一般通過模具壓鑄成形的資料有鋁寥闪、鎂、鋅等钮药，模具是現(xiàn)代工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的重要設(shè)備椭梁。這其中有80%以上是鋁合金壓鑄件。而在鋁合金壓鑄件中尺果，又有約80%用于汽車工業(yè)捻奉，所以汽車工業(yè)的技術(shù)動向?qū)⒆笥覊鸿T模具的制造及產(chǎn)量[1]近年來，隨著我國汽車工業(yè)的逐步發(fā)展捌秩，對汽車用鋁鎂合金壓鑄件的需求量逐漸增大九站。因此委鸯，考慮到大批量、低成本屋骇、高效率地生產(chǎn)合金壓鑄件菲国，同時減少待模維修時間，開發(fā)和引進(jìn)新型熱作模具材料殷彰，并通過熱處置優(yōu)化模具資料的組織和性能射屿，以及通過外表處置延長溫州模具使用壽命已經(jīng)成為廣大資料研究者所關(guān)注的熱點。

　　型腔的充型時間一般為0.1甚至更少嚎论，壓鑄工藝中桐猬。合金通過澆口的速度約4060m/s有的甚至高達(dá)200m/s金屬凝固時的加壓強度通常在40120MPa左右。進(jìn)行鋁合金壓鑄時刽肠，壓鑄模具的工作外表溫度一般可上升到500600℃溃肪。對于制造一個小型鋁合金零件，整個壓鑄-凝固循環(huán)時間約36s大型鋁合金零件也不超過90

　　模具型腔要接受火熱熔融合金的急熱作用音五，每個壓鑄循環(huán)初期惫撰。工作外表會發(fā)生壓縮熱應(yīng)力;壓鑄結(jié)束后要在模具內(nèi)噴潤滑劑，進(jìn)行急冷躺涝，因而又在其外表發(fā)生拉應(yīng)力厨钻。這樣的交變熱應(yīng)力作用下，模具外表會發(fā)生熱疲勞微裂紋坚嗜，隨著壓鑄循環(huán)次數(shù)的增加夯膀，微裂紋急劇擴(kuò)展，有的向心部擴(kuò)展苍蔬，形成龜裂紋诱建。如果在裂紋周圍同時隨同有熔融合金對模具型腔的沖刷及腐蝕，模具外表還會進(jìn)一步損壞碟绑，最終造成壓鑄模具的早期開裂甚至報廢武骆。

　　1鋁合金壓鑄模中的焊合現(xiàn)象

　　模具外表發(fā)生焊合的問題開始漸漸得到關(guān)注。焊合”壓鑄工業(yè)中的術(shù)語溃杖，所有導(dǎo)致鋁合金壓鑄模失效的主要原因中硝锨。指的模具與壓鑄合金之間的反應(yīng)。模具外表一旦發(fā)生焊合卢圈，就會生成復(fù)雜的Fe-A l金屬間化合物相储佣，并在下次壓鑄循環(huán)時在鑄件外表造成缺陷。硬質(zhì)的金屬間相還會在模具外表堆積借衅，因此必需中斷生產(chǎn)并用拋光的方法除去焊合生成物扫觅，這樣會導(dǎo)致生產(chǎn)時間的延長、勞動力的浪費送写，而且還會降低模具壽命硅枷。

　　可將“焊合”分為兩種。第一種焊合形式稱為“沖擊焊合”即焊合發(fā)生在模具外表朝向型腔的入口或內(nèi)澆道處婉劲。這些區(qū)域在充型時一般都受到熔融金屬流的猛烈沖擊太迈，通常依照焊合形式的不同。外表溫度較高便锨，受到壓力較大围辙，維護(hù)層極易破壞，壓鑄合金的不時沖刷下模具維護(hù)層失效并裸露出金屬基體放案，合金便與基體資料發(fā)生反應(yīng)生成復(fù)雜的金屬間化合物相姚建。金屬間化合物較硬不易變形，壓鑄中的破裂脫落不只會導(dǎo)致鑄件質(zhì)量缺陷吱殉，同時會帶走基體材料掸冤，并流露新鮮外表，如此周而復(fù)始友雳，焊合現(xiàn)象逐漸加深稿湿，嚴(yán)重時會導(dǎo)致模具外表受到腐蝕及溫州模具資料熔損。因此押赊，必需要在發(fā)生焊合的早期進(jìn)行及時清除并修補受損外表饺藤。第二種焊合形式稱為“堆積焊合”即焊合位置背向澆口或遠(yuǎn)離澆道。這些區(qū)域通常是外表處置或模具潤滑劑不能達(dá)到地方流礁。因此它外表狀態(tài)涕俗、溫度分布、受壓狀況與其他地方不同神帅。通常壓鑄合金在達(dá)這些區(qū)域后溫度較低山堵，其流動性也變差，容易最先凝固燎匪，火熱的半固態(tài)合金與模具外表接觸時間變長赊手，加上此處模具自身外表狀態(tài)不很理想，因此容易形成FeA l金屬間化合物购畴，多次壓鑄循環(huán)中猫乃，金屬間化合物會在這些流動性較差的區(qū)域逐漸堆積，最后形成嚴(yán)重的焊合铣才，影響壓鑄生產(chǎn)责祥。

