粘模問題及其與脫模劑的關(guān)系
The adhesion problem and its relationship with mold-release agent
東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 吳炳堯
摘要：定性分析了壓鑄粘模的成因，總結(jié)歸納了影響其形成和擴展的因素，并據(jù)此提出了應(yīng)采取的一些防范措施和最終解決途徑。文中重點討論了脫模劑的成分、質(zhì)量、噴涂工藝等因素與粘?，F(xiàn)象之間的相關(guān)性機理，指出了未來脫模劑的發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞：壓鑄，粘模，模具，脫模劑
粘模是充型金屬液高壓高速反復(fù)沖擊模具，致使模具鋼表面和鑄造合金產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，在模具表面形成化學(xué)反應(yīng)層，導(dǎo)致鑄件粘模的現(xiàn)象，一般粘模最嚴(yán)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(zhì)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(fù)工時與成本，甚至導(dǎo)致鑄件廢品和模具的早期失效。
高溫高壓下金屬液和模具接觸表面的狀態(tài)非常復(fù)雜，盡管人們對壓鑄成形中粘模問題的研究正逐漸由宏觀表面進入微觀表面，由定性分析到建立數(shù)學(xué)模型分析，由單因素研究進入多因素綜合研究，從靜態(tài)研究發(fā)展到動態(tài)研究，但大多還是停留在直觀的定性分析上。根據(jù)產(chǎn)生粘模的特定條件，總結(jié)出一些影響其形成和擴展的因素，并據(jù)此采取一些防范措施。目前達成共識的是：壓鑄工藝參數(shù)，模具設(shè)計，模具溫度，模具表面質(zhì)量，充型溫度，脫模劑的化學(xué)成分和質(zhì)量，噴涂工藝等對粘模均有重要的影響，而不是一出現(xiàn)粘模就憑直覺簡單地和脫模劑掛鉤。然而，脫模劑的質(zhì)量和使用方法確實與壓鑄粘模有著千絲萬縷的聯(lián)系，對于壓鑄工作者來說，理解和認(rèn)識他們之間的關(guān)系，知己知彼，才能更準(zhǔn)確地掌控壓鑄工藝。
脫模劑本身是化工產(chǎn)品，與金屬材料及成型工藝是不同的知識領(lǐng)域，但學(xué)科跨界交叉從來是創(chuàng)新發(fā)展的必然取向，筆者試圖圍繞“是什么力產(chǎn)生粘模？粘模主要受哪些因素的影響？如何防范？”等問題作淺顯分析和歸納，并在此基礎(chǔ)上，以鋁合金壓鑄為例，進而談?wù)劽撃┡c壓鑄粘模的關(guān)系。
一． 粘模的物理化學(xué)性質(zhì)
粘模理論是基于金屬學(xué)、化學(xué)和機械學(xué)的一門綜合性理論。從根本上看，粘模是鑄件與模具界面材料分子或原子間的物理化學(xué)作用，其中最重要的是粘附力。鋁，鋅，鎂，銅等壓鑄金屬材料和模具材料為多晶體結(jié)構(gòu)，表面分子比內(nèi)部
分子有較大的勢能，即表面能。他們都具有使其表面能趨向最低的本能，即驅(qū)使位于自由表面的原子排列達到平衡的本能。如果兩金屬表面相距十分近，為使表面能降下來，彼此之間的晶格會結(jié)合，出現(xiàn)粘著現(xiàn)象。眾所周知，互相接觸的固體間存在著引力，引力由金屬鍵，共價鍵和離子鍵形成，屬于短程鍵力。還有長程力的范德華力（Von Der Wools Force）。當(dāng)接觸距離在幾納米時，范德華力均起作用。在 1 納米內(nèi)，各種短程力開始起作用。要估算粘附結(jié)合的強度，首先要確定金屬的內(nèi)聚力，然后計算接觸面的表面力。但由于金屬的電子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前尚不能理論求解內(nèi)聚強度。
從現(xiàn)象上看，粘模無非是化學(xué)上的結(jié)合，或是機械的咬合。和粘附強度有關(guān)的因素主要是：金屬的種類，金屬的互溶性，晶格的取向，接觸時彈塑性變形的方式，彈性回復(fù)，偏析和氧化，位錯和微裂，接觸溫度等。模具本身的表面硬化，表面粗糙度，接觸壓力等也是重要的因素。不同原子的結(jié)合能力不同，不同成分合金呈現(xiàn)出不同的粘模傾向性，故選擇適當(dāng)?shù)哪＞卟牧虾兔撃┡浞?，可最大?/span>度減少鑄件與模具的粘著。
