铸造工艺学 第2版 课件 第1章 金属与铸型的相互作用.pptx

第1章

金属与铸型的相互作用

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学1.1概述普通型砂是由原砂、黏土和水等按一定比例混制成的。图1-1型砂结构示意图1-原砂2-黏结剂3-附加物4-孔隙原砂是型砂的骨架，黏土是黏结剂，它被水润湿后，在砂粒表面形成一层黏土薄膜，把松散的砂粒黏结在一起，使型砂具有一定的工艺性能。在被黏土膜包围的砂粒之间，有一定的孔隙，它使型砂具有一定的透气性。

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学砂型是一种微孔-多孔隙体系，或者毛细管-多孔隙体系。液体金属在浇注、凝固、冷却过程中会和铸型发生热的、机械的、化学和物理化学的相互作用。图1-1型砂结构示意图1-原砂2-黏结剂3-附加物4-孔隙

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学这三方面的作用是紧密联系、互相促进的。其中热作用是其它两方面作用的基础，且它们的作用是随热作用的剧烈程度而变化的，如果金属对铸型的加热越剧烈，则其它两方面的作用就越严重。还会在铸型中产生各种伴生现象。

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学在热作用下，型腔表面层的水分向铸型里层迁移；有机物质燃烧或升华；化合物分解(如硼酸受热后，经过几次脱水，最后分解为硼酐)；石英砂粒的同质异构转变；型壁的膨胀与收缩；型壁强度的变化等。在机械作用下，液体金属对铸型冲击、冲刷，使型腔胀大，砂芯变形等。在化学和物理化学作用下，金属的氧化与燃烧；铸型材料与金属或金属氧化物化学反应、黏结，造型材料发气等。不利情况下这些伴生现象使铸件产生各类缺陷！！！

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学1.2金属与铸型的热作用1.2.1金属对铸型的加热及铸件的冷却图1-2铸型的加热与铸件的冷却曲线1-铸件；2-铸型。研究在不同时间内铸型各点温度变化的情况，以及铸型在不同时间内所吸收的热量，其方法有解析计算法、模拟法(电模拟和水力模拟)和实验法等。

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学1.解析计算法铸件与铸型的热交换是属于不稳定的导热问题。因此，运用解析计算法研究铸型温度场时，一般作了下列的假设：(1)铸型与铸件的接触面是一个平面；(2)铸型与铸件在界面上的温度是相同的；(3)铸型与铸件平面都是无限大的，即只考虑一维方向的热传导；

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学1.解析计算法铸件与铸型的热交换是属于不稳定的导热问题。因此，运用解析计算法研究铸型温度场时，一般作了下列的假设：(4)在整个过程中，铸型材料的各热物理参数不随温度变化；(5)不论在铸件或铸型中都不发生吸热及放热反应;(6)浇注时，液体金属对型腔中空气的加热以及因对流热传导造成的热量损失，不予考虑。

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第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学?

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第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学?

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学2.试验法直接测温方法：在距型腔表面不同距离的砂型中安置热电偶，液体金属注入型腔后，就能立刻测量和记录铸型各点温度变化的情况。图1-3干型的加热曲线1-型面；2-2.7mm；3-6.5mm；4-13.3mm5-25.2mm；6-50.8mm；7-101.6,mm图1-4湿型受热时温度变化曲线图1-3和图1-4分别为在干型和湿型中浇注含铜30％的铝合金；直径为127mm的铸件时，铸型中各点的温度变化曲线。

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学从图中可看出：(1)浇注后，铸型内表面温度迅速地接近液体金属的温度，但此时，铸型其它部分仍然处于相当低的温度。图1-3干型的加热曲线1-型面；2-2.7mm；3-6.5mm；4-13.3mm5-25.2mm；6-50.8mm；7-101.6,mm图1-4湿型受热时温度变化曲线

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学图1-3干型的加热曲线1-型面；2-2.7mm；3-6.5mm；4-13.3mm5-25.2mm；6-50.8mm；7-101.6,mm图1-4湿型受热时温度变化曲线(2)砂型不同深度的各点在同一时刻有很大的温度差，越靠近型腔表面，温度越高，而离开型腔表面越远，温度越低，温差随时间逐渐减小。

第1章金属与铸型的相互作用铸造工艺学图1-3干型的加热曲线1-型面；2-2.7mm；3-6.5mm；4-