壓鑄型與鋁鑄件焊合缺陷形成的理論分析
盡管壓鑄生產(chǎn)中焊合現(xiàn)象的危害非 常嚴(yán)重,但對這種現(xiàn)象的研究還很少,直到較近。通過研究,人們 發(fā)現(xiàn)在模具與焊合的鋁合金間存在著金屬間化合物層,并且大多數(shù)研究者都認(rèn)為,該金屬間化合物層是 導(dǎo)致焊合發(fā)生的直接原因;較高的壓鑄操作溫度易于使焊合發(fā)生,模具表面溫度較高的局部熱節(jié)點(diǎn)及充型速度較高處易于發(fā)生焊合;不同的鋁合金呈現(xiàn)出不同的焊合傾向性。
壓鑄型與鋁壓鑄件發(fā)生焊合的能量條件,建立了焊合的能量判據(jù),并從理論上分析了模具表面及合金的化學(xué)成分、模具表面改質(zhì)處理、澆注溫度、模具結(jié)構(gòu)、冷卻條件、壓射壓力及模具表面狀態(tài)等因素,對焊合形成的影響。壓鑄過程中,模具與鑄件發(fā)生相互作用,形成了相互作用的接合界面,當(dāng)接合界面的接合能大于鋁鑄件本身的接合能時,開型時,在外力的作用下,分離發(fā)生在鋁鑄件一側(cè),使鑄件與壓型形成焊合。若壓型與鑄件間的界面接合能較低,則開型時,分離發(fā)生在界面,而形不成明顯的焊合現(xiàn)象。
壓鑄型與鑄件的焊合可視為兩金屬固體在壓力作用下的粘接。壓型與鑄件真實(shí)接觸面積同表觀接觸面積的比值,是 影響焊合發(fā)生的關(guān)鍵因素,而此比值受到壓鑄過程中各種因素的影響,下面予以詳細(xì)討論。
在壓鑄過程中,高溫金屬液與壓型型腔表面相接觸,將激活型腔表面原子,與之發(fā)生相互作用,形成金屬鍵。高溫下形成的金屬鍵在冷卻凝固過程中保留下來,形成鑄件與壓型間一定的接合面積,即真實(shí)接觸面積。鋁液表面原子與壓型型腔表面原子形成金屬鍵,就必須克服過程的激活能,因而,只有處于活化狀態(tài)的原子才能發(fā)生相互作用。http://www.btrhyzc.com
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