二．壓鑄模粘鋁現(xiàn)象形成原因
粘鋁本身是金屬間化學(xué)擴散反應(yīng)。下圖概括了發(fā)生在模具型腔內(nèi)與粘模相關(guān)聯(lián)的變化。粘?，F(xiàn)象的成因可以從以下方面思考：
1）化學(xué)成分
壓鑄合金與模具鋼的親和力越大，越容易互相熔融粘合在一起。當(dāng)鋁合金中鐵含量低于 0.7%時，模具表面鐵原子因濃度梯度向鋁液滲透的速度加快，易生成鐵-鋁或鐵-鋁-硅金屬間化合物而粘模。顯然純鋁的粘模傾向最嚴(yán)重，壓鑄常
用的共晶鋁硅合金粘模傾向則較小。鎳有促進金屬間化合物生長的作用，鋁液中的夾雜及鉻鎳等都可能增加粘鋁機會。高硅和增錳則可減慢中間金屬相成長速度，減少粘模。少量鍶（0.004%）和鈦(0.125%)亦可減輕粘鋁。總之，嚴(yán)格控制合金成分在合理的范圍內(nèi)，并堅守鋁合金液潔凈，這是避免粘模的根基。
2）模具材料
模具材料占模具總成本的１０％左右，２０世紀(jì)５０年代，國內(nèi)普遍采用原蘇聯(lián)引進的３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ熱作模具鋼，壓鑄１～２萬模次，型腔即開始出現(xiàn)發(fā)絲狀裂紋，粘模不可避免。９０年代從美國引進優(yōu)良鋼種Ｈ１３，作為強硬兼?zhèn)?/span>的空冷硬化型熱作模具鋼，壽命可達１５～２０萬模次，以該鋼種為基體已延伸出多種近似鋼號，如：日本（ＪＩＳ）的ＳＫＤ６１；韓國（ＫＳ）的ＳＴＤ６１；英國（ＢＳ）的ＢＨ１３等。若選用的模具材料質(zhì)量低下，其淬透性、韌性、耐磨性、熱處理穩(wěn)定性差，模具硬度不足，脫模時模具表面被壓鑄合金擠壓變形，或型芯彎曲變形，增大了模具對鑄件的脫模阻力，很容易因先天不足出現(xiàn)模具表面裂紋及焊合等缺陷，直接導(dǎo)致粘模。鑄件粘模部位，往往呈現(xiàn)表面粗糙、脫皮或缺料等拉模痕跡，粘合嚴(yán)重的情況下鑄件會被撕裂破損。模具型腔表面會粘附一層壓鑄合金，顏色泛白，如圖示。粘模之所以易于在模具熱節(jié)處或正對內(nèi)澆口處發(fā)生，是因為此處易于形成金屬間化合物層，而且形成的金屬間化合物層 Al4FeSi 與 H13 模具具有較強的結(jié)合強度。所形成的金屬間化合物層較薄，是由于充型時，高速熔體對模具表面反復(fù)沖刷，使金屬間化合物層從模具表面上剝離所致。耐磨材料 Cr23C6 能有效阻止鋁合金熔體的化學(xué)沖擊，減少模具材料的損失及粘模現(xiàn)象的發(fā)生。
3）模具設(shè)計
當(dāng)壓鑄操作工藝正常，一副新模具卻出現(xiàn)粘模，調(diào)試壓鑄工藝、噴涂雖能有所補救，但若不穩(wěn)定，就說明主要原因是鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具設(shè)計或制造的問題。首先是內(nèi)澆口設(shè)計，如流向、截面積、壓射速度等控制不當(dāng)，金屬液直接沖
蝕型芯或型壁，最容易出現(xiàn)粘模。如果沖擊到定模一側(cè)，則使定模一側(cè)鑄件的包緊力增加。當(dāng)鑄件整體或局部收縮對模具的包緊力分布不均衡合理，鑄件就會因粘模出現(xiàn)偏、歪、斜、變形、裂紋、斷裂，甚至粘到定模，或粘到動模頂不出來。若定模型腔或型芯成形表面脫模斜度過小或有反斜度，則使鑄件脫模阻力增大，引起抽芯、取件時擦傷。此外，模具設(shè)計剛性不足，過早失去應(yīng)有的精度；模具表面光潔度和表面強化處理缺失；動、定模上的冷卻系統(tǒng)設(shè)計不合理，使模具工作溫度不平衡穩(wěn)定；存在熱節(jié)點等均會導(dǎo)致粘模。
4）模具加工
模具在磨削過程中產(chǎn)生的摩擦熱，會引起表面出現(xiàn)磨削裂紋。磨削應(yīng)力的存在，也會降低模具的抗熱疲勞能力。型腔表面，特別是澆道表面粗糙處或型面有少量擦傷及劃線痕跡處，都是潛在的裂紋源。電火花精加工局部高溫形成表層下的回火區(qū)，該區(qū)的組織及化學(xué)成分與基體不同，硬度高，加上表面殘余應(yīng)力的存在，拋光處理不到位都可能在模具使用早期形成細(xì)微裂紋，導(dǎo)致粘模。
5）壓鑄工藝
合金液充型溫度過高，則加快鐵的擴散和反應(yīng)，潤滑膜越容易被破壞，模具表面越易退火，更易受沖刷和粘鋁。壓射速度和壓力過大、模具溫