１金属晶体中的原子结合、加热膨胀、熔化

晶体的结构和性能主要决定于组成晶体的原子结构和它们之间的相互作用力与热运动。

各种不同的晶体其结合力的类型和大小是不同的。但是在任何晶体中，两个原子间的相互作

图１１　Ａ、Ｂ原子作用力Ｆ和

势能Ｗ 与原子间距Ｒ的关系

用力或相互作用势能与它们之间距离的关系在性质上是相同的，如图１１所示。图１１（ａ）

表示原子间相互作用力Ｆ随原子间距离Ｒ的变化规律。当两个原子相距无穷远时，相互作

用力为零，当两原子靠近时，原子间产生吸引力 （Ｆ＜０），

并随距离的缩短而增大。随着距离的继续缩短，到达Ｒ＝

Ｒ１ 时，吸引力大。

在这种情况下，铸件和铸型的温度分布如图１２５所示。因此可以认为，在整个传热过

程中，铸件断面的温度分布是均匀的，铸型内表面温度接近铸件的温度。如果铸型足够厚，

由于铸型的导热性很差，铸型的外表面温度仍然保持为ｔ２０。所以，绝热铸型本身的热物理

性质是决定整个系统传热过程的主要因素。

２金属铸型界面热阻为主的金属型中凝固

较薄的铸件在工作表面涂有涂料的金属型中铸造时，就属于这种情况。金属铸型界面

处的热阻较铸件和铸型中的热阻大得多，这时，凝固金属和铸型中的温度梯度可忽略不计，

即认为温度分布是均匀的，传热过程取决于涂料层的热物理性质。若金属无过热浇注，则界

面处铸件的温度等于凝固温度 （ｔＦ＝ｔＣ），铸型的温度保持为ｔ２０，如图１２６所示。

（２）充型压头　液态金属在流动方向上所受的压力越大，充型能力就越好。在生产中，

用增加金属液静压头的方法提高充型能力，也是经常采取的工艺措施。用其他方式外加压

力，如压铸、低压铸造、真空吸铸等，也都能提高金属液的充型能力。

（３）浇注系统的结构　浇注系统越复杂，流动阻力越大，在静压头相同的情况下，充型

能力就越差。

４铸件结构方面的因素

衡量铸件结构特点的因素是铸件的折算厚度 （换算厚度，当量厚度、模数）和复杂程

度，它们决定了铸型型腔的结构特点。如果铸件的体积相同，在同样的浇注条件下，折算厚

度大的铸件。