液态金属的充型与凝固

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液态金属的充型能力1

温
冷
低
裂
温
形状曲折而不规则，裂纹表面呈氧化色，无金属光泽；裂口沿晶粒边界通过。一般分布在铸件易产生应力集
外形呈连续直线状（没有分叉）
或圆滑曲线，裂纹表面干净，具有金属光泽，有时呈轻微氧化色；
穿过晶粒。
常出现在铸件表面
分
布
中的部位或铸件最后凝固部位的内部
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2、防止措施 ⑴设计上：合理设计铸件结构，以减少铸造内应力 ⑵工艺上 a.降低磷、硫含量 b.改善型（芯）砂的退让性 c.控制打箱时间
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充型能力的前提下，尽可能采用“高温出炉，低温浇注”的原则。
◆ 浇注系统的结构
浇注系统的结构越复杂，流动的阻力就越大，流动性就越差。
故在设计浇注系统时，要合理布置内浇口在铸件上的位置，选择
恰当的浇注系统结构和各部分的断面积。 ⑶充填条件铸型中凡能增加金属流动阻力、降低流速和增加冷却速度的因素，均会降低合金的充型能力。诸如：型腔过窄、型砂含水分或透气性不足、铸型排气不畅和铸型材料导热性过大等，均能降低充型能力，使铸件易于产生浇不足、冷隔等缺陷。
P S
尺寸变化
固态
K
Q 产生应力、变形、裂产生缩孔、缩松 0 0.02 0.77 2.11 4.3 纹的基本原因 ω c ，% 的基本原因
6.69
图
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ退出
2、影响因素 ①化学成分
凡是促进石墨化的元素增加，收缩减少，否则收缩增大
②浇注温度 T浇↑→过热度↑→液态收缩↑→总收缩↑ ③铸件结构和铸型条件 A
等固相法
内切圆法特征：形状不规则，表面不光滑，可以看到发达的树枝晶末梢 2、缩松的形成形成过程：

液态金属的结构和性质

第一章液态金属的结构和性质
1.液态成形：是液态金属充满型腔并凝固后获得符合要求的毛坯或零件的工艺技术。
2.晶界粘滞流动：把金属加热到熔点附近时，离位原子数大为增加。在外力的作用下，这些原子作定向运动，造成晶粒间的相对流动。(金属的熔化变为同温度的液态金属时，金属要吸收大量的热量(金属由固态变为液态，体积膨胀约为3~5%)。
8.粘度在材料成形过程中的影响。
A．对液态金属净化的影响-粘度↑杂质和气泡上升的速度↓
B．对液态合金流动阻力的影响-粘度↑流动阻力↑
C．对液态过程中液态合金对流的影响-粘度↑对流强度↓
9.表面张力：液态金属表面有一个平行于表面且各向大小相等的张力。
10.影响表面张力的因素：
A．熔点。熔点↑原子间结合力↑表面张力↑
B．温度。温度↑表面张力↓（但对铁碳合金、铜合金，温度↑表面张力↑）
C．溶质原子表面活性元素，使表面张力↓非表面活性元素，使表面张力↑
11.充型能力mold-filling capacity：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力(充型能力是外因（铸型）和内因（流动性）的共同结果)
12.液态金属的流动性：液态金属本身的流动能力。
4.在熔点和过热度不大时，液态金属的结构是接近固态金属而远离气态金属的。
5.液态金属：是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质及气泡所组成的“混浊”液体。
6.粘度（粘滞性）：在作相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动的性质。
7.粘滞性的本质：原子间结合力的大小。

