12.3.4. Вязкость жидких металлов

Вязкостью или внутренним трением называется сопротивление жидкого металла передвижению одного его слоя относительно другого. Вязкость зависит от природы сплава и от степени его перегрева над температурой ликвидуса.

Различают динамический и кинематический коэффициенты вязкости. Динамический коэффициент вязкости (η) измеряется в пуазах (г/см.сек). Пуаз равен силе трения, приходящейся на 1 см² площади, если скорости передвижения слоёв жидкости, расположенных на расстоянии 1 см один от другого, различаются на 1 см/сек.

Кинематический коэффициент вязкости (υ) измеряется в стоксах и равен коэффициенту динамической вязкости, делённому на плотность сплава (см/сек).

υ =

Коэффициент вязкости определяют по вискозиметру.

Вязкость сплава зависит от взаимодействия компонентов в сплаве. Как правило, с увеличением интервала кристаллизации вязкость увеличивается и наоборот.

Таблица 4. Динамическая вязкость некоторых металлов

Металлы	Hg	Sn	Zn	Mg	Al	Cu	Ni	Fe	Вода
Динамическая вязкость (η), МПа•с	1,6	1,7	3,2	1,3	1,2	3,5	4,5	5,5	1,5

Примечание.

1 стокс = 0,0001 м²/сек

Динамическая вязкость измеряется в пуазах.

1 пуаз = 0,1 Па•с.

Основными факторами, оказывающими влияние на вязкость жидких металлов, являются состав и температура.

1.Чистые металлы и эвтектические сплавы имеют минимальную вязкость.

2. Чем выше перегрев сплава над ликвидусом, тем меньше вязкость.

3. Чем больше расплав загрязнён неметаллическими включениями и газами, тем больше вязкость расплава.

Чем больше вязкость, тем хуже условия удаления неметаллических включений из расплава.

Вязкость оказывает существенное влияние на характер заполнения металлом формы, на всплывание газов и включений, на питание отливок при кристаллизации, т.е. на получение качественной отливки.

Вязкость сплава необходимо учитывать при определении критической скорости сплава при заполнении литейной формы. Чем больше вязкость жидких металлов, тем меньше скорость движения расплава в форме. Чем меньше вязкость сплава, тем лучше заполняемость формы, лучше условия всплывания неметаллических включений, лучше питание отливок жидким металлом, т.е. чем меньше вязкость сплава, тем лучше условия получения качественных отливок. Вязкость сплава оказывает существенное влияние на процесс выравнивания химического состава сплава за счёт ускорения диффузионных процессов.

Сплавы с большим интервалом кристаллизации необходимо перегревать до более высоких температур над ликвидусом для получения необходимой заполняемости формы.

Вязкость сплавов зависит от состава сложным образом, т.к. легирующие элементы оказывают влияние на температуру начала кристаллизации. Введение в сплав легкоплавких добавок почти всегда сопровождается снижением вязкости. Например, добавка алюминия в медь, никель, а также олова, свинца цинка в медь сопровождается снижением вязкости и повышением жидкотекучести.