7 液态成形过程的传热.ppt

合金凝固温度区间的影响 * * 第二篇 液态成形基础-第7章 液态成形过程的传热 中国矿业大学材料科学与工程学院 7.1 液态成形过程的传热特点与方式 浇铸 铸件铸型热交换 （显热、潜热） 液态金属接触铸型开始热交换 强制对流 金属受到激冷 充满后 强制对流停止 继续降温 自然对流停止（由温差、浓度差引起） 从表面开始凝固至完毕 三个层 铸型层 金属与铸型界面 金属凝固层 三种热传递方式：热传导、热对流、热辐射 7.2 铸件凝固温度场 傅里叶第二定律 3、热传导过程的偏微分方程 由于金属液凝固时还要释放出凝固潜热，故描述铸件凝固过程的热传导方程与上述还有所不同： 二维传热： 一维传热： 5、影响凝固温度场的因素 1 金属性质 1）热扩散率:物体加热冷却时，内部各部分温度趋于一致的能力。 2）凝固潜热：潜热大，表面被加热的温度高，铸件的温度梯度小。 3）金属的凝固温度：凝固温度高，铸件、型腔表面温度高，铸型内外的温差增大，铸型热导率提高，铸件温度分布变陡峭。 2 铸型性质的影响 1）铸型的蓄热系数：吸热能力强，梯度大 2）铸型预热温度： 3 浇铸条件 过热度占潜热的5%-6%，相当于提高了铸型温度，温度梯度而减小。 4 铸件结构的影响 1）铸件的壁厚：厚壁存储的热量更高，铸型被加热，温度梯度小。 2）铸件的形状: L形、T形， 内角：冷速慢结壳晚，强度低，线性收缩时容易热烈可以改为圆角，避免热量交叉； 内角平面外角 7.3 铸件凝固时间的确定 概念：凝固时间—液态金属充满铸型后直至凝固完毕所 需时间。 凝固速度—单位时间内凝固层的增长厚度 目的 计算方法： 无限大平板铸件凝固时间的理论计算； 平方根定律计算法： 折算厚度法： Τ=ξ2/K2 R=V1/A1， Τ=R2/K2 Q 吸=Q放 温度梯度的影响 逐层凝固 中间凝固 体积凝固 窄 宽 陡 平 7.4 铸件凝固方式及其影响因素 7.4.2 铸件的凝固方式及其影响因素 *