　　但是發(fā)生的焊合卻具有一些普遍的共同特征—即模具外表焊合區(qū)域一般均呈現(xiàn)銀白色光澤。雖然在鋁合金壓鑄模的不同區(qū)域會發(fā)生不同形式的焊合旱樊。

　　往往是復(fù)雜的Fe-A l金屬間化合物壳坞，焊合層的組成。而且由于組成該層的金屬間化合物較薄述茂，因此在分析上也有一定的困難搂瓣。但是國外研究者Z.W.Chen和D.T.Fraser等利用X射線衍射對在熔融Al-11Si-3Cu壓鑄鋁合金中浸蘸H13鋼所生成的金屬間化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析雷鸟，認(rèn)為，焊合層由復(fù)合物層金屬間化合物αbcc-FeSiA lCrMnCu外層緊密層的六方αH-Fe2SiA l8金屬間化合物以及內(nèi)層緊密層斜方晶的η-Fe2A l5金屬間化合物組成氢拥。而他拍攝下的FeAl界面組織與筆者所作的ADC12壓鑄鋁合金中浸蘸H13鋼”試驗得到FeAl界面形貌十分相似蚌铜。

　　焊合外表層又極薄加上分析手段上的限制，金屬間化合物量非常少嫩海。目前階段冬殃，國內(nèi)外研究者都只能對其進(jìn)行大致的定性分析。而對于焊合層的生成與發(fā)展規(guī)律叁怪，金屬間化合物的定量分析將會是今后研究者工作的重點审葬。

　　2鋁合金壓鑄模的熔損效應(yīng)

　　并堅持加壓狀態(tài)下工作的鋁合金壓鑄模在使用一段時間后，受到火熱的合金熔體奕谭、半固態(tài)合金沖刷涣觉。外表的維護(hù)層一般會形成網(wǎng)狀微裂紋、龜裂甚至外表層脫落展箱。如果不對模具外表進(jìn)行修復(fù)和保養(yǎng)旨枯，則會發(fā)生更加嚴(yán)重的所謂“熔損”效應(yīng)。熔損”指的模具在工作一段時間后混驰，工作面受到嚴(yán)重侵蝕攀隔，使模具質(zhì)量變輕的過程。熔損是壓鑄合金對壓鑄模具的一系列腐蝕捣柿、沖蝕嚎区、侵蝕及焊合的綜合機械作用結(jié)果。

　　基體中的各種合金元素也會參與到這一反應(yīng)中疚都，模具基體材料Fe壓鑄鋁合金中的溶解過程又是一種FeAl物理化學(xué)反應(yīng)并生成復(fù)雜金屬間化合物的過程蝶桑。同時。而所生成的金屬間化合物的物相結(jié)構(gòu)哥笤、反應(yīng)機制等至今沒有得到明確解釋窄切，只能對其進(jìn)行大致的定性分析。不過由于熔損反應(yīng)與在塑料模具外表早期發(fā)生的焊合有著許多共性协悼，因此在發(fā)生熔損的區(qū)域炫胡，往往也能找到與焊合生成金屬間化合物相類似的物質(zhì)，筆者在對H13鋼浸蘸入ADC12壓鑄鋁合金的試驗中残昔，局部試樣發(fā)生了嚴(yán)重的熔損狗城。

　　4結(jié)論

　　鋁合金壓鑄模的使用中會發(fā)生復(fù)雜的Fe2A l反應(yīng)，由于鋁與鐵有強烈的親合力物即。生成硬的金屬間化合物焊合層蚊楞，嚴(yán)重的還會引起模具熔損。實際生產(chǎn)顯示，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐獗硖幹煤蛪鸿T循環(huán)中噴涂模具潤滑劑將對模具發(fā)生焊合澈驼、熔損現(xiàn)象起到積極的預(yù)防作用辛燥。

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