液态合金表面张力对铸造工艺

铁液的表面张力

液态铸铁的表面张力或界面能，是其重要的物理性能之一，它对铸
铁的结晶、凝固过程有重要意义。由于铁液表面质点受力的不对称性是
由于铁液本身质点间的作用力和表面质点与相邻近之质点间的作用力不
同而引起的，所以铁液的表面张力不仅与铁液本身的特性有关，而且和
与它接触的相的性质有关。一般说的表面张力是指液体和气相接触面上
的表面张力。而界面能或界面张力则习惯于用来表示固相和液相及本身
相互之间的关系。

硫和磷是铸铁的表面活性元素，因此，随着铁液中硫、磷含量的增
加，其表面张力将明显下降，而硅对铸铁的表面张力没有明显的影响

液态合金的表面张力对铸造工艺有一定影响。在一般情况下，液态
合金是不润湿铸型的，为了获得表面轮廓非常清晰或具有非常细薄部位
的复杂铸件，就必须解决由于液态合金不润湿铸型，表面张力所产生的
附加压力带来的问题。例如采取适当提高液态金属压头(增加直浇口高
度)；或对于一些需要有细密精美表面图案、花纹的工艺品铸件，在其
合金中加入降低表面张力的元素如磷等措施。另外，表面张力与铸件的
机械粘砂有直接关系。由于铸铁及大多数液态金属不润湿铸型，按理是
不会有机械粘砂问题的．然而铁液的表面张力对氧非常敏感，当存在Fe
O之后，FeO润湿铸型，而产生机械粘砂，因此，生产中应尽量减少铁液
的氧化，以保证铸件的内在和外表质量。其次，经实验发现，用球化剂
处理过的铁液，它的表面张力与其凝固后的石墨形状之间存在一定关系
；随着铁液表面张力的增大，石墨有从片状向蠕虫状再向球状转化的趋
势。

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