五、鑄件的凝固時(shí)間

鑄件的凝固時(shí)間是指從液態(tài)金屬充滿型腔后至凝固完畢所需要的時(shí)間，

單位時(shí)間凝固層增長的厚度稱之為凝固速度。鑄件的凝固時(shí)間是確定工藝

參數(shù)，獲得優(yōu)良質(zhì)量鑄件的重要依據(jù)。如在設(shè)計(jì)冒口和冷鐵時(shí)需要對鑄件的凝固時(shí)間進(jìn)行估

算，以保證冒口具有合適的尺寸和正確布置冷鐵。對于大型鑄件及生產(chǎn)線的流水作業(yè)，也需

要對其凝固時(shí)間進(jìn)行估算。

１．理論推導(dǎo)

仍以無限大平板件為例，在溫度場推導(dǎo)的基礎(chǔ)上對凝固時(shí)間進(jìn)行簡化的理論推導(dǎo)。

由前述對無限大平板的溫度場中推導(dǎo)公式

（１）鑄型的蓄熱系數(shù)　鑄型的蓄熱系數(shù)ｂ２ （ｂ２＝ ｃ２ρ２λ槡２）表示鑄型從其中的金屬中吸

取并儲(chǔ)存于本身中熱量的能力。蓄熱系數(shù)ｂ２

越大，鑄型的激冷能力就越強(qiáng)，金屬液于其中

保持液態(tài)的時(shí)間就越短，充型能力下降。金屬型鑄造中，經(jīng)常采用涂料調(diào)整其蓄熱系數(shù)ｂ２

。

為使金屬型澆口和冒口中的金屬液緩慢冷卻，常在一般的涂料中加入ｂ２

很小的石棉粉。

（２）鑄型的溫度　預(yù)熱鑄型能減小金屬與鑄型的溫差，從而提高其充型能力。例如，在

金屬型中澆注鋁合金鑄件，將鑄型溫度由３４０℃提高到５２０℃，在相同的澆注溫度 （７６０℃）

下，螺旋線長度由５２５ｍｍ增加到９５０ｍｍ。在熔模鑄造中，為得到清晰的鑄件輪廓，可將型

殼焙燒到８００℃以上進(jìn)行澆注或利用型殼焙燒剛結(jié)束的高溫余熱進(jìn)行澆注。

２影響?zhàn)ざ鹊囊蛩?/p>

（１）溫度　如式（１５）所示，液體的黏度在溫度不太高時(shí)，式中的指數(shù)項(xiàng)比乘數(shù)項(xiàng)的影響

，即溫度升高，η值下降。在溫度很高時(shí)，指數(shù)項(xiàng)趨近于１，乘數(shù)項(xiàng)將起主要作用，即溫度

高，η值增大，但這已是接近氣態(tài)的情況。圖１８為常用金屬動(dòng)力黏度與溫度的關(guān)系。

（２）熔點(diǎn)　黏度反映原子間結(jié)合力的強(qiáng)弱，與熔點(diǎn)有共同性。因此，合金成分的改變也

定著黏度的大小，圖１９即為 ＭｇＳｎ系合金的相圖與

度的關(guān)系?？梢?，難熔化合物的黏度較高，而熔點(diǎn)低

共晶成分合金其黏度低。