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三、均衡凝固鑄鐵鐵液在冷卻時要產生體積收縮，凝固過程中析出石墨又會產生膨脹，膨脹可以抵消一部分收縮。均衡凝固就是利用鑄鐵的收縮和膨脹的動態疊加的自補縮和澆冒口系統的外部補縮，采用工藝措施，使單位時間的收縮與補縮，收縮與膨脹按比例進行的一種工藝原則?；诣T鐵和球墨鑄鐵的均衡凝固技術，著重于利用石墨化膨脹自補縮，冒口只是補充自補縮不足的差額。

結果，塑件表層與中心層在低壓時凝固，其它的中間各層在高保壓壓力時凝固。右圖說明了第5層在PvT圖上的比容歷程，以及各層于最終凝固時的比容，并且以實心圓點標記。 圖7-4 影響凝固層比容的因子 　　　已知各層的凝固比容，塑件各層收縮行為會根據PvT曲線發生不同的收縮。

非統一的體積收縮的原因有兩個： ?非統一的壓力分布。 ?非統一的溫度分布。 非統一的體積收縮會導致兩種結果： ?在塑件頂出后出現翹曲。 ?如果應力未轉化為變形，則會發生熱殘留應力。 密度 (Density) 密度結果顯示目前步進時間的密度分布。 一般說來，凝固區域的密度較高而熔融區的密度較低。

三類常見收縮：液態收縮（Liquid Shrinkage）： 發生在金屬尚未凝固前的冷卻階段，可能導致充型不足。凝固收縮（Solidification Shrinkage）： 金屬在從液態轉變為固態時發生的體積減少，是縮孔形成的主要原因。固態收縮（Solid Shrinkage）： 凝固后至室溫冷卻過程中的線性或體積收縮，常導致尺寸偏差。2.

圖 1 精密鑄造流程圖精密鑄造凝固原理與鑄件質量改善方法熔融金屬澆注至陶殼模鑄模中便開始冷卻，由澆注液態金屬完全凝固所需時間稱為凝固時間，鑄件內部在凝固過程中因金屬液本身熱脹冷縮的特性，在冷卻凝固的過程中，高溫金屬液補充其凝固收縮，而產生體積收縮的現象，收縮過程分成為三階段：(1)熔融金屬液澆注后，液態金屬降溫過程會產生0.5%的液態收縮(Liquid contraction

最后凝固的區域最后凝固的區域直接標記出鑄件中最后凝固的位置以及可能形成收縮缺陷的位置。盡管這些位置可以從凝固順序的演變或凝固時間中得到，但始終首選使用更直接的方式來可視化它們。一種特殊類型的固定顆粒用于識別和可視化最后凍結的位置，稱為“熱節”。使用凝固模型時，將自動輸出此結果。

在凝固過程中，熔融金屬在充分填充模具中的空腔之前就已經完全固化，像冰晶一樣留下了針狀結晶的狀態。 換句話說，針狀晶體之間的空間成為了沙眼。 這種存在，具有形狀，大小不一，而且其深度和位置是隨機的，這就導致這種沙眼的修復變得十分困難。 E--收縮沙眼 當鑄件凝固時，無法保證定向凝固，導致熔融金屬的供應受到阻礙，這與金屬的凝固收縮相稱。

2.5 后汽缸下半鑄件的尺寸控制 鑄鋼線收縮率較大，對于后汽缸下半鑄件這類結構復雜、壁厚差異大的鑄鋼件，厚薄不同部分的冷卻速度不同，導致收縮量不同，使得鑄件各個方向收縮率不一樣[1]。該汽缸對尺寸有很高的要求，尺寸公差-3~+2 mm，法蘭厚度公差0~+2 mm。因此工藝上必須選取合適的縮尺和采取適當的防變形措施。

2.冒口必須有足夠的金屬溶液補充鑄件收縮部分的體積收縮。 第二、三次方程法 三次方程法是模數法的延伸，主要用于計算機輔助設計中。這種方法的原理是：冒口在補縮鑄件的過程中，質量向鑄件轉移，冒口體積不斷縮小，當凝固結束時，冒口體積減小，冒口的散熱面積由于中間縮孔總是位于冒口中間的位置，可以認為冒口的縮孔側面總的散熱面近似等于冒口頂面的散熱結果。

