影响金属液流动性的因素有哪些？

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：通过铸造工作者长期的铸造生产实践和各种科学实验得知，各类金属的流动性受热物理特性和合金成分、初晶形状、温度、微量元素等因素的影响。其中，熔化热对金属液的流动性的影响最大，其值越高，流动性就越好。3）当合金的结晶温度范围相同时，其金属液的流动性则与结晶时初晶的形状有关。

影响金属液流动性的因素有哪些？

通过铸造工作者长期的铸造生产实践和各种科学实验得知，各类金属的流动性受热物理特性和合金成分（即合金在相图中的位置）、初晶形状、温度、微量元素等因素的影响。

1.热物理特性的影响

热物理特性包括熔化热、比热容和导热性。其中，熔化热对金属液的流动性的影响最大，其值越高，流动性就越好。比热容越大，流动性也越好；而导热性越好，则流动性越差。

2.合金成分的影响

1）在铝硅系合金中，其成分在共晶点处（硅的质量分数达15％）的合金，流动性最好，在亚共晶点处的合金，则流动性最差。这是因为作为主要合金化元素Si的熔化热比其基体金属Al的熔化热大。多数的Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Si-Mg系等合金，因其结晶间隔大，作为主要合金化元素的Cu、Mg、Zn等的熔化热都很小，冷却凝固时结晶几乎在截面上同时进行，已凝固的树枝状组织阻碍了内部合金液的流动，导致流动性变坏。但在Al-Cu系合金中，与纯铝共晶的成分（w_Cu为15％），其流动性试样长度仍显示出最大值，原因是它们的结晶特性不同，共晶成分的合金结晶为等轴柱状晶，有利于金属液的流动，非共晶成分的合金结晶为树枝状晶，阻碍金属液的流动。

2）合金成分决定合金结晶温度间隔（范围）的大小，结晶温度间隔越小（即准固相区温度范围越小）的合金成分，流动性就好。

3）当合金的结晶温度范围相同时，其金属液的流动性则与结晶时初晶的形状有关。如果初晶为柱状且细小，由于在其接触、融合后产生收缩应力时，会结晶出很多固相，因而使准固相线温度降低，使合金液的流动性变好，流动阻力减小；反之，如结晶时初晶的形状为树枝状且粗大，成长又快，则合金液的流动性就变差，流动阻力也增大。因此，在结晶时初晶为树枝状并粗大的合金液中可加入微量的Ti、B、P等晶粒细化剂，改变其初晶的结晶形状并使晶粒细化，就可以改善合金液的流动性。

3.合金比热容、密度、热导率的影响

合金的比热容和密度越大，热导率越小，则在相同的过热温度下，其流动性就好。

4.铸型温度和浇注温度的影响

在不影响合金性能和不产生铸造缺陷的前提下，适当提高合金液的浇注温度和铸型温度，可提高合金液的流动性。

5.合金液的粘度和表面张力的影响

合金液的粘度和表面张力越大，则合金液的流动性下降，反之就升高。

6.铸型的热物理特性的影响

若铸型的导热性好或热容量大，合金液浇入后，流动性则下降。如在保证铸件（铸锭）力学性能和致密性的前提下，改变铸型材质，即改用或添加一些导热性差或热容量小的材料，降低合金液的冷凝速度，就可提高其流动性。

7.浇注方法和浇注速度的影响

采用离心浇注，反重力真空吸铸比在大气压下的重力浇注，合金液的流动性好。浇注速度越快，流动性越好。

影响金属液流动性的因素有哪些？

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