液态金属成形过程及控制

冒口。
冒口补缩原理
二、选择冒口位置的原则
1.冒口应就近设在铸件热节（hot spot)的上方或侧旁； 2.冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位； 3.冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位； 4.冒口不应选在应力集中处； 5.应尽量用一个冒口补缩几个热节或铸件； 6.冒口不应在加工面上。
金属液过滤器安放位置
泡沫陶瓷过滤器过滤机理
• • 1.“滤饼”机制复杂的泡沫陶瓷结构，可以高效率地机械挡渣，当金属液通过结构复杂的泡沫陶瓷过滤器时，通过过滤介质的机械分离作用，把大于过滤器表面孔眼的夹杂物滤除，并使之沉积在过滤器液态金属流入端，成为过滤器的一个组成部分。随着夹杂物在过滤器表面上堆积数量的增多，逐渐形成了一层“滤饼”，使金属液流道进一步变细，因而新增的过滤介质表面可以滤除更为细小的夹杂物。与此同时，介质内部也有过滤作用，在贯穿于陶瓷体的众多小孔中，有的呈现微小狭缝，有的存在死角，这些变化不同的区域都是截获夹杂物的可能位置。
第一章
液态金属成形过程及控制
1.1 液态金属的充型及流动 1.2 浇注系统 1.3 凝固过程的工艺分析 1.4 冒口和冷铁
1.1液态金属的充型及流动
• 概述：充型＋凝固→铸造成形→质量一、液态金属充型的水力学特征及在浇注系统中的流动水力学特征： ①粘性流动←粘度→合金成分，温度，结晶 ②流动的不稳定性 ③散体材料的“多孔管流动”
铸件
1.位置（4）－阶梯式
a)多直浇道式 b)用塞球法控制式 c)控制各组元比例式 d)带缓冲直浇道 e)带反直浇道式
2.按各单元断面积的比例
• 收缩式：A直﹥ A横﹥ A内 • 扩张式： A直﹤ A横﹤ A内 • 半扩张式： A直﹤ A横﹥ A内

第一章金属液态成形理论基础

第一节液态金属充型能力与流动性
0、什么是液态金属的充型能力
1）定义：
液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成型件的能力，称为充型能力。
2）充型能力对成型的影响
充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。
3）影响充型能力的因素
充型能力首先取决于金属本身的流动性(流动能力)，同时又受铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素影响。
一、铸件的凝固方式
在铸件凝固过程中，其断面上一般存在三个区域：固相区、凝固区和液相区。
1、分类
依据对铸件质量影响较大的凝固区的宽窄划分铸件的凝固方式为如下三类：
(1)逐层凝固
纯金属和共晶成分的合金在凝固过程中不存在液、固并存的凝固区，随着温度下降，固体层不断加厚，液体不断减少，直达铸件中心，这种凝固方式称为逐层凝固。
机械应力
二、铸件的变形及其防止
1、变形的原因：
铸件内部残余内应力。只有原来受拉伸部分产生压缩变形、受压缩部分产生拉伸变形，才能使铸件中的残余内应力减小或消除。
平板铸件的变形
杆件的变形
床身铸件的变形
粱形铸件的弯曲变形
2、防止措施：
减小应力；将铸件设计成对称结构，使其内应力互相平衡；采用反变形法；设置拉肋；时效处理。
2、冷裂纹的特征
裂纹细小，呈连续直线状，裂缝内有金属光泽或轻微氧化色。
3、防止措施
凡是能减少铸件内应力和降低合金脆性的因素均能防止冷裂。设置防裂肋亦可有效地防止铸件裂纹。
防裂肋
三、合金的吸气性
液态合金中吸入的气体，若在冷凝过程中不能溢出，滞留在金属中，将在铸件内形成气孔。
一）气孔的危害
气孔破坏了金属的连续性，减少了其承载的有效截面积，并在气孔附近引起应力集中，从而降低了铸件的力学性能。弥散性气孔还可促使显微缩松的形成，降低铸件的气密性。

