液態(tài)成型 （鑄造）是將熔化成液態(tài)的金屬澆入鑄型后一次制成需要形狀和性能的零件。

屬由液態(tài)→固態(tài)的凝固過程中的一些現(xiàn)象，如結(jié)晶、溶質(zhì)的傳輸、晶體長大、氣體溶解和

出、非金屬夾雜物的形成、金屬體積變化等都與液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)有關(guān)。因此，

解液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，是控制鑄件形成過程的必要基礎(chǔ)。

由于它與鑄型的接觸表面積相對較小，熱量散失比較緩慢，則充型能力較高。

鑄件的壁越薄，折算厚度就越小，就越不容易被充滿。另一方面，鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、厚薄部分

過渡面多，則型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動阻力大，鑄型的充填就困難。

２．鑄件的凝固方式

一般將鑄件的凝固方式分為三種類型。逐層凝固方式、體積凝固方式 （或稱糊狀凝固方

式）和中間凝固方式。鑄件的凝固方式取決于凝固區(qū)域的寬度。

７２

Ｔ１ 和Ｔ２ 是鑄件斷面上兩個不同時刻的溫度場。

從圖中可觀察到，恒溫下結(jié)晶的金屬，在凝固過程中其鑄件斷面上的凝固區(qū)域?qū)挾鹊扔?/p>

零。斷面上的固體和液體由一條界線 （凝固前沿）清楚地分開。隨著溫度的下降，固體層不

斷加厚，逐步到達(dá)鑄件中心。這種情況為 “逐層凝固方式”。

如果合金的結(jié)晶溫度范圍很小，或斷面溫度梯度很大時，鑄件斷面的凝固區(qū)域則很窄，

也屬于逐層凝固方式 ［圖１３３（ｂ）］。

五、鑄件的凝固時間

鑄件的凝固時間是指從液態(tài)金屬充滿型腔后至凝固完畢所需要的時間，

單位時間凝固層增長的厚度稱之為凝固速度。鑄件的凝固時間是確定工藝

參數(shù)，獲得優(yōu)良質(zhì)量鑄件的重要依據(jù)。如在設(shè)計冒口和冷鐵時需要對鑄件的凝固時間進(jìn)行估

算，以保證冒口具有合適的尺寸和正確布置冷鐵。對于大型鑄件及生產(chǎn)線的流水作業(yè)，也需

要對其凝固時間進(jìn)行估算。

１．理論推導(dǎo)

仍以無限大平板件為例，在溫度場推導(dǎo)的基礎(chǔ)上對凝固時間進(jìn)行簡化的理論推導(dǎo)。

由前述對無限大平板的溫度場中推導(dǎo)公式