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鋁合金鑄件壓鑄焊合現象

2019-07-30

  鋁合金鑄件壓鑄過程中,模具與鑄件發生相互作用,形成了相互作用的接合界面,當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,分離發生在鋁鑄件一側,使鑄件與壓型形成焊合。若壓型與鑄件間的界面接合,則開型時,分離發生在界面,而形不成明顯的焊合現象。

  鋁合金鑄件壓鑄與鑄件真實接觸面積同表觀接觸面積的比值,是影響焊合發生的關鍵因素,而此比值受到壓鑄過程中各種因素的影響。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 的接合面積,即真實接觸面積。鋁液表面原子與壓型型腔表面原子形成金屬鍵,就 克服過程的激活能,因而,只有處于活化狀態的原子才能發生相互作用。

鋁合金鑄件產品

合金的化學成分對鑄件與壓鑄型的焊合有著重要的影響,合金中含有與壓鑄型腔表面原子相互作用的激活能越高的元素的原子數越多,合金的焊合傾向性越小。在鋁合金所有的合金元素中,含鐵量是影響焊合形成的 重要的元素。

  一方面,合金中的鐵原子與壓型內表面原子的相互作用的激活能較鋁高,在同樣條件下,鑄件與壓鑄型相互作用的原子數大大減少,因而,兩者形成焊合的傾向性降低;另一方面,鋁合金含鐵量增高,使得合金中鐵的化學位增加,從而降低了壓鑄型鋼中的鐵原子向鋁合金熔體中溶解的化學位梯度。同時,合金中含鐵量增加,使得鋁的活度降低,鋁原子向壓鑄型中擴散的驅動力增加,從而抑制了壓鑄型與鑄件間的化學相互作用,抑制了焊合的發生。


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