材料成形原理-第一章(2)液态金属的充型能力

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一、金属性质方面的因素
这类因素是内因，决定了金属本身的流动能力-----流动性。 1、合金的成分合金的流动性与其成分之间存在着一定的规性。在流动性曲线上，对应着纯金属、共晶成分和金属间化合物的地方出现最大值，而有结晶温度范围的地方流动性下降，且在最大结晶温度范围附近出现最小值。
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5
对于同一种合金，也可以用流动性试样研究各铸造因素对其充型能力的影响。例如，采用某一种结构的流动性试样，改变型砂的水分、煤粉含量、浇注温度、直浇道高度等等因素中的一个因素，以判断该变动因素对充型能力的影响。螺旋试样流动性试样的类型很多，如螺旋形、球形等。在生产和科学研究中应用最多的是螺旋试样，如图所示。其优点：灵敏度高、对比形象、可供金属液流动相当的距离，而铸型的轮廓尺寸并不太大。缺点：金属流线弯曲，沿途阻力损失较大，流程越长散热越多，故金属的流动条件和温度条件都在随时间改变，这必然影响到所测流动性的准确度；各次试验所用铸型条件也很难精确控制；每做一次试验要造一次铸型。
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8
合金成分对流动性的影响
9
Ｆｅ-Ｃ合金流动性与成分的关系
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10 在过热度相同时：纯铁的流动性好，随碳量的增加，结晶温度范围扩大，流动性下降。在Wc＝2.1%附近，结晶温度范围最大，在液相线以上过热度相同的情况下，流动性最差。在亚共晶铸铁中，越接近共晶成分，流动性越好，共晶成分铸铁的流动性最好。这是因为含碳量越低，结晶温度范围越宽，初生奥氏体枝晶就越发达，数量不多的奥氏休枝晶，即足以阻塞液流的流动。共晶铸铁的结晶组织比较细小，凝固层的走向平整，流动阻力小，而且共晶成分铁液浇注温度低，向铸型散热慢，流动时间也较长，所以流动性最好。碳量增加时，亚共晶铸铁的液相线温度下降，在相同的浇注温度下，铁液的流动性随碳量增加而迅速提高。铸铁的结晶温度范围一般都比铸钢的宽，但铸铁的流动性却比铸钢的好。这是由于铸钢的熔点高，钢液的过热度一般都比铸铁的小，维持液态的流动时间就要短；另外，由于钢液的温度高，在铸型中散热速度大，很快就析出一定数量的枝晶，使钢液失去流动能力。高碳钢的结晶温度范围虽然比低碳钢的宽，但是，由于液相线温度低，容易过热，所以实际流动性并不比低碳钢差。

凝固成形

五、熔模铸造
熔模铸造师用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐火材料，经硬化后，将模型熔化、排出型外，从而获得无分型面的铸型。
六、离心铸造离心铸造是将液态金属浇入高速旋转（250~1500r/min）的铸型中，使金属注在离心力作用下充填铸型并凝固的铸造方法。
几种常见凝固成形方法的比较
凝固成形
凝固成形（铸造）的定义液态金属充型凝固铸件
凝固成形俗称铸造，是将金属材料熔化成液态后浇注入与拟成形的零件形状及尺寸相适应的模型空腔中，待液态金属冷却凝固后将铸型打开（或破坏）取出所形成的铸件毛坯，然后清理掉由于工艺需要而添加的部分（如浇口，冒口等）后，即可得到所需的铸件。
二、金属型铸造
金属型铸造就是将液态金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种凝固成形方法。由于金属型可以反复使用，故有永久型铸造之称。
三、压力铸造
压力铸造是在高压下（30~70MPa）快速地将液态或半液态金属压入金属铸型中，并使液态金属在压力下凝固，以获得铸件的凝固成形方法。
四、低压铸造
低压铸造是介于金属型铸造和压力铸造之间的一种铸造方法，在30~70kPa压力的作用下，将金属液注入型腔，并在压力下凝固，以获得铸件的凝固成形方法。
液态金属
获得合格的高质量的液态金属是凝固成形技术的非常重要的方面。所谓合格的，高质量的液态金属，通常包括三个方面的要求：

1、具有所需要的温度 2、杂质含量低 3、具有所要求的化学成分
凝固成形方法
一、砂型铸造
砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。

一液态金属成形过程及控制

合金凝固温度区间的影响
窄
逐层凝固
中间凝固
宽
糊状凝固
陡
平
温度梯度的影响
4、铸件的收缩
定义：收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过
程中，其体积或尺寸缩减的现象。
分类：分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
浇注温度
铸液态收缩
件
开始凝固温度
温
度凝固收缩
体积收
降
缩
低
凝固终止温度
固态收缩
线收缩
室温
共晶成分从液态变为固态需要一
定的时间
收缩率：
体积收缩是指单位体积的收缩量（表示由液态到常温的收缩）。线收缩是指单位长度上的收缩量（可以表示固态时的收缩）。
体积收缩率：
V
V0 V1 100% V1
线收缩率：
L

L0 L1 L1
100%
其中 V0，L0表示铸件在高温T0时的体积和一维方向的长度； V1，L1表示铸件在高温T1时的体积和一维方向的长度。
A0.77---------
F +Fe C 0.0218
3 6.69
ES线是碳在γ-Fe中的溶解度曲线，又称Acm线。
GS线，又称A3线。是冷却时由奥氏体中析出铁素体的开始线。
L+ +
L+ Fe3C + Fe3C
F+ Fe3C
1、铸件的凝固过程：
在铸件的凝固过程中，其截面一般存在三个区域，即液相区、凝固区、固相区。对铸件质量影响较大的主要是液相和固相并存的凝固区的宽窄。铸件的凝固方式就是依据凝固区的宽窄来划分的。
第一讲液态金属成形的工艺基础

