粘模是充型金属液高压高速反复冲击模具,致使模具钢表面和铸造合金产生化学反应,在模具表面形成化学反应层,导致铸件粘模的现象,一般粘模严重的是型芯。压铸件外观粘模时,轻者表面粗糙,影响外观粗糙度;重者表面脱皮、缺肉、拉伤、拉裂,甚至造成铸件漏气。粘模的形成与扩展不仅降低铸件的表面质量和尺寸精度,***模具表面特别是模具的浇道位置的致密层,而且增加模具修复工时与成本,甚至导致铸件废品和模具的早期失效。
高温高压下金属液和模具接触表面的状态非常复杂,尽管人们对压铸成形中粘模问题的研究正逐渐由宏观表面进入微观表面,由定性分析到建立数学模型分析,由单因素研究进入多因素综合研究,从静态研究发展到动态研究,但大多还是停留在直观的定性分析上。根据产生粘模的特定条件,总结出一些影响其形成和扩展的因素,并据此采取一些防范措施。
粘铝本身是金属间化学扩散反应。下图概括了发生在模具型腔内与粘模相关联的变化。压铸合金与模具钢的亲和力越大,越容易互相熔融粘合在一起。当铝合金中铁含量低于0.7%时,模具表面铁原子因浓度梯度向铝液渗透的速度加快,易生成铁-铝或铁-铝-硅金属间化合物而粘模。显然纯铝的粘模倾向严重,压铸常用的共晶铝硅合金粘模倾向则较小。镍有促进金属间化合物生长的作用,铝液中的夹杂及铬镍等都可能增加粘铝机会。高硅和增锰则可减慢中间金属相成长速度,减少粘模。少量锶(0.004%)和钛(0.125%)亦可减轻粘铝。
在铸件很小的出模区域,高的充型压力可能促进粘模。在满足铸件质量前提下尽可能降低充型压力,静压和增压都重要,调压同时要根据PQ2图计算调节其他参数。
高模温和浇注温度将提高粘模倾向,当有几个因素影响粘模时,降低模温或浇注温度是矫正的很好途径。
易发生粘模的地方可使用高强度特殊材料,如Mo-785,Ti-6AI-4V和Anviloy 1150。各种模具表面处理方法可以明显减少粘模。如渗氮和碳氮共渗处理、物***相沉积致密层如{TiAl}N和CrC和铝膜等、模具表面的强化处理,模具涂层---CVD,PVD,TD等。对已出现的粘模需尽快消除,如任其发展,将出现越来越多的困难和反复。
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