干砂消失模鑄造是一種全新的鑄造技術(shù)，與普通濕砂型鑄造相比，干砂消失模鑄造具有鑄件生產(chǎn)成本低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度尤應(yīng)用范圍廣等許多優(yōu)點(diǎn)，是鑄造工藝的一個(gè)重要發(fā)展方向。
干砂消失模鑄造成型理論不同于傳統(tǒng)的濕砂型鑄造，其在金屬液充型過(guò)程中包含著多種物理化學(xué)現(xiàn)象，包括傳熱流動(dòng)化學(xué)反應(yīng)、凝固等，使得金屬液的充型過(guò)程   加復(fù)雜由于EPS模樣氣化分解及與金屬液之間的相互作用，導(dǎo)致金屬液充型時(shí)的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、充型能力以及鑄造缺陷的產(chǎn)生等，不同于普通濕砂型鑄造，并   終影響到鑄件質(zhì)量為此，的學(xué)者對(duì)金屬液充型過(guò)程流動(dòng)及傳熱方面進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，并取得了許多有益的成果，為進(jìn)行消失模鑄造工藝設(shè)休推動(dòng)消失模技術(shù)在生產(chǎn)中應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。在本文中，作者對(duì)消失模鑄造金屬液充型過(guò)程特點(diǎn)方面的研究成果及存在的問(wèn)題，進(jìn)行了綜合分析，并介紹了作者近幾年來(lái)的研究結(jié)果。
在普通濕砂型鑄造中，金屬液從內(nèi)澆道進(jìn)入型腔以后，將沿慣性流動(dòng)方向向前流動(dòng)，直至遇到型壁后形成回流甚至渦流。而在干砂消失模鑄造中，金屬液的充型過(guò)程則比較復(fù)雜。充型時(shí)，在金屬液熱輻射作用下，金屬液尚未與模樣接觸，模樣就已開始?xì)饣诮饘僖号c模樣之間形成一個(gè)間隙，其中充滿模樣分解產(chǎn)物，并通過(guò)該間隙與金屬液之間發(fā)生相互作甩由于該間隙中氣體壓力的阻礙作用，顯著降低了金屬液充型時(shí)的慣性作用，導(dǎo)致金屬液充填方式不同于普通濕砂型鑄造在常壓下充型時(shí)，金屬液端部呈凸?fàn)钤谛湍託饣蟮?中向前移動(dòng)，模樣分解產(chǎn)物被擠向型壁；在負(fù)壓下充型時(shí)，金屬液優(yōu)先沿型壁向前充填，容易將模樣碎塊及分解物卷入到金屬液中，產(chǎn)生氣孔缺陷文中用電觸頭記錄方法測(cè)量了金屬液的充型形態(tài)，表明，施加負(fù)壓以后，金屬液的充型速度大幅度提高。分別研究了不同條件下的金屬液流動(dòng)形態(tài)，了與前述相似的結(jié)果。
1976年，中國(guó)的徐世達(dá)等人采用高速攝影方法研究了模樣密度、澆注速度合金種類等因素對(duì)充型的影響，指出，底注時(shí)金屬液充型比較平穩(wěn)，基本呈波浪直線型。S.Shivkumar研究了澆注系統(tǒng)對(duì)金屬液充型的影響，指出澆注系統(tǒng)性質(zhì)顯著影響著金屬液充填方式，水平澆注時(shí)，充填速度呈先快后慢趨勢(shì)；而垂直澆注時(shí)，則呈先慢后快再慢的變化趨勢(shì)。認(rèn)為，對(duì)于負(fù)壓消失模鑄造，采用封閉式澆注系統(tǒng)時(shí)，金屬液充型比較平穩(wěn)，有利于減少或氣孔缺陷日本的直井孝夫等人試驗(yàn)研究結(jié)果，在階梯式澆注方式中，如果采用實(shí)型直澆道，金屬液   先從上內(nèi)澆道開始充型；而采用空型直澆道時(shí)，金屬液則   先從下內(nèi)澆道開始充填型腔。采用數(shù)值模擬技術(shù)，研究了金屬液在階梯式澆注系統(tǒng)中的充型特點(diǎn)，了與上述相同的結(jié)果。
對(duì)金屬液充填平板狀消失模時(shí)的二維流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。把模樣氣化速度做為金屬液充型過(guò)程控制元，對(duì)消失模鑄造三維充型過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，了與前述相同的流場(chǎng)特點(diǎn)。
綜合上述分析可見，學(xué)者在金屬液充填消失模過(guò)程流動(dòng)方面做了許多工作，但還很不完善，沒有形成系統(tǒng)性，研究結(jié)果多是在條件下的，雖然可以較定量地描述特定條件下的充型特點(diǎn)，但是受實(shí)驗(yàn)條件的限制，不能綜合反映各種因素對(duì)金屬液充型的影響，而且許多重要影響因素沒有考慮，因此缺乏預(yù)測(cè)性采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)，則不受試驗(yàn)條件的限制，可以定量地研究金屬液的充型過(guò)程及各種因素的影響規(guī)律，預(yù)測(cè)鑄造缺陷的產(chǎn)生等，是研究干砂消失模鑄造的一個(gè)重要手段但是，在現(xiàn)有的數(shù)值模擬研究中，把模樣的氣化速度做為金屬液的充型速度，沒有考慮金屬液模樣間隙壓力的阻力作用。
而大量研究結(jié)果表明，充型過(guò)程中金屬液模樣間隙壓力的大小，直接影響金屬液充型速度的大小。因此，在研究金屬液充型過(guò)程時(shí)，如果不考慮金屬液模樣間隙壓力的影響作用，必將產(chǎn)生較大偏差，難以綜合反映模樣性能涂料透氣性與厚度以及澆注工藝等因素對(duì)金屬液充型過(guò)程的影響，故與實(shí)際情況相差較大近年來(lái)，本文作者對(duì)金屬液充型消失模過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)研究，建立了金屬液充型過(guò)程中金屬液一模樣間隙壓力與間隙寬度變化計(jì)算表達(dá)式，并把該間隙壓力做為金屬液充型速度的控制元，禍合金屬液充型過(guò)程傳熱，對(duì)干砂消失模鑄造金屬液三維充型流動(dòng)及澆注系統(tǒng)與負(fù)壓對(duì)充型流動(dòng)的影響規(guī)律，進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。
   研究了金屬液充型過(guò)程氣隙壓力與氣隙寬度變化特點(diǎn)，并考察了模樣發(fā)氣性、模樣密度涂料透氣性與厚度等因素對(duì)氣隙壓力與氣隙寬度的影響規(guī)律是三維充型過(guò)程模擬結(jié)果由于氣隙壓力的阻礙顯著降低了金屬液充型流動(dòng)時(shí)的慣性作用，無(wú)論是頂注還是側(cè)注，金屬液從內(nèi)澆道開始均以放射狀形式均勻向前充填，金屬液   后充填部位是距內(nèi)澆道   遠(yuǎn)處數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)有試驗(yàn)結(jié)果相同，表明金屬液模樣間氣隙壓力可以做為金屬液充型過(guò)程流動(dòng)控制元。這樣，通過(guò)氣隙壓力變化的調(diào)節(jié)作用，可以綜合地反映模樣性質(zhì)、涂料性質(zhì)及工藝等因素對(duì)金屬液充型過(guò)程流動(dòng)的影響規(guī)律。

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