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摘要：流動性較差的合金在進行鑄造時，很難充型，會出現冷隔等相關漏洞。而為了解決此類現象，測試合金的流動性，相關研究者便針對性設計了金屬型流動性試驗模具。通過金屬型流動性試驗模具，能夠測量合金處于不同截面的流動性，并且成本耗費較低，操作也較為便捷。能夠直觀反映澆注溫度、流道截面模數等相關因素對流行性的影響，并且得出的分析結論能夠給金屬型鑄造設計提供有效的參考數據。

關鍵詞：流動性；鑄造；模具設計

引言

流動性是鑒定液態合金充滿型腔時，表現為形態完整、結構清晰的鑄件能力，以此衡量合金性能的參數。通過采取澆注流動性試樣方法對合金的流動性進行有效的衡量。在流道截面澆注條件等均一致的情況下，對不同液態合金進行澆注時，凝固后試樣的長短決定了合金流動性是否良好[1]。砂型鑄造合金流動性試驗應該嚴格按照相關指標進行鑄件，金屬型鑄造并未有較為明確的指標。液態合金處于金屬型流動時，其冷卻、凝固能力會更快，長期處于非穩態流動以及熱傳輸時，流動性更加會受到合金以及相關模具溫度的影響，是較為復雜的過程，此外，對于合金實際流動性測量依然重要。

1合金流動性影響

隨著新材料的深入研究，相關技術的不斷完善和提高，針對精密鑄造、凈終成型等相關規范，合金流動性已經進入了深層次研究[2]。根據相關資料顯示，多數高校對金屬型流動性進行的簡單的試驗，做出了簡易、精密等不同類型的裝置系統，測試方法也有所不同，優缺點各異。金屬型的比熱容以及導熱系數等都較高，激冷、傳熱能力均高于砂型，由此分析，液態合金處于金屬型中的流動范圍會明顯縮短[3]。充型時，液態金屬和鑄型會發生反應，形成熱交換，也是非穩態流動過程。固定澆注環境下，流道會趨于水平，影響合金流動性因素諸多，分別為液態金屬、鑄型能卻能力等。

2金屬型流動性試樣和模具設計

2.1流動性設計

流動性試樣類型主要包括螺旋形、球形、楔形等諸多形狀。而因為螺旋試樣的結構較為緊密，換言之其空間比較小，因此選擇螺旋形試樣為佳。模擬合金處于不同壁厚時其流動性分析，通過采用不同截面，長度為350mm。而根據相關坐標方程式確保充型時熱分布處于均衡狀態，可以得出在相同條件下，螺旋線長度和流道模數是呈正比關系。根據相關流道模數確定流道截面大小較為準確。為了使加工模具選擇簡便的刀具，應該合理確定流道的寬度，并且給予倒角的考慮范圍，對流道高度進行科學的計算。所用的公式有：r（θ）=15+30θ/π[4]。

2.2分析金屬型流動性鑄造工藝

流動性的試驗應該對澆注進行嚴格的要求，流道趨于水平置放，流動性的試樣其形狀較為簡單，分型面選處于試樣外表，整個試樣應該處于鑄型中，確保鑄件不受到分型面等諸多因素影響，能有效提升其精度，降低上下型配置，利于鑄造以及模具制造。液態金屬在金屬型中流動時，散熱均勻，以此預防熱反應的出現。流道下部應該設置倒角，流道上方根據分型面的差異倒角也相應進行調整。根據試樣的相關規范要求，對于鑄造的設計加工、起模斜度等都有較大的差異。金屬型散熱相對較快，散熱零件和澆冒口應該凈化，直澆道設計屬于正中位置和流道相連，橫澆道以及內澆道排除，并且直澆道有起冒口作用[5]。能盡可能使試樣簡單化，操作會更加簡便，每個流道流量布局以及溫度會更科學規范。

