粘模是充型金屬液高壓高速反復沖擊模具，致使模具鋼表面和鑄造合金產生化學反應，在模具表面形成化學反應層，導致鑄件粘模的現(xiàn)象，一般粘模最嚴重的是型芯。壓鑄件外觀粘模時，輕者表面粗糙，影響外觀粗糙度;重者表面脫皮、缺肉、拉傷、拉裂，甚至造成鑄件漏氣。粘模的形成與擴展不僅降低鑄件的表面質量和尺寸精度，破壞模具表面特別是模具的澆道位置的致密層，而且增加模具修復工時與成本，甚至導致鑄件廢品和模具的早期失效。

 

 

壓鑄是動態(tài)熱力學過程，鋁鋅等合金有很強的附著至型腔表面的趨勢，噴涂脫模劑能充當型腔和液態(tài)金屬間分型劑的作用，防止金屬粘附到型腔表面。脫模劑的慎重選取(成分，結膜溫度，發(fā)氣量，殘留物，結膜強度，對后續(xù)表面涂鍍的影響等)與合理的操作工藝(脫模劑濃度，模溫分布，霧化工藝，噴涂時間及距離等)是防止粘模的重要因素。

 

半個多世紀以來，隨著壓鑄技術的進步，脫模劑也相應改善。這些改善包括脫模劑成分，成膜性，耐溫性，潤滑性，防止粘模與焊合，以及符合環(huán)保要求，對身體無害并安全。由早期的油+石墨涂料，向水基涂料發(fā)展，從普通油基皂質乳液系列到目前廣泛應用的改性硅油系列的水基脫模劑，無水濃縮脫模劑(用于微噴涂)，并向反應性半永久涂料和粉體無機涂料發(fā)展。但至今，尚沒有一種脫模劑既能提供所有可能的性能又沒有使用限制或缺點。半永久型涂料已試用于鋅合金壓鑄，它與模具表面系化學聯(lián)結，698ºC時涂層穩(wěn)定，但易磨損掉，需設法延長其耐用性。對鋁和鎂合金的壓鑄來說，主要是如何提高涂層的熱穩(wěn)定性，從環(huán)保和安全的角度，還應顧及降低或消除其中的有害溶劑。近些年來，大量研究工作指向半永久模和永久模，通過開發(fā)新涂層，克服焊合與粘模，最終棄用脫模劑，這是顛覆性的創(chuàng)新。然而至今獲得的成果尚不能實現(xiàn)工業(yè)應用，主要問題是涂層的持久性、涂覆方法及價格問題。

 

在可預見的將來，對各類脫模劑的開發(fā)研究仍然必不可少。壓鑄件成型表面與模具表面之間有相當大的接觸壓力，壓鑄時鑄件受到三向非均勻分布的壓應力，因此噴涂脫模劑結成的潤滑膜易破裂，高溫也使?jié)櫥ぎa生化學變化。成型過程中二次擠壓會有少量新的金屬表面出現(xiàn)，新的表面物理化學性能與原先的金屬表面不同，也沒有潤滑劑保護，易與模具粘著，使模具磨損。同時鑄件內部變形不均勻分布所產生的附加應力和殘余應力，也增加了取件的難度，直至粘模。

 

對于模具來說，由于壓鑄工藝和模具溫度場的變化，成形過程是一種間斷的非穩(wěn)定的摩擦，且模具不同部位各不相同。在此狀態(tài)下的潤滑機理不能用普通物理學中的庫侖摩擦定理進行分析與描述。國內外專家曾先后提出機械—分子摩擦理論，黏著—梨溝摩擦理論，邊界摩擦，混合摩擦，彈性黏流摩擦理論等，同時研究了各種復雜化學成分的潤滑劑。

 

以前用來降低模具粘鋁的石墨脫模劑，由于對環(huán)境的影響現(xiàn)在已經不再采用。脫模劑的機理是在鑄件和模具之間形成一層防護膜，同時防止鋁合金液與模具表面直接接觸。這就要求脫模劑要有足夠的強度來承受鋁合金液的分離與沖擊。模具表面的溫度一般控制在合金澆注溫度的35%～45%，以便脫模劑能充分吸附在模具表面上，對模具起到防護作用。模具的近澆口部位、深凹槽部位容易發(fā)生粘鋁。發(fā)生鋁合金粘模的模具表面形狀如圖示。這些不規(guī)則小凹坑的最初直徑約為0.6微米，最后慢慢地發(fā)展成為直徑達3.6微米的小凹坑。隨著形成粘模傾向的增強，這些小凹坑的直徑可以達到15µm，最終形成裂紋。這些小凹坑和裂紋最后都充滿了鋁，并且還可能發(fā)生機械粘接。脫模劑的作用是分離模具與壓鑄件的表面，降低模具的損傷，使鑄件表面光潔，同時

 

 

