液態(tài)金屬充填過(guò)程的受力分析當(dāng)合金液澆入氣化模后,在其充填過(guò)程中,液態(tài)金屬受到各種阻力的作用,主要包括氣化模氣化產(chǎn)生的氣體阻力、凝固阻力、毛細(xì)作用力自身重力、與增強(qiáng)纖維間的摩擦阻力以及充型時(shí)端部紊流引起的非線性力等,這些力的方向如、凝固阻力、毛細(xì)作用力是主要的作用力。
要使合金液充型平穩(wěn),應(yīng)滿足′是合金液前沿與澆道口的壓力差,P是毛細(xì)作用力,P為凝固阻力式中:為合金液的密度;z為合金液前沿與澆道口的高度差(假設(shè)與型砂深度相等)。毛細(xì)作用力是由于合金液流動(dòng)前沿彎曲液面的表面張力引起的,其大小為式中:為合金液與氣隙層的界面張力;V為纖維體積分?jǐn)?shù);為接觸角;R為纖維半徑。如果液態(tài)金屬潤(rùn)濕纖維(形成凹面),毛細(xì)作用力將成為充填過(guò)程的動(dòng)力;如果液態(tài)金屬不潤(rùn)濕纖維(形成凸面),毛細(xì)作用力將成為充填過(guò)程的阻力。
凝固阻力是由于液態(tài)金屬溫度的降低、成核、結(jié)晶引起的,它隨溫度的降低而增大,其大小為式中:為合金液動(dòng)力學(xué)粘度系數(shù);V為合金液的平均充型速度。由于合金液充型平穩(wěn)的前提首先是不坍塌,所以結(jié)合可以得出合金液充填的必要條件,液態(tài)金屬充填過(guò)程的控制由上述的受力分析可知,負(fù)壓實(shí)型鑄造金屬基復(fù)合材料時(shí),合金液的充填受到各種因素的影響,既有工藝材料也有工藝參數(shù)的影響。