大连万程铝业有限公司

 

模具表面一旦发生焊合，就会生成复杂的Fe-Al金属间化合物相，并在下次压铸循环时在铸件表面造成缺陷。硬质的金属间相还会在模具表面堆积，因此必须中断生产并用抛光的方法除去焊合生成物，这样会导致生产时间的延长、劳动力的浪费，而且还会降低模具寿命。  

 

通常按照焊合形式的不同，可将“焊合”分为两种。  

 

第一种焊合形式称为“冲击焊合”，即焊合发生在模具表面朝向型腔的入口或内浇道处。这些区域在充型时一般都受到熔融金属流的猛烈冲击，表面温度较高，受到的压力较大，保护层极易破坏，在压铸合金的不断冲刷下模具保护层失效并裸露出金属基体，合金便与基体材料发生反应生成复杂的金属间化合物相。金属间化合物较硬不易变形，它在压铸中的破裂脱落不仅会导致铸件质量缺陷，同时会带走基体材料，并暴露新鲜表面，如此周而复始，焊合现象逐渐加深，严重时会导致模具表面受到腐蚀及模具材料熔损。因此，必须要在发生焊合的早期进行及时清除并修补受损表面。  

 

第二种焊合形式称为“沉积焊合”，即焊合位置背向浇口或远离浇道。这些区域通常是表面处理或模具润滑剂不能达到的地方。因此它们的表面状态、温度分布、受压状况与其他地方不同。  

 

通常压铸合金在到达这些区域后温度较低，其流动性也变差，容易最先凝固，炽热的半固态合金与模具表面接触时间变长，加上此处模具本身表面状态不很理想，因此容易形成FeAl金属间化合物，在多次压铸循环中，金属间化合物会在这些流动性较差的区域逐渐沉积，最后形成严重的焊合，影响压铸生产。  

 

虽然在铝合金压铸模的不同区域会发生不同形式的焊合，但是发生的焊合却具有一些普遍的共同特征——即模具表面焊合区域一般均呈现银白色光泽。  

 

焊合层的组成，往往是复杂的Fe-Al金属间化合物，而且由于组成该层的金属间化合物较薄，因此在分析上也有一定的困难。  

 

但是国外研究者Z.W.Chen和D.T.Fraser等利用X射线衍射对在熔融Al-11Si-3Cu压铸铝合金中浸蘸H13钢所生成的金属间化合物结构进行了分析，他们认为，焊合层由复合物层金属间化合物αbcc-(FeSiAlCrMnCu)、外层紧密层的六方αH-(Fe2SiAl8)金属间化合物以及内层紧密层斜方晶的η-Fe2Al5金属间化合物组成。而他们拍摄下的Fe－Al界面组织与笔者所作的“在ADC12压铸铝合金中浸蘸H13钢”试验得到的Fe－Al界面形貌十分相似。  

 

金属间化合物量非常少，焊合表面层又极薄加上分析手段上的限制，在目前阶段，国内外研究者都只能对其进行大致的定性分析。而对于焊合层的生成与发展规律，金属间化合物的定量分析将会是今后研究者工作的重点。