铝金材工效砂子冶铸技艺数据探讨

铁型壁厚20mm，40mm，60mm，覆砂层厚度为5mm、8mm、11mm，不同壁厚铁型和砂层配合，浇铸铝合金，用热电偶（镍铬/镍硅NiCr/NiSi）测试他们的铸造冷却曲线，浇注的同时开始采样，采样数据参数：2300个，时间间隔为1s.每次测量四个点，铁型表面、铁型与砂接触面、砂与铸件接触面、铸件中心，分析冷却曲线。由热传感器的测得热电动势之后，经过数字放大器放大100倍之后，再经过模/数、数/模转换，由计算机来可以实现控制开始采样时间，可以将数据保存在计算机里。由于接口问题，没有多余接口来做为温度固定的热电偶冷端，测得的温度只能是电压，所以要经过一个回归公式来处理。

    覆砂层厚度对冷却速度的影响-是试验测得的电压与时间冷却曲线，要经过一个回归公式把电压转换为温度。覆砂层厚度直接影响铸件冷却速度和铁型升温。砂层厚5mm时的铸件中心的冷却曲线砂层厚度为11mm时铸件中心冷却曲线砂厚5mm铸件与砂层接触面冷却曲线是铁型覆砂铸造铁模60mm厚，覆砂型厚为5mm时的铸件中心的冷却曲线，铸件约7min完全凝固。是砂型厚为11mm时的铸件中心冷却曲线，冷却速度减慢，约需10min才能完全凝固。

    随着覆砂层厚度的增加，铸件中心散热变慢，冷却速度降低。铸件与砂型接触点面温度变化情况，看出砂型厚5mm时，砂型表面温度低，浇注高温铝液之后温度瞬间到达完全凝固。由可看出砂型厚8mm时，约7min完全凝固，比之5mm时冷却稍微慢，砂型厚11mm时，大约9min多完全凝固，与铸件中心差不多同时凝固，可见随着砂型厚度增加，铸件与砂型接触面的冷却速度降低。0看出此时铁型温度不到40e，远低于铸件温度，说明温度主要降在覆砂层上，说明覆砂层的厚度对冷却速度影响最大。可调整铸件各部分覆砂层厚度来调节铸件各部分的冷却速度，使铸件各部分能以较均匀的冷却速度冷却。

    砂厚8mm铸件与砂层接触面冷却曲线砂厚11mm铸件与砂层接触面冷却曲线砂厚5mm时铁型与砂层接触面冷却曲线砂层厚11mm时铁型与砂层接触面冷却曲线铁型与砂型接触面冷却曲线，可看出砂型厚5mm时，温度前7min上升较快，约13min升到最高约100e，然后趋近保温，30min之后开始缓慢降温。是砂型厚11mm时，铁型与覆砂层接触面的冷却曲线，约25min温度升到最高温度约52e，上升缓慢，接着趋于保温状态，砂型越厚，温度越低，保温效果越好。温度降在了砂层上。

    砂厚5mm铁型表面冷却曲线0覆砂层厚11mm时铁型表面冷却曲线铁型表面，砂型厚5mm时，前15min铁型表面温度升高，接着趋于保温，最高温度升到96e.砂型厚11mm时前1min温度没有什么变化，接着20min多温度升高，最高温度升到80e，接着35min内趋于保温。可见砂型越厚，铁型表面温度升高慢，且低，温度降在了覆砂层上。

    铁型厚度对冷却速度的影响铁型也是铁模覆砂铸造的主要工装，其厚度影响着铸件的冷却速度，其主要作用是通过覆砂层吸收铸件的热量，加快铸件的冷却速度，形成良好的铸件凝固结晶条件；支撑覆砂层，提高铸型刚度，与覆砂层结合成一个完整的铸型。铁型厚，吸热性能好，铸件冷却速度快。铁型壁厚可根据经验公式确定：铁型壁厚A厚=（0.6-0.8）A件，其中A件为铸件壁厚。

    结论本文对ZL102铝合金铁模覆砂铸造进行试验，结果表明：1）覆砂层厚度对铸件冷却速度有很大影响，它影响到铸件的质量，选择合适的覆砂层厚度至关重要，本试样覆砂层厚11mm时，铸件同时凝固。砂层越厚，保温性能越好，砂型较薄时，铸件冷却速度较快，相当于金属型铸造；砂层较厚时冷却速度较慢，相当于砂型铸造。2）铁型厚度也影响铸件的冷却速度，铁型越厚，吸热性能越好，铸件冷却速度越快。可根据经验公式确定铁型壁厚，铁型壁厚A厚=（0.6-0.8）A件，其中A件为铸件壁厚。

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