2.3金屬型流動性試樣鑄造模具

金屬型流動性試樣，下模和上模共同成型，零件空腔處于下模。澆冒口體系處于模具中心，主要是由澆口杯形成，上模直有澆道，下模有直澆道窩。澆口杯模以及上下模所使用的相關材料選擇H13，以此避免溫度降低過快，需要值得注意的是，下模應防止鋼材料墊板，以此起到爐中預熱；澆口杯模具應該和直澆道變為一個整體，簡言之，便是澆口杯模具。通過模數的計算對直澆道、冒口予以明確。在進行鑄造過程中，確保充型壓頭的穩定，當壓頭升高，流動性便會有較好的效果。直澆道高度多數處于直澆道模具上，部分位于上模板位置。便于鑄件的取拿，澆口杯模應該處于垂直位置；上下模組成型腔，上模中間直澆道型腔對澆口杯模有著支撐的作用[6]。上下模水平輪廓是通過流動性試樣尺寸以及相關邊距予以明確。下模成型重要部件，其工作型腔形態和流動性試樣應該相同。金屬液于直澆道底部有較強的作用，會形成渦流，因此應該合理的對直澆道窩進行合理設計。

3模具使用結果

為了更加直觀分析使用效果，處于電阻爐環境熔化合金，電阻爐進行模具的相關預熱，澆注金屬型流動性試樣，通過游標卡尺對長度進行有效地測量。澆注溫度處于700℃時，在模具不預熱、200℃預熱、300℃預熱三種情形下進行相關監測。根據實驗可以分析，基于不同流動截面時，模具處于預熱狀態進行相關澆注，其合金流動性明顯提升，并且預熱溫度和流動性有著直接聯系，當預熱溫度增加，其流動性也會較好。液態金屬在金屬型流動時，和模具處于熱交換反應，而模具預熱能有有效使溫度降低的速度減緩，提高液態金屬流動時間，進而提升流動性。模具處于300℃時，通過700、740、800℃不同溫度對其進行澆注試驗，根據試驗表明，澆注溫度偏高時，液態金屬降溫會釋放較多的能量，進而促進流動時間延長，并且處于高溫中的金屬其粘粘度會有明顯的降低，合金流動性自然提高。根據試驗根系，模數和合金流動性也有直接影響，其模數越大，合金流動性時間也會較長。金屬型鑄造散熱較快以及相關熱傳輸等諸多因素都會對合金流動性有主要的影響。液態合金在進行充型，隨著其溫度的降低，降溫速度和冷卻能力都有著聯系，而出現的降溫現象會導致液態合金粘粘度明顯增加。當溫度處于液相線下方。合金會有固相情況產生，流道外表凝固較薄的合金，而流道若是變得狹窄，其流動性也會有所下降。固液混合物其流動性也會相應的下降。流動固相趨于臨界點。就會組成網絡，具有一定的連續性，而其壓力并不能避免網絡的限制，就會形成堵塞，進而流動性下降并且停止。

4結語

通過進行相關金屬型試樣試驗，盡可能減少成本耗費，試樣設計操作雖然較為簡便，但是相關結果數據是嚴格按照相關規定進行，數據具有一定的科學性。根據金屬型流動性試驗模具進行相關數據分析，通過流道大小、澆注時的溫度以及相應的預熱溫度對合金處于金屬型的流動性展開了相關的研究工作。而根據大量數據以及相關資料表明，流道模數、澆注溫度以及預熱溫度對其流動性都有直接影響，細致分析，流道模數越高，合金在金屬型環境中的流動性較好；澆注溫度越大，合金在金屬型里流動性也越好；預熱溫度越高，也會提高合金在金屬型里的流動性。通過相關試驗以此給金屬型鑄造提供有效的數據參考。

參考文獻：

[1]田曉光.基于DEFORM軟件模擬的鋁合金擠壓模具優化設計[J].鑄造技術，2016（6）：1273-1276.

[2]丁韌，呂野楠，王家宣.凹模下壓式擠壓鑄造工藝及模具設計[J].鑄造技術，2016（2）：386-388.

[3]劉雅蕓，黃放，崔曉斌，等.基于UG的葉輪分體式熔模鑄造的模具設計[J].特種鑄造及有色合金，2016，36（10）：1077-1079.

[4]龔偉，白朝中.發動機缸蓋快速砂型鑄造工藝與模具設計[J].模具工業，2017，43（6）：53-56.

[5]苗秋玲，杜林芳.發動機汽缸體鑄造模具設計中ProE軟件的應用[J].熱加工工藝，2016（3）：66-67.

[6]張偉.基于模擬技術的鋁合金高壓鑄造模具及工藝的設計方法[J].鑄造工程，2016，40（4）：17-20.

作者：李海亭 郭海軍 程俊峰 鄧志陽 單位：濱州渤海活塞有限公司