壓鑄加速試驗

壓鑄加速試驗
為了研究模具表面噴刷不同的塗料及表面處理抗磨損的作用效果，以及認識因鋁熔體對模具表面的化學衝擊而引起的沖蝕和焊合等有害現象。 R. Shivpuri教授等人進行了加速沖蝕試驗［12］，他們採用金字塔型的試樣，含Si量較高的A390合金，較高的充型速度(50 m/s)及較高的熔煉溫度(730 ℃)。根據試驗結果，他們發現，在加速沖蝕試驗中，壓鑄模具焊合現象易於發生。經過1 000次壓鑄後，在A390合金和H13試樣之間形成了一層金屬間化合物層。能譜分析發現，金屬間化合物各組分的質量分數分別為：wAl=55.73%，wSi=15.64%，wFe=24.35%，與化合物τ6(Al4SiFe)的化學成分相近。進一步能譜分析表明，與τ6相毗鄰的合金中含鐵量較高，作者認為焊合的產生是由於合金與模具間Fe，Al及Si的相互擴散所致。
可見，加速試驗由於採用了較高的熔體溫度或衝型速度，或採用了專門設計的模具鋁合金壓鑄，焊合產生的試驗條件與壓鑄生產中模具焊合現象發生的條件依然存在著較大的差別。因而，目前，人們還沒有找到更為可靠、有效的試驗方法來對壓鑄生產中產生的模具焊合現象進行研究，還需在定量化的理論研究結果的指導下，在試驗研究方面做出更大的努力。
為了檢測不同表面狀態的模具表面與壓鑄合金的焊合情況，Wladyslaw Kajoch教授在Buhler H160B-D2冷室壓鑄機上進行了加速焊合試驗［6］，所用試樣為正對內澆口的型芯。試樣的狀態分別為未進行任何處理的試樣、油中氧化的試樣、防粘劑中氧化的試樣。加速焊合試驗以後，試驗結果表明，未進行任何處理的試樣，在加速焊合試驗中，壓鑄5～7次時即產生焊合，油中氧化的試樣，經13～15次壓鑄時產生焊合，而在防粘劑中氧化的試樣，經過36～40次的壓鑄後仍未有焊合的跡象。
通過上述試驗研究，人們對於焊合現像有了以下認識，在模具與壓鑄的焊合區存在著金屬間化合物層，並且多數研究者都認為，金屬間化合物層的形成是導致焊合發生的直接原因；不同的鋁合金呈現出不同的焊合傾向性；隨著模具服役次數的增加，其與鑄件間的焊合傾向性越來越大；壓鑄廠操作的溫度增加，焊合易於發生；模具正對內澆口處，焊合易於發生；塗層和表面處理能有效地防止焊合的發生等等。由上述試驗結果可知，鑄鋁人們對焊合現象的認識仍處在感性認識階段，還需要開展更系統的試驗研究和更深入的理論研究，進一步認識焊合的形成機理及影響因素，以指導人們採取更為可靠、有效地措施，最大限度地減少焊合的發生，減輕焊合在鋁合金壓鑄中的危害。