眾所周知，壓鑄成型伴隨著高壓、高速和高溫，而其中最為典型便是內(nèi)澆口位置的工作環(huán)境。內(nèi)澆口作為壓射過程中金屬液流動最高速的部位，其本身和周邊部位會在壓射過程中處于高熱和頻繁接受強力沖擊的環(huán)境�；�于高熱和頻繁受沖擊的工作狀態(tài)，模具本身會產(chǎn)生一些失效問題，產(chǎn)品也會出現(xiàn)相應的壓鑄缺陷。

本文基于使用含鐵量較低的壓鑄鋁合金原材料，在壓鑄過程中產(chǎn)生粘鋁和模具沖蝕這個特例來展開討論。

NADCA 將粘鋁定義為當壓鑄合金和模具鋼結合時形成某種組織成為模具鋼表面的一層物質。（圖 1）

  鋁和鐵具有天然的親和性，此特性提供了它們自然形成金屬間化合物的機會。這種趨勢會在模具鋼處于高溫時加劇。當粘鋁發(fā)生時，鋁會少量的滲透到模具鋼當中。一旦粘鋁發(fā)生，如果此時鋁件仍然停留在模具上，就會非常迅速地形成更多的粘鋁。因此，一旦粘鋁發(fā)生，必須要及時將粘鋁形成的化合物質去除才能夠繼續(xù)運行模具進行生產(chǎn)。

下面我們看一組粘鋁的實例圖片。圖 2為某產(chǎn)品試模時出現(xiàn)的嚴重粘鋁情況，圖片中可以看出，產(chǎn)品上已經(jīng)出現(xiàn)嚴重的粘缺。此處的粘缺，最直觀的感受就是產(chǎn)品上有很大塊鋁料粘到了模具上面，很明顯鋁料和模具表面已經(jīng)發(fā)生了結合才會導致此種缺陷。

經(jīng)過修正之后，再次關注試模結果，此處的粘缺情況如（圖3）：可以發(fā)現(xiàn)，此處的粘缺已經(jīng)明顯有所改善，粘鋁的范圍和粘缺程度都有所減輕。但是此種程度依然處于不可接受狀態(tài)，產(chǎn)品要求此處必須達到不能有明顯的表面缺陷。為進一步解決粘缺問題，從鋁合金中鐵含量低的方向考慮，選擇將問題區(qū)域對應的模具表面做鍍層處理以抑制壓鑄過程中鋁合金和模具鋼表面發(fā)生的金屬間化合反應結合成粘鋁物質。以下時候模具表面做鍍層后產(chǎn)品（圖 4）

此時的產(chǎn)品表面已經(jīng)不再有粘鋁導致的嚴重粘缺產(chǎn)生，但是仍然有不同程度的拉傷。此種拉傷是一種不穩(wěn)定的缺陷。模具表面做鍍層之后，模具表面的拉傷時而好時而差，沒有規(guī)律可循。針對此處的拉傷問題，通過分析模流分析，（圖 5）可以看出此處的金屬填充方式是鋁液進入型腔之后，鋁液直接撞擊拉傷對應的模具部位。鋁液進入澆道之后一直處于加速狀態(tài)，進入型腔之后伴隨著巨大的動能迎面撞擊模具表面，產(chǎn)生的巨大抱緊力和高熱的工作環(huán)境就會使產(chǎn)品該位置產(chǎn)生粘鋁。針對此題，后續(xù)進行了澆道修改，在靠近內(nèi)澆口直段的部位將漸變斜面的傾斜角度做大。

不斷加速的澆道模型中，金屬流會在截面積遞減的澆道中不停地加速，最后沿著內(nèi)澆口方向直沖模具；帶緩沖的澆道模型中，金屬流中靠近頂端的流體會在拐彎的時候強行被減速轉向并撞擊澆道底部，在金屬液前端到達內(nèi)澆口之前起到一定的緩沖作用，此種澆道模型在許多內(nèi)澆口處沖蝕的案例中都有廣泛的應用（圖 6）。

圖 7 是更改澆道后的模流分析，可以看見填充的鋁液在填充的前端流態(tài)已經(jīng)發(fā)生了顯著的變化，由之前方案的內(nèi)澆口出來直沖模具變?yōu)槌鰞?nèi)澆口時鋁液就撞擊澆道底部產(chǎn)生了分散開來的效果。圖8是最終合格產(chǎn)品狀態(tài)的圖片:

基于本文的實例我們清晰地認識到粘鋁的產(chǎn)生機理和其對產(chǎn)品本身和模具的危害。通過對機理的了解，我們可以在模具設計和產(chǎn)品生產(chǎn)過程開發(fā)的時候對過程的風險點進行充分有效的分析，并針對風險點制定可靠的措施來提前預防。

針對粘鋁，首先考慮如何降低會發(fā)生粘鋁的部位的模具溫度，在粘鋁區(qū)域特別增加冷卻通道，根據(jù)需要控制流量；關注粘鋁位置的噴涂情況，著重照顧粘鋁位置的噴涂，調(diào)節(jié)噴涂可以在一定程度上降低特定區(qū)域的溫度；降低澆口速度或者改變澆口形狀和方向，避免問題位置被沖擊；其它的方面，還可以考慮采用高導熱鋼材料作為鑲件，減少蓄熱時間降低粘鋁的形成時間，使用適當?shù)陌文＝嵌龋�模具表面進行仔細拋光等。總之，引起粘鋁的因素很多，解決的辦法也是多樣化的，穩(wěn)健而長遠的解決辦法還是想辦法改變模具工作狀態(tài)下的溫度才是最為關健。