壓鑄合物層的工藝條件相差較大

壓鑄合物層的工藝條件相差較大

對鋁合金與鋼球的界面結合層做了探針成分分析，結果表明，鋼球與焊合的鋁合金間存在著金屬間化合物層，該層主要由Fe3Al，FeAl和Fe2Al5組成，因而，摩擦焊所得到的界面結合層的化學成分與實際壓鑄條件下焊合層的成分一致，鋁合金壓鑄只是，此種條件下的界面結合層的厚度較薄，作者認為這足以說明用摩擦焊的方法，來檢測鋁合金焊合傾向性的強弱是可行的。
但是，壓鑄模具模具焊合區的金屬間化合物層主要是由於固體模具與液體鋁合金之間的反應擴散而形成的，而摩擦焊中所檢測到的金屬間化合物主要是由兩種固態材料在壓力作用下相互擴散而形成的，兩者所獲得的金屬間化合物層的工藝條件相差較大，因而，用摩擦焊的方法來進一步分析工藝因素如溫度、壓射壓力、時間等等對焊合的影響是不可行的。
熱浸鋁
為了研究沖蝕及焊合現象導致模具失效的機理，壓鑄並評價兩種塗料Cr23C6和TiN抗沖蝕及焊合的能力，M. Yu等人進行了加速腐蝕試驗，即熱浸鋁試驗［10］ ，試驗裝置如圖4所示。試驗結果表明，當H13鋼試樣浸入靜止的A390熔體中時，在模具鋼表面形成了一系列金屬間化合物層，隨著浸鋁時間的延長，金屬間化合物層的化學成分發生變化，化合物層的總厚度增加。鑄鋁通過成分分析發現，浸鋁6 h後，生成的金屬間化合物有τ6(Al4FeSi)，τ5(Al15Fe6Si5)和τ2(Al15Fe6Si5)。而轉動的試樣浸鋁以後，僅形成了兩層金屬間化合物τ6和τ5，且化合物層較薄，這是因為快速流動的熔體阻止了Al4FeSi的增厚，同時也抑制了含鐵量較高的Al15Fe6Si5化合物層的形成。
他們認為在實際壓鑄條件下，焊合之所以易於在模具熱節處或正對內澆口處發生，壓鑄廠是因為此處易於形成金屬間化合物層，而且形成的金屬間化合物層τ6與H13模具具有較強的結合強度。在實際生產條件下，形成的金屬間化合物層的厚度較薄，是由於充型時，高速熔體對模具表面造成沖刷，從而使金屬間化合物層從模具表面上剝離所致。耐磨材料Cr23C6能有效地阻止鋁合金熔體的化學衝擊，減少模具材料的損失及焊合現象的發生。