精确成型技术第三讲液态成形原理

浇注条件方面的影响因素：
➢ 浇注温度 ➢ 充型压头 ➢ 浇注系统结构
怎样影响？为什么？
液态金属的充型能力
充型能力对铸件质量的影响：
充型能力不足
浇不足
冷隔
夹砂气孔
夹渣
液态金属的凝固方式
液态金属的凝固方式
➢ 金属凝固方式：逐层凝固
怎样影响？为什么？
体积凝固（糊状凝固）中间凝固
➢ 金属凝固方式与铸件质量的关系
思考题
➢ 冷却速度怎样影响合金流动性？ ➢ 什么是导热系数，导热系数怎样影响合金流动
性？
➢ 解释铸型蓄热系数b2 c222 的物理意义，
b2怎样影响合金流动性？ ➢ 铸型温度怎样影响合金流动性？ ➢ 铸型发气量怎样影响合金流动性？
思考题
➢ 什么是铸件折算厚度？折算厚度怎样影响合金流动性？
➢ 什么是逐层凝固、中间凝固和体积凝固，什么样的合金分别倾向于逐层凝固、中间凝固和体积凝固？
书上思考与练习
➢ 试述液态金属充型能力与流动性之间在概念上的区别，并举例说明。
➢ 在影响充型能力的诸多因素中，哪些是可控的，哪些是不可控的?
➢ 铸件形成过程中，合金收缩要经历哪几个阶段？各有什么特点？阐述铸件收缩与合金收缩的区别与联系。
➢ 缩孔与缩松的形成原因和形成条件有何异同？
书上思考与练习
《材料精确成形技术》第三讲
液态成形原理
➢液态金属的充型能力 ➢液态金属的凝固方式 ➢液态金属充型后的收缩 ➢铸件凝固原则
液态金属的充型能力
液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。
影响因素 ➢ 金属流动性：合金成分、杂质含量、热
物理性质 ➢ 外界条件：铸型条件、浇注条件、铸件

液态金属的充型能力

液态金属的充型能力
液态金属是一种具有特殊充型能力的材料。本文将介绍液态金属的定义、物理性质、化学性质、充型方法、充型应用、优势以及挑战及解决方案。
什么是液态金属？
液态金属是一种在常温下处于液体状态的金属。它具有高导电性、高导热性和优异的机械性能。
液态金属的物理性质
1 高流动性
液态金属具有较高的流动性，能够被轻松注入复杂的形状和细小的空隙。
1 氧化问题
液态金属容易与空气中的氧气发生反应，需要采取相应措施，如惰性气体保护。
2 温度控制
液态金属的充型过程需要精确控制温度，以确保质量和性能。
3 模具设计
液态金属充型对模具的要求较高，需要进行适当的设计和优化。
与其他材料反应性低
液态金属与大多数材料的反应性较低，不会导致副反应和损坏。
可与其他金属合金化
液态金属能够与其他金属进行合金化，提高材料的性能和应用范围。
液态金属的充型方法
1
重力充型
将液态金属通过自由流动充入模具，适用于简单形状的零件充型。
2
压力充型
利用机械力将液态金属压入模具，适用于复杂形状和精密零件的充型。
液态金属充型的优势
高精度
液态金属充型可以制造高精度、高质量的零件，满足复杂应用的要求。
高效率
液态金属充型过程快速、高效，可大幅提高生产效率。
材料节约
液态金属充型不需要额外的材料加工，有效减少浪费。
设计自由度
液态金属充型技术可以实现复杂形状和细节的自由设计，提供更多创新空间。
液态金属充型的挑战及解决方案
2 低表面张力
液态金属的表面张力相对较低，使其能够更好地与其他材料接触和结合。

