液態(tài)金屬成形過(guò)程及控制第一節(jié)液態(tài)金屬充型過(guò)程的水力學(xué)特性及流動(dòng)情況充型過(guò)程對(duì)鑄件質(zhì)量的影響很大可能造成的各種缺陷，如冷隔、澆不足、夾雜、氣孔、夾砂、粘砂等缺陷，都是在液態(tài)金屬充型不利的情況下產(chǎn)生的。正確地設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)使液態(tài)金屬平穩(wěn)而又合理地充滿型腔，對(duì)保證鑄件質(zhì)量起著很重要的作用。

一、液態(tài)金屬充型流動(dòng)過(guò)程的水力學(xué)特性目前在實(shí)際鑄造生產(chǎn)中，砂型仍占相當(dāng)大的分量，而液態(tài)金屬在砂型中流動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)出如下水力學(xué)特性：

1.粘性流體流動(dòng)

液態(tài)金屬是有粘性的流體。液態(tài)金屬的粘性與其成分有關(guān)，在流動(dòng)過(guò)程中又隨液態(tài)金屬溫度的降低而不斷增大，當(dāng)液態(tài)金屬中出現(xiàn)晶體時(shí)，液體的粘度急劇增加，其流速和流態(tài)也會(huì)發(fā)生急劇變化。

2. 不穩(wěn)定流動(dòng)

在充型過(guò)程中液態(tài)金屬溫度不斷降低而鑄型溫度不斷增高，兩者之間的熱交換呈不穩(wěn)定狀態(tài)。隨著液流溫度下降，粘度增加，流動(dòng)阻力也隨之增加；加之充型過(guò)程中液流的壓頭增加或和減少，液態(tài)金屬的流速和流態(tài)也不斷變化，導(dǎo)致液態(tài)金屬在充填鑄型過(guò)程中的不穩(wěn)定流動(dòng)。

3. 多孔管中流動(dòng)

由于砂型具有一定的孔隙，可以把砂型中的澆注系統(tǒng)和型腔看作是多孔的管道和容器。液態(tài)金屬在“多孔管”中流動(dòng)時(shí)，往往不能很好地貼附于管壁，此時(shí)可能將外界氣體卷入液流，形成氣孔或引起金屬液的氧化而形成氧化夾渣。

4. 紊流流動(dòng)

生產(chǎn)實(shí)踐中的測(cè)試和計(jì)算證明，液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)，其雷諾數(shù)Re大于臨界雷諾數(shù)Re臨，屬于紊流流動(dòng)。例如ZL104合金在670℃澆注時(shí)，液流在直徑為20mm的直澆道中以50cm/s的速度流動(dòng)時(shí)，其雷諾數(shù)為25000，遠(yuǎn)大于2300的臨界雷諾數(shù)。對(duì)一些水平澆注的薄壁鑄件或厚大鑄件的充型，液流上升速度很慢，也有可能得到層流流動(dòng)。輕合金優(yōu)質(zhì)鑄件澆注系統(tǒng)的研究表明，當(dāng)Re<20000時(shí)，液流表面的氧化膜不會(huì)破碎，如果將雷諾數(shù)控制在4000～10000，就可以符合生產(chǎn)鋁合金和鎂合金優(yōu)質(zhì)鑄件的要求。有人通過(guò)水力模擬和鋁合金鑄件的實(shí)澆試驗(yàn)證明：允許的最大雷諾數(shù)，在直澆道內(nèi)應(yīng)不超過(guò)10000，橫澆道內(nèi)不超過(guò)7000，內(nèi)澆道內(nèi)不超過(guò)1100，型腔內(nèi)不超過(guò)280。 綜上分析，影響金屬液流動(dòng)的平穩(wěn)性的主要因素是金屬液的流動(dòng)速度和澆注系統(tǒng)的形狀及截面尺寸。

為此，有必要研究液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)情況。

汞：汞是一種化學(xué)元素，俗稱(chēng)水銀(汞亦可寫(xiě)作銾)。它的化學(xué)符號(hào)是Hg，它的原子序數(shù)是80。它是一種很重、銀白色的液態(tài)過(guò)渡金屬。因著這特性，水銀被用于制作溫度計(jì)。

特性

 汞導(dǎo)熱性能差，而導(dǎo)電性能良好。

汞很容易與幾乎所有的普通金屬形成合金，包括金和銀，但不包括鐵。這些合金統(tǒng)稱(chēng)汞合金(或汞齊)。

該金屬同樣有恒定的體積膨脹系數(shù)，其金屬活躍性低于鋅和鎘，且不能從酸溶液中置換出氫。通常的汞化合物中，它的化合價(jià)是+1或者+2。很少有+3價(jià)的汞化物存在。

商業(yè)上有關(guān)汞的交易一般以一個(gè)“燒瓶”的容量作單位，約重34.5公斤。

應(yīng)用

汞最常用的應(yīng)用是制造工業(yè)用化學(xué)藥物以及在電子或電器產(chǎn)品中獲得應(yīng)用。汞還被用在溫度計(jì)中，尤其是在測(cè)量高溫的溫度計(jì)中。除此之外汞還被用在：

汞可以將金從其礦物中分解出來(lái)，因此經(jīng)常被用在金礦中。 汞還被用在氣壓計(jì)和擴(kuò)散泵等儀器中。 汞的三相點(diǎn)是-38.8344 °C，它是一個(gè)溫度的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。 氣態(tài)汞被用在汞蒸氣燈中。 其它用途：水銀開(kāi)關(guān)、殺蟲(chóng)劑、牙醫(yī)用的汞齊、生產(chǎn)氯和氫氧化鉀的過(guò)程中、防腐劑、在一些電解設(shè)備中充當(dāng)電極、電池和催化劑。