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2012-01-26 16:09:30| 人氣37| 回應0 | 上一篇 | 下一篇
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壓鑄鋁合金中的溶解過程

壓鑄鋁合金中的溶解過程
  在受到熾熱的合金熔體、半固態銑床合金沖刷,並保持加壓狀態下工作的鋁合金壓鑄模在使用一段時間後,表面的保護層一般會形成網狀微裂紋、龜裂甚至表面層脫落。如果不對模具表面進行修複和保養,則會發生更加嚴重的所謂“熔損”效應。

“熔損”指的是模具在工作一段時間後,工作面受到嚴重侵蝕,使模具質量變輕的過程。熔損是壓鑄合金對壓鑄模具的一系列腐蝕、沖蝕、侵蝕及焊合的綜合機械作用結果。

離子滲氮

  在模具表面進行離子滲氮可以CNC銑床生成連續的氮化物層(白亮層) ,這對提高模具的抗焊合、抗熱熔損、抗侵蝕能力都是非常有益的,同時也會使得模具表面的耐磨性能有所提高[7 ] 。離子滲氮除具有普通滲氮的優點之外,還有滲氮速度快(是氣體滲氮的2~3 倍) 、氮化組織容易調整控制、處理溫度低、熱變形小、處理後表面狀態好、節能及無公害等優點。

  氮化層比氧化層更厚更致密,更耐鋁合金沖蝕,對保護模具表面可以起到積極作用。但是,考慮到模具的熱疲勞性能,氮化層由于較硬,容易形成熱疲勞裂紋。而一旦形成微裂紋後的氮化層在抗熔融鋁合金焊合與熔損上的效果則會變差。因此如果解決好模具氮化層上的熱疲勞問題,滲氮將會是一個十分優秀的壓鑄模表面CNC車床處理工藝。

  模具基體材料Fe在壓鑄鋁合金中的溶解過程又是一種Fe-Al 物理化學反應並生成複雜金屬間化合物的過程。同時,基體中的各種合金元素也會參與到這一反應中,而所生成的金屬間化合物的物相結構、反應機制等至今沒有得到明確解釋,只能對其進行大致的定性分析。不過由于熔損反應與在模具表面早期發生的焊合有著許多共性,因此在發生熔損的區域,往往也能找到與焊合生成金屬間化合物相類似的物質,筆者在對H13 鋼浸蘸入ADC12 壓鑄鋁合金的試驗中,部分試樣發生了嚴重的熔損。

   鋁合金壓鑄模預防焊合、熔損的措施

  作爲鋁合金壓鑄模,其整個系統一般價格昂貴,型腔都比較複雜。因此分析模具失效的原因,采取相應的方法預防失效,以延長模具使用壽命,是模具工業一個相當重要的課題。

  蒸汽氧化處理

  蒸汽處理常應用于工具的表面處理以及常規兵器的表面處理,基本上都是起防鏽作用。當其作爲一種有效的表面處理工藝被運用于熱作模具鋼時,我們發現它能在一定程度上提高模具的抗冷熱疲勞性能和抗熔融鋁合金熱熔損性能[8 ] 。因爲通過蒸汽氧化處理的鋼鐵材料在其表面可以生成一層具有保護作用的Fe3/O4薄膜,

  Fe3O4是鐵的氧化物中致密度較高、結構較穩定的氧化物。藍色的Fe3O4具有耐高溫、抗氧化、致密、耐磨損、耐蝕、與基體結合強度好等優點。由于Fe3O4氧化膜的微觀結構是粗糙且凹凸不平的,因此它還能存儲一些冷卻劑,在鑄件壓鑄成形以後方便脫模,起到了潤滑的作用,使模具表面不易産生氧化腐蝕溝槽,從而減少誘發熱疲勞裂紋的因素。而且,緊實致密的氧化膜包圍在模具上起到了隔離熾熱熔融金屬或高溫液體的熱沖刷作用,保護了模具材料基體的完整性,從而提高了模具的使用壽命。 在實際應用中,多數的模具生産商也建議用戶在使用熱作模具之前進行輕微氧化,通常是在空氣中加熱到500 ℃,保持1~2h ,在模具表面産生1~10μm 的氧化層。而一般在壓鑄模試模時,有時也會在模具表面形成致密的黑色氧化物層,此氧化物層主要由富含C、Si 、S 的Fe[html]3O[html]4構成。同樣能夠起到保護模具表面並延長使用壽命的積極作用 。

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