第二章液态金属的充型能力

L：合金的结晶潜热， / g carl
F 1 kL C 1 TP Tk l vt 2 gH p T LTm 合金成分结晶潜热合金的比热容、密度和换热系数 1.合金性质
液态金属的粘度表面张力
§2-3 影响充型能力的因素
影响充型能力的因素
铸型的蓄热系数 2.铸型性质铸型的温度铸型中的气体
末端之前的某个部位从型壁向中心生长的柱状晶相接触，金属的流通道被堵塞。
液态金属的停止流动机理
2.宽结晶合金停止流动机理
液态金属的停止流动机理
液态金属的温度是沿程下降的，液流前端冷却最快，首先结晶，当晶体达到一定数量时，变结成了一个连续的网状，发生堵塞，停止流动。
二、液态金属充型能力的计算
4.金属的流动性液态金属本身的流动能力，称为流动性。
二、流动性、充型能力及铸造缺陷的关系
流动性好，排气排杂，净化金属，还可以凝固后补缩流动性不好，充型能力弱，浇不足和冷隔，夹杂夹气
三、不同合金及造型方法对金属充型能力的影响不同金属和不同合金铸造方法铸厚/mm
金属种类
液态金属的充型能力：
TP Tm TL Tm vF 1 C 1 ln l vt C 1 ln p TL Tm Tk Tm
x
v 2gH
ln x x 1
TP Tm TP TL ln TL Tm TL Tm
F 1 kL C 1 TP Tk l vt 2 gH p T LTm 浇注温度
3.浇注条件
充型压头浇注系统的结构
影响充型能力的因素
折算厚度（模数）
4.铸件结构方面
V (铸件的体积 ) F (铸件的断面面积 ) M S (铸件的散热表面积 P (铸件的断面周长 ) )

液态金属的结构与性质

的液态金属；凝固是金属由液态向固态转变的结晶过
程，它决定着金属材料的微观组织特征。
►►液相成型
1.金属中的原子结合
R→∞，F ＝ 0
R ＞ R0 ，F＜0（引力） → 靠拢
R ＜ R0 ，F＞0（斥力） → 分开
R ＝ R0 ，F＝0
→ 平衡
图1-1
2.金属的加热膨胀
（图1-2、1-3）
升温
➢热运动热振动加剧，E转化为势能达新的平衡
➢ 2）粘度在材料成形中的意义
①对液态金属净化的影响（即除去夹杂和气泡）
可以看出UδT：：τ，：k0：B相无影热：原邻外响力Bo子原力粘学lz在子m时度温a平平原的度nn衡衡子因常位位之素数置置间有的的的：振平结动均合周距能期离或（原对子液扩态散金势属垒约为10－13 s）
a.结合能U. 粘度随结合能U呈指数关系增加。
b.原子液间体距的δ原. 子粘之度间随结原合子力间越距大增，大则而内减摩小擦。阻力越大，粘度就越高
晶体。单晶体：在晶体中所有原子排列位向相同者多晶体：大多数金属通常是由位向不同的小单晶（晶
粒）组成，属于多晶体。在固体中原子被束缚在晶格结点上，其振动频率约为
1013 次/s。
液态金属？
液态金属中的原子和固态时一样，均不能自由运动，围绕着平衡结点位置进行振动但振动的能量和频率要比固态原子高几百万倍。
比热容，与固态相比虽然稍大一些，但具有相同的数量级。
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表1 几种金属的熔化潜热与气化潜热
表1 几种金属的熔化潜热与气化潜热
3.实际金属的液态结构
液态金属内存在近程有序的原子集团。所以，液态金属结构具有如下特点：
l）液态金属是由游动的原子团构成。 2）能量起伏。 3）结构起伏。 4）浓度起伏（或成分伏）。

成型法的加工原理

成型法的加工原理材料成形方法是零件设计的重要内容，也是加工过程中的关键因素，除了机加工外，金属注射成型、塑性成型以及近年兴起的3D打印都是主要技术，下面就来细数一下这些金属成形工艺的特点。

铸造液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，通常称为金属液态成形或铸造。

工艺流程：液体金属→充型→凝固收缩→铸件工艺特点：1、可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。

2、适应性强，合金种类不受限制，铸件大小几乎不受限制。

3、材料来源广，废品可重熔，设备投资低。

4、废品率高、表面质量较低、劳动条件差。

铸造分类：（1）砂型铸造（sand casting）在砂型中生产铸件的铸造方法。

钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。

工艺流程：技术特点：1、适合于制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯；2、适应性广，成本低；3、对于某些塑性很差的材料，如铸铁等，砂型铸造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工艺。

应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件（2）熔模铸造(investmentcasting)通常是指在易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。

常称为“失蜡铸造”。

工艺流程：优点：1、尺寸精度和几何精度高；2、表面粗糙度高；3、能够铸造外型复杂的铸件，且铸造的合金不受限制。

缺点：工序繁杂，费用较高应用：适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。

（3）压力铸造(die casting)利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内，金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。

