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充型过程中的热传递

压铸充型过程中的热传递,是充型过程中另一个包含着流体动力学和热力学及熔融金属的物理特性的非常复杂的问题。充型过程中的热传递包含着放热和吸热的问题。一方面,金属液的熔化潜热、比热容导热性及浇注温度和固相线温度等特性,决定着金属液放出的热量;另一方面,金属液流与模具型腔的接触面积、模具材料的导热性、型(模)壁温度与金属液的温度的差值等决定着型腔吸收的热量传热的结果,使金属液在型腔中冷却结晶、凝固成形,并且形成一个模具(铸型)的温度梯度。下面对影响金属液凝固成形和模具(铸型)的温度梯度作一分析。

金属液的结晶、凝固成形
 
由于热的传递,使金属液降温、结晶、凝固成形为铸件,影响此过程的因素有:
(1)热传递对金属液凝固潜热的影响;
(2)涂料的存在带来了接触阻力;
(3)型壁不平整带来的影响
(4)铸型(模具)温度不均匀,即型腔的温度场分布不均匀的影响;
(5)由于铸件(型腔)各部分厚度不均匀使充型后型腔各处金属液的温度不均匀,导致
凝固不是在所有部位同时发生和结束。
 
模具(铸型)的温度梯度
 
考虑到金属液和模具的传热及金属液的凝固现象对模具的温度梯度作如下分析可把压铸过程分为三个阶段。第一阶段:从压铸开始到凝固成形;第二阶段:从凝固完充填全过程分析。从充型的全过程来分析,上述三个充型理论中,多数人认为其中的三阶段充型理论的概念比较符合实际。因为它反映了热力学、流体动力学等因素在充型过程中的作用和影响。但如上述,在实际的压铸生产中,就铸件(型腔)而言,很少有如试验采用的简单形状,这就使上述各阶段的划分并不是明确的在整个型腔中依次出现。在大多数情况下,可将铸件分割成若干不同部位来分析。当条件成熟时,前两个阶段在各个分割的局部部位先后出现,而第三阶段直到全部型腔充满的瞬间才出现。当然,如果在各分割部位条件都相同,则此三阶段就有可能在各个分割部位中依次出现。
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