模具粘模问题怎样解决.doc

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1、模具粘模问题怎样解决发布时间：2011-1-18信息来源：.yazhu518./作者：国外　大中小摘要本文分析了H13钢质模具与铝合金之间的粘模问题。粘模很容易导致压铸停产。粘模是一个非常严重的生产问题。导致粘模的因素很多，包括铝合金的化学成分、压射速度和位置、以及模具表面脱模剂类型等。粘模是通过化学反应和机械粘接共同作用造成的。铝合金与铁在模具中进行融合时，则会产生一种铝合金与模具材料的化学化合物。一旦发生粘模，铝合金压铸与模具就会紧紧地粘接在一起。本文对各种粘模因素进行了说明与分析，包括铝的化学成分、有效质量、压射方向以及与模具的接触角度等。粘模不仅会破坏模具表面的致密层，而

2、且会使模具的H13钢表面直接与注入的铝合金进行接触。可以使用某种固体材料来防止粘模现象，这种固体材料通常包括钼合金、钨合金、钛合金、特种氮化物或低温碳氮化合物。简介铝合金压铸过程中的粘模现象一直是困扰压铸界的一个难题。粘模是压铸过程中模具与金属液之间的化学反应。粘模会导致压铸缺陷，在压铸过程中，铝合金熔液会粘到模具上。图1为粘模的举例说明。当铝合金熔液进入模具直接与模具型腔接触时，则可能导致这种现象的发生。进入型腔的铝合金熔液会破坏模具表面的致密层，并将引起一系列化学反应，从而形成一种化合物。为了避免发生这种粘模现象，需要注意压铸过程中的几个问题。因此，本文除了解释在压铸过程中形

3、成粘模的原理之外，还提出了防止发生粘模的预防措施。模具的钢材通常采用H13钢，并且对钢材进行淬火、回火热处理，使钢材硬度达到46-50HRC。常规情况下，H13钢材的机械特性不仅可以满足对耐热疲劳性要求，而且还具有一定的热稳定性。 图1粘模说明本文仅对粘模进行了分析，关于压铸件的表面缺陷形成原因及有关解决方案，请参见北美压铸学会出版的刊物#517，作者WilliamWalkington撰写的论文《铸件表面缺陷的纠正措施》。为了有效地解决粘模问题，必须对如下容进行严格控制：1：由于铝合金对铁有很强亲和力，因此首先需要对铝合金进行分析。若铝合金中铁的含量过低（大约0.8-0.9%），

4、该种铝合金则很容易与H13模具发生粘模现象。2：压铸温度过高，则会导致粘模现象，需要对压铸温度进行严格控制，。3：为了阻止粘模形成，应使用性能较好的脱模剂。4：当压射金属液与模具表面之间的接触角度接近180度时，最容易发生粘模。设计时应该避免接触角接近180度，以减少粘模发生的可能性。5：应使用熔点较高的特种材料对模具进行表面处理，以避免发生粘模，如钼基合金。这种合金可以与铁混合，并且可以粘合在模具表面发生粘模的位置上；可以在粘模位置使用各种防止粘模发生的材料对模具表面进行处理，如金属钨；采用物理方式（PVD）对模具进行表面处理，可以有效地防止粘模发生，如CrN+W、ON、(Ti

5、Al)N以及CrC。粘模理论粘模理论是基于金属学、化学和机械学的一门综合性理论。图2是粘模表面的图片。表面有许多凹坑或者小洞。这些凹坑或小洞布满了整个表面，并且使得表面变得粗糙。通常这些小凹坑或者小洞的直径大约为0.6pm，并且很容易发展成直径为3.6pm左右的小凹坑。随着形成粘模倾向的增强，这些小凹坑的直径可以达到15微米，并且还有可能发生机械粘接。图3显示的是对微裂纹的分析，以及铝进入这些裂纹区域的方式。通过对铝进入裂纹区域的描述，说明了机械粘接。图（b）是铝的X光照片，它说明了铝是如何在表面形成的，并且是如何进入到裂纹中，并且最终在模具表面形成了粘模区。根据麦克斯韦-玻尔茨

6、曼定律，可以计算出原子的摩尔量百分比： 在该等式中，△U表示相互反应的活化能常数。模具与铸件之间的接触  与f成正比，并且两者之间的关系为：当 的比率等于一个给定位置的单数时，则：T0表示临界温度，接近该温度时，模具则会与铸件完全粘接。因此： 当金属液高速进入模具型腔时，铝金属液的温度将会稍有升高。金属液与模具表面之间的角度是相当重要的，并且金属液的温度升高可以通过下式得到：  表示铝金属液的比热。对于一个给定的模具来说，浇口面积是固定的。压射速度与金属液压射压力之间的关系由下面的公式表示：   表示压射压力，    表示铝的密度。在冷室压铸工艺中， 通常接近0.8。模具与铸件之

7、间的接触面温度为： 根据上述公式，由下式得出： 、 分别表示金属液和模具的温度， 、 分别表示累积热系数。接触面的温度变化 可以通过下式计算出来： 结合上面的等式，可以由下式求得 ：结果形成两种固体之间的相互粘接，分开这两种固体所需的能量与它们的强度有关。如下因素会直接影响到粘接强度，如：铝合金与铁之间的有效温度。需要注意的是，铝钼之间的活化能较高，因此在模具表面使用钼渗入可以有效地提高抗粘模性能。同时还必须注意，压射压力对粘模也有影响。高的压射压力使得粘模更容易发生。另外，还必