徐 戎 ，李落星 ，张立强 ，朱必武 ，卜晓兵

(1. 湖南大学 汽车车身先进设计与制造国家重点实验室，长沙 410082；2. 湖南大学 机械与运载工程学院，长沙 410082；3. 湖南大学 材料科学与工程学院，长沙 410082)

铸造凝固过程中界面换热系数决定了铸件和铸型之间的换热状况，并进而在很大程度上决定了铸件的组织及性能，而界面换热系数则受到各种因素如浇注温度、压力、铸件和铸型材料、铸型初始温度和界面涂料情况等的影响。铸造中对于一定厚度的铸件和铸型，采用金属型铸造时，由于铸件或铸型的热物性参数很大，界面热阻远大于铸型内部热阻，总热阻近似等于界面热阻；采用砂型铸造时，由于铸件或铸型的热物性参数很小，界面热阻远小于铸型内部热阻，此时可以忽略界面热阻[1−2]。

关于金属型铸造过程界面换热行为的研究，前人已做了大量工作，包括铸件材料及浇注温度[1−7]，铸型初始温度及材料[8−9]、铸件的几何形状[10−11]、铸造压力[10,12−14]、铸型表面涂层的材料及厚度[15]、铸型表面粗糙度[16−17]等。

近年来，采用数值模拟预测各类铸造过程来提高生产效率和质量已经成为一个重要的发展趋势。软件对铸造过程换热的模拟很大程度上取决于输入的边界条件，界面换热系数h就是其中最重要的边界条件之一。然而，由于对固液界面接触机理缺乏深入了解，以前的研究者在模拟时都是假设h为常数，这么做会严重降低模拟的精度，甚至失真[14,18]。近年来，越来越多的商业软件都要求使用者自己提供h值或者h随时间t变化的情况，因此，了解已知条件下固−液界面接触机理，预测h—t曲线的峰值和形状成为该领域大多数研究者的重要课题。……