焊縫金屬中許多雜質的凝固溫度都低于焊縫金屬的凝固溫度，這樣首先凝固的焊縫金屬把低熔點的雜質推擠到凝固結晶的晶粒邊界，形成了一層液體薄膜，又因為焊接時熔池的冷卻速度較快,焊縫金屬在冷卻的過程中發生收縮，使焊縫金屬內產生拉應力,拉應力把凝固的焊縫金屬沿晶粒邊界拉開。當沒有足夠的液體金屬補充時，就會形成微小的裂紋，隨著溫度繼續下降，拉應力增大，裂紋不斷擴大，這就是凝固裂紋。

但是鋁合金在鑄造過程中，由于其具有化學性質較活潑、凝固收縮的特性，使得鋁合金液在流動和凝固過程，易產生氣孔、縮孔等缺陷，會降低產品的機械性能，嚴重時會造成產品報廢。以往在模具設計過程中依賴工程技術人員的經驗進行工藝分析，由于模具制作周期長，模具加工完成后再進行方案整改，過程費時、費力。

該模型基于SIGAP凝固算法，求解金屬凝固過程中糊狀區中氣孔形核及成長的過程。氣孔成核過程是受外在作用力影響的，例如擠壓銷的壓力以及作用時間長短。通過使用AnyCasting局部擠壓模擬功能，用戶可預測在擠壓銷作用下，壓鑄件凝固收縮缺陷獲得擠壓補償的效果，幫助用戶評判并優化擠壓銷的速度、壓力、延遲時間、持續時間等工藝參數。 下載地址：anycasting國標數據庫

當石墨化膨脹引起的體積增加不能抵消液體收縮+凝固收縮+鑄型變形體積時，產生縮孔也就在所難免。所以，足夠的鑄型剛度及抗壓強度是實現無冒口鑄造的重要條件，有許多覆砂鐵型鑄造工藝實現無冒口鑄造既是這一理論的證明。

這是因為模具溫度高使澆口凝固時間變長，但此區域的保壓時間還是使用原有之參數，例如原設定保壓時間共4 秒，現在因模具溫度高，在澆口尚未凝固時，保壓便已停止，因此發生塑料逆流現象，使成型品之重量下降。區域(5) 成型品之重量在此范圍有上升趨勢，這是因為此區域之液壓油的溫度下降，液壓動力的傳達變好，且模具溫度下降，澆口凝固時間回復原始時間，因此可消除塑料逆流的現象，使成型品重量上升。

有時為避免鑄件因溫差過大產生較大的收縮應力，內澆道也可開設在鑄件次壁厚處。3）對于結構復雜的鑄件，往往采用定向凝固與同時凝固相結合的所謂“較弱定向凝固”原則安排內澆道位置開設，即對每一個補縮區按定向凝固的要求設置內澆道，而對整個鑄件則按同時凝固的要求采用多個內澆道分散沖型，這樣設置即可使鑄件個厚大部位得到充分補縮而不產生縮孔及縮松，而又可將應力和變形減到最小程度。

有時為避免鑄件因溫差過大產生較大的收縮應力，內澆道也可開設在鑄件次壁厚處。3）對于結構復雜的鑄件，往往采用定向凝固與同時凝固相結合的所謂“較弱定向凝固”原則安排內澆道位置開設，即對每一個補縮區按定向凝固的要求設置內澆道，而對整個鑄件則按同時凝固的要求采用多個內澆道分散沖型，這樣設置即可使鑄件個厚大部位得到充分補縮而不產生縮孔及縮松，而又可將應力和變形減到最小程度。

圖三，零件平面度分析（模擬結果與實際測量結果比較）變形補償求解器的原理與概念在模具設計與制造過程中，型腔都會考慮鑄件凝固過程中的收縮而設置一定的補縮量，或稱為“縮水”，但有些情況下，簡單地整體放大縮水并不合適，后加工量將大大增加。例如，立方形的復雜缸體，鑄造后容易產生一個面往外凸，另外一個面往外凹的變形，并非整體收縮變形。

鑄件凝固后在gate1與 gate2之間的區域發生縮孔缺陷2. 希望以FLOW-3D CAST 了解縮孔發生的原因 檢討鑄件縮孔發生的原因1. 凝固過程中鑄件收縮造成縮孔 ? FLOW-3D CAST 凝固分析確認了該位置的孔洞并非凝固形成的縮孔。2.