zhì)方面的因素
這類因素是內(nèi)因,決定了金屬本身的流動(dòng)能力———流動(dòng)性。
(1)合金的化學(xué)成分 合金的化學(xué)成分決定了結(jié)晶溫度范圍,因此合金的流動(dòng)性與其成
分之間存在著一定的規(guī)律性。在流動(dòng)性曲線上,對(duì)應(yīng)著純金屬、共晶成分和金屬間化合物的
地方出現(xiàn)大值,而隨結(jié)晶溫度范圍的增加,流動(dòng)性下降,且在大結(jié)晶溫度范圍附近出現(xiàn)
小值 (如圖118、圖119所示)。
(3)鑄型中的氣體 鑄型有一定的發(fā)氣能力,能在金屬液與鑄型之間形成氣膜,可減小
的摩擦阻力,有利于充型。
根據(jù)實(shí)驗(yàn),濕型中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于6%的水和小于7%的煤粉時(shí),液態(tài)金屬的充型能
高,高于此值時(shí)型腔中氣體反壓力增大,充型能力下降,如圖122所示。型腔中氣體
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反壓力較大的情況下,金屬液可能澆不進(jìn)去,或者澆
口杯、頂冒口中出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象,甚至飛濺出來傷人。
所以,鑄型中的氣體對(duì)充型能力影響很大。
在鑄件斷度梯度相近的情況下,固液相區(qū)的寬度取決于鑄件合金的凝固溫度區(qū)間ΔtC 的大小。圖
8是三種不同碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳鋼在砂型和金屬型中凝固時(shí)測(cè)得的動(dòng)態(tài)凝固曲線??梢姡?
碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,碳鋼的結(jié)晶溫度范圍在不斷擴(kuò)大,鑄件斷面的凝固區(qū)域隨之加寬。低
在砂型中的凝固近于逐層凝固方式,中碳鋼為中間凝固方式,高碳鋼近于體積凝固。
當(dāng)鑄件合金成分確定后,鑄件斷面固液相區(qū)的寬度則取決于鑄件中的溫度梯度。溫度梯
度較大時(shí),固液相區(qū)的寬度較窄,則合金趨向于逐層凝固方式,反之依然。