眾所周知，壓鑄成型伴隨著高壓、高速和高溫，而其中最為典型便是內(nèi)澆口位置的工作環(huán)境。內(nèi)澆口作為壓射過(guò)程中金屬液流動(dòng)最高速的部位，其本身和周邊部位會(huì)在壓射過(guò)程中處于高熱和頻繁接受強(qiáng)力沖擊的環(huán)境�；�于高熱和頻繁受沖擊的工作狀態(tài)，模具本身會(huì)產(chǎn)生一些失效問(wèn)題，產(chǎn)品也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的壓鑄缺陷。

本文基于使用含鐵量較低的壓鑄鋁合金原材料，在壓鑄過(guò)程中產(chǎn)生粘鋁和模具沖蝕這個(gè)特例來(lái)展開(kāi)討論。

NADCA 將粘鋁定義為當(dāng)壓鑄合金和模具鋼結(jié)合時(shí)形成某種組織成為模具鋼表面的一層物質(zhì)。（圖 1）

  鋁和鐵具有天然的親和性，此特性提供了它們自然形成金屬間化合物的機(jī)會(huì)。這種趨勢(shì)會(huì)在模具鋼處于高溫時(shí)加劇。當(dāng)粘鋁發(fā)生時(shí)，鋁會(huì)少量的滲透到模具鋼當(dāng)中。一旦粘鋁發(fā)生，如果此時(shí)鋁件仍然停留在模具上，就會(huì)非常迅速地形成更多的粘鋁。因此，一旦粘鋁發(fā)生，必須要及時(shí)將粘鋁形成的化合物質(zhì)去除才能夠繼續(xù)運(yùn)行模具進(jìn)行生產(chǎn)。

下面我們看一組粘鋁的實(shí)例圖片。圖 2為某產(chǎn)品試模時(shí)出現(xiàn)的嚴(yán)重粘鋁情況，圖片中可以看出，產(chǎn)品上已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的粘缺。此處的粘缺，最直觀的感受就是產(chǎn)品上有很大塊鋁料粘到了模具上面，很明顯鋁料和模具表面已經(jīng)發(fā)生了結(jié)合才會(huì)導(dǎo)致此種缺陷。

經(jīng)過(guò)修正之后，再次關(guān)注試模結(jié)果，此處的粘缺情況如（圖3）：可以發(fā)現(xiàn)，此處的粘缺已經(jīng)明顯有所改善，粘鋁的范圍和粘缺程度都有所減輕。但是此種程度依然處于不可接受狀態(tài)，產(chǎn)品要求此處必須達(dá)到不能有明顯的表面缺陷。為進(jìn)一步解決粘缺問(wèn)題，從鋁合金中鐵含量低的方向考慮，選擇將問(wèn)題區(qū)域?qū)��?yīng)的模具表面做鍍層處理以抑制壓鑄過(guò)程中鋁合金和模具鋼表面發(fā)生的金屬間化合反應(yīng)結(jié)合成粘鋁物質(zhì)。以下時(shí)候模具表面做鍍層后產(chǎn)品（圖 4）

此時(shí)的產(chǎn)品表面已經(jīng)不再有粘鋁導(dǎo)致的嚴(yán)重粘缺產(chǎn)生，但是仍然有不同程度的拉傷。此種拉傷是一種不穩(wěn)定的缺陷。模具表面做鍍層之后，模具表面的拉傷時(shí)而好時(shí)而差，沒(méi)有規(guī)律可循。針對(duì)此處的拉傷問(wèn)題，通過(guò)分析模流分析，（圖 5）可以看出此處的金屬填充方式是鋁液進(jìn)入型腔之后，鋁液直接撞擊拉傷對(duì)應(yīng)的模具部位。鋁液進(jìn)入澆道之后一直處于加速狀態(tài)，進(jìn)入型腔之后伴隨著巨大的動(dòng)能迎面撞擊模具表面，產(chǎn)生的巨大抱緊力和高熱的工作環(huán)境就會(huì)使產(chǎn)品該位置產(chǎn)生粘鋁。針對(duì)此題，后續(xù)進(jìn)行了澆道修改，在靠近內(nèi)澆口直段的部位將漸變斜面的傾斜角度做大。

不斷加速的澆道模型中，金屬流會(huì)在截面積遞減的澆道中不停地加速，最后沿著內(nèi)澆口方向直沖模具；帶緩沖的澆道模型中，金屬流中靠近頂端的流體會(huì)在拐彎的時(shí)候強(qiáng)行被減速轉(zhuǎn)向并撞擊澆道底部，在金屬液前端到達(dá)內(nèi)澆口之前起到一定的緩沖作用，此種澆道模型在許多內(nèi)澆口處沖蝕的案例中都有廣泛的應(yīng)用（圖 6）。

圖 7 是更改澆道后的模流分析，可以看見(jiàn)填充的鋁液在填充的前端流態(tài)已經(jīng)發(fā)生了顯著的變化，由之前方案的內(nèi)澆口出來(lái)直沖模具變?yōu)槌鰞?nèi)澆口時(shí)鋁液就撞擊澆道底部產(chǎn)生了分散開(kāi)來(lái)的效果。圖8是最終合格產(chǎn)品狀態(tài)的圖片:

基于本文的實(shí)例我們清晰地認(rèn)識(shí)到粘鋁的產(chǎn)生機(jī)理和其對(duì)產(chǎn)品本身和模具的危害。通過(guò)對(duì)機(jī)理的了解，我們可以在模具設(shè)計(jì)和產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程開(kāi)發(fā)的時(shí)候?qū)�過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行充分有效的分析，并針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)制定可靠的措施來(lái)提前預(yù)防。

針對(duì)粘鋁，首先考慮如何降低會(huì)發(fā)生粘鋁的部位的模具溫度，在粘鋁區(qū)域特別增加冷卻通道，根據(jù)需要控制流量；關(guān)注粘鋁位置的噴涂情況，著重照顧粘鋁位置的噴涂，調(diào)節(jié)噴涂可以在一定程度上降低特定區(qū)域的溫度；降低澆口速度或者改變澆口形狀和方向，避免問(wèn)題位置被沖擊；其它的方面，還可以考慮采用高導(dǎo)熱鋼材料作為鑲件，減少蓄熱時(shí)間降低粘鋁的形成時(shí)間，使用適當(dāng)?shù)陌文＝嵌龋�模具表面進(jìn)行仔細(xì)拋光等。總之，引起粘鋁的因素很多，解決的辦法也是多樣化的，穩(wěn)健而長(zhǎng)遠(yuǎn)的解決辦法還是想辦法改變模具工作狀態(tài)下的溫度才是最為關(guān)健。