五、铸件的凝固时间
铸件的凝固时间是指从液态金属充满型腔后至凝固完毕所需要的时间，
单位时间凝固层增长的厚度称之为凝固速度。铸件的凝固时间是确定工艺
参数，获得优良质量铸件的重要依据。如在设计冒口和冷铁时需要对铸件的凝固时间进行估
算，以保证冒口具有合适的尺寸和正确布置冷铁。对于大型铸件及生产线的流水作业，也需
要对其凝固时间进行估算。
１．理论推导
仍以无限大平板件为例，在温度场推导的基础上对凝固时间进行简化的理论推导。
由前述对无限大平板的温度场中推导公式
（１）铸型的蓄热系数 铸型的蓄热系数ｂ２ （ｂ２＝ ｃ２ρ２λ槡２）表示铸型从其中的金属中吸
取并储存于本身中热量的能力。蓄热系数ｂ２
越大，铸型的激冷能力就越强，金属液于其中
保持液态的时间就越短，充型能力下降。金属型铸造中，经常采用涂料调整其蓄热系数ｂ２
。
为使金属型浇口和冒口中的金属液缓慢冷却，常在一般的涂料中加入ｂ２
很小的石棉粉。
（２）铸型的温度 预热铸型能减小金属与铸型的温差，从而提高其充型能力。例如，在
金属型中浇注铝合金铸件，将铸型温度由３４０℃提高到５２０℃，在相同的浇注温度 （７６０℃）
下，螺旋线长度由５２５ｍｍ增加到９５０ｍｍ。在熔模铸造中，为得到清晰的铸件轮廓，可将型
壳焙烧到８００℃以上进行浇注或利用型壳焙烧刚结束的高温余热进行浇注。
２影响黏度的因素
（１）温度 如式（１５）所示，液体的黏度在温度不太高时，式中的指数项比乘数项的影响
，即温度升高，η值下降。在温度很高时，指数项趋近于１，乘数项将起主要作用，即温度
高，η值增大，但这已是接近气态的情况。图１８为常用金属动力黏度与温度的关系。
（２）熔点 黏度反映原子间结合力的强弱，与熔点有共同性。因此，合金成分的改变也
定着黏度的大小，图１９即为 ＭｇＳｎ系合金的相图与
度的关系。可见，难熔化合物的黏度较高，而熔点低
共晶成分合金其黏度低。