對模具起到冷卻、調節(jié)與控制的作用。脫模劑與模具表面可以產生非極性或極性物理吸附膜，化學吸附膜及化學反應膜。當脫模劑中沒有極性分子時，脫模劑只能在模具表面產生非極性物理吸附膜;反之則產生極性物理吸附膜。后者的強度要大于非極性物理吸附膜。當脫模劑組分中的原子與模具表面的原子可使用共同的電子時，就會在模具表面產生化學吸附膜。其強度又高于極性物理吸附膜。在一定的接觸壓力和溫度下，脫模劑中的極壓劑也可能與模具表面發(fā)生化學反應產生化學反應膜。它的強度又大于化學吸附膜。一般說來，脫模劑的吸附膜強度越高，防止粘模的效果越好。因此根據(jù)不同的壓鑄件，選擇相應的脫模劑以形成高強度的吸附膜是非常重要的。

 

 

用一般礦物油制備的水基脫模劑，為非極性烴類有機化合物(CnH2n+1)。所形成的薄膜對模具表面的吸附力和分子本身的內聚力都很弱，膜強度很低。用動植物油，如脂肪酸，脂肪酸鈉皂,酸類(R-O-H)等制備的水基脫模劑，其內部一端為非極性的烴基，另一端為極性端，這種具有永久偶極的分子與模具表面接觸時，極性端與模具表面吸引，而非極性端朝外，定向排列在金屬表面上，其吸附分子的層厚僅幾個納米，當有極化添加劑加入時，它可以聚合在模具表面形成固體膜，同時加強分子的側面吸附力。這種物理吸附膜的強度和潤滑性遠高于非極性分子的物理吸附膜。

 

物理吸附膜對溫度很敏感，被吸附在模具表面上的極性分子處在不斷吸附和脫附的動態(tài)平衡狀態(tài)。溫度上升，脫吸增多，吸附膜厚度減小，邊界吸附膜強度降低，使分子脫吸，亂向，甚至薄膜熔化，反之亦然。物理吸附膜只在低接觸壓力和低溫條件下有效，因此這類脫模劑只能在低模溫下發(fā)揮作用。物理吸附沒有選擇性，而化學吸附具有明顯的選擇性，即某種吸附劑只對某些物質有吸附作用。因此應根據(jù)模具和壓鑄材質，壓鑄工藝條件(如模溫，鑄件壁厚，充型溫度，壓力等)選用不同的脫模劑，才能獲得理想的效果。以改性硅油高分子聚合物為主體制備的水基脫模劑，其極性分子與模具表面是化學結合，屬于化學鍵力與表面結合形成的化學吸附。故膜的耐熱性好，熱穩(wěn)定性高，吸附膜不可逆，附著力強，離型效果好。雖然價位略高，但對于要求高模溫、高壓力、大型薄壁復雜件的壓鑄，其防止粘模優(yōu)勢明顯。

 

噴涂工藝對防止粘模很重要。操作工發(fā)現(xiàn)粘模，往往自然推理，認為是濃度低或劑量少，成膜太薄，不足以抵抗金屬液的熱應力和紊流沖擊，隨即在粘模處多噴一些脫模劑。其結果往往是造成局部涂料堆積或殘留，引發(fā)氣孔，使問題更復雜化。正確的做法應是在已發(fā)生粘模的區(qū)域，涂覆一種具有抗粘模性的膏劑---防粘蠟，進行特殊處理。防粘蠟是一種易于涂刷的抗焊合軟膏，它由半合成的高溫原材料配制而成。有效組分不含有害物質，膏劑中耐高溫的鎢基化合物或者鉬基化合物含量較高，可以有效地避免鋁合金的界面效應，阻止粘模。

 

模溫是影響脫模劑吸附效果的重要因素。太低(低于150ºC)，模溫迅速降至水的汽化點以下，脫模劑無法沉積在模具表面，只是從模具表面一沖而過，且載體水來不及汽化易導致彌散性氣孔;模溫過高，(398ºC以上)，脫模劑被模具表面蒸汽層排斥，均會使脫模劑吸附量大降，只有達到脫模劑本身特性要求的潤濕溫度，才能真正與模具表面接觸形成致密的涂層，起到隔離作用。

 

噴射工藝也直接影響吸附效果，一般噴射管路氣壓比脫模劑壓力高0.35-0.70bar時(大面積噴涂可能要求1.05bar)，霧化效果好;對于微噴涂和脈沖噴涂，霧化效果更為重要。至于噴涂時間，短至0.10-2.0秒就足以形成足夠厚的隔離膜，脈沖噴涂的時間就在這個范圍，但因脫模劑目前還被大量用來冷卻型腔，一般要5.0-120秒，顯然部分脫模劑只是流過模具表面被浪費掉了。隨著更復雜精確的自動噴射裝置的出現(xiàn)，噴射角度和距離只需在投產前調優(yōu)固定即可。
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