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液态金屬的特性

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液态金屬的特性

發布日期:2018-07-12 作者: 點擊:

液态金屬的特性



  液态金屬在砂型中流動時呈現出如下水力學特性:

  1.粘性流體流動:液态金屬是有粘性的流體。液态金屬的粘性與其成分有關,在流動過程中又随液态金屬溫度的降低而不斷增大,當液态金屬中出現晶體時,液體的粘度急劇增加,其流速和流态也會發生急劇變化。

  2.不穩定流動:在充型過程中液态金屬溫度不斷降低而鑄型溫度不斷增高,兩者之間的熱交換呈不穩定狀态。随着液流溫度下降,粘度增加,流動阻力也随之增加;加之充型過程中液流的壓頭增加或和減少,液态金屬的流速和流态也不斷變化,導緻液态金屬在充填鑄型過程中的不穩定流動。

  3.多孔管中流動:由于砂型具有一定的孔隙,可以把砂型中的澆注系統和型腔看作是多孔的管道和容器。液态金屬在“多孔管”中流動時,往往不能很好地貼附于管壁,此時可能将外界氣體卷入液流,形成氣孔或引起金屬液的氧化而形成氧化夾渣。

  4.紊流流動:生産實踐中的測試和計算證明,液态金屬在澆注系統中流動時,其雷諾數Re大于臨界雷諾數Re臨,屬于紊流流動。例如ZL104合金在670℃澆注時,液流在直徑為20mm的直澆道中以50cm/s的速度流動時,其雷諾數為25000,遠大于2300的臨界雷諾數。對一些水平澆注的薄壁鑄件或厚大鑄件的充型,液流上升速度很慢,也有可能得到層流流動。輕合金優質鑄件澆注系統的研究表明,當Re<20000時,液流表面的氧化膜不會破碎,如果将雷諾數控制在4000~10000,就可以符合生産鋁合金和鎂合金優質鑄件的要求。有人通過水力模拟和鋁合金鑄件的實澆試驗證明:允許的最大雷諾數,在直澆道内應不超過10000,橫澆道内不超過7000,内澆道内不超過1100,型腔内不超過280。綜上分析,影響金屬液流動的平穩性的主要因素是金屬液的流動速度和澆注系統的形狀及截面尺寸。


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