工艺流程：优点：1、压铸时金属液体承受压力高，流速快2、产品质量好，尺寸稳定，互换性好；3、生产效率高，压铸模使用次数多；4、适合大批大量生产，经济效益好。

液态金属成型

gx −
1 ∂P +ν ρ ∂x
∂ 2u ∂ 2u ∂ 2u ∂ u ∂u ∂u ∂u ∂ x2 + ∂ y2 + ∂ z2 = ∂t + u ∂x + v ∂y + w∂z
∂ 2v ∂ 2v ∂ 2v ∂ v 1 ∂P ∂v ∂v ∂v gy − +ν + + 2 = + u + v + w 2 2 ρ ∂y ∂x ∂y ∂z ∂y ∂z ∂t ∂x gz − 1 ∂P +ν ρ ∂z ∂ 2w ∂ 2w ∂ 2w ∂ w ∂w ∂w ∂w ∂ x2 + ∂ y2 + ∂ z2 = ∂t + u ∂x + v ∂y + w ∂z
五、实验报告分析总结铝合金的熔炼处理工艺流程，比较精炼处理、变质处理、振动以及冷却条件对铝合金组织及性能的影响。
实验二、液态成型过程 CAE 实验一、基础理论计算机辅助工程（ Computer Aided Engineering，简称 CAE）技术是一门以 CAD/CAM 技术水平的提高为发展动力，以高性能计算机及图形显示设备的推出为发展条件，以计算力学和传热学、流体力学等的有限元、有限差分、边界元、结构优化设计及模态分析等方法为理论基础的新技术。目前液态成型 CAE 主要以铸件的温度场模拟和流动场模拟为主，软件水平已经达到实用化，国内外均有商品化软件出现。国外主要有德国的 MagmaSoft、美国的 ProCAST、 Flow3D、韩国的 AnyCAST 等，国内主要有华中科技大学的华铸 CAE、清华的 FTStar、华北工学院的 CastSoft 等。 1）温度场模拟温度场模拟主要是利用传热学原理，分析铸件的传热过程，模拟铸件的冷却凝固进程，

液态金属的充型能力1

等固相法
内切圆法特征：形状不规则，表面不光滑，可以看到发达的树枝晶末梢 2、缩松的形成形成过程：
产生原因：液态收缩+凝固收缩＞固态收缩
产生条件：宽结晶温度范围的合金出现部位：铸件中心轴线处上一页下一页退出
3、防止措施
顺序凝固原则
同时凝固原则
内冷铁：铸件的一部分
冷铁
外冷铁：铸型的一部分
以上影响因素错综复杂，在实际生产中必须根据具体情况具体分析，找出其中的主要矛盾，采取措施，才能有效地提高液态金属的充型能力。
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3、对铸件质量的影响
充型能力好：
◆ 可获得外形完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件 ◆ 有利于排气和排渣
◆ 有利于补缩
充型能力不好，铸件易产生以下缺陷：浇不足：液态金属未充满铸型而产生缺肉的现象。冷隔：两股金属流汇合时因表层氧化而未能融合而产生凹坑或缝隙的现象。
2、防止措施 ⑴设计上：合理设计铸件结构，以减少铸造内应力；使铸件形状对称，抵消变形 ⑵工艺上 a.反变形法 b.设置拉筋（热处理后去除） c.控制打箱时间上一页下一页退出
㈤裂纹及其防止
1、裂纹的形成当铸造内应力超过金属的强度极限时，铸件便产生裂纹。
热
形成区域外观形状（特征）高
裂
温
冷
低
裂
温
形状曲折而不规则，裂纹表面呈氧化色，无金属光泽；裂口沿晶粒边界通过。一般分布在铸件易产生应力集
外形呈连续直线状（没有分叉）
或圆滑曲线，裂纹表面干净，具有金属光泽，有时呈轻微氧化色；
穿过晶粒。
常出现在铸件表面
分
布
中的部位或铸件最后凝固部位的内部

液态金属的充型与凝固

液态金属的充型能力1

液态金属的结构和性质

液态金属成形过程及控制

第一章 金属液态成形理论基础

材料成形原理-第一章(2)液态金属的充型能力

凝固成形

一液态金属成形过程及控制

精确成型技术 第三讲液态成形原理

液态金属的充型能力

第二章 液态金属的充型能力

液态金属的结构与性质

成型法的加工原理

液态金属成型

液态金属的充型能力1

第一章金属液态成形理论基础

精确成型技术第三讲液态成形原理

第二章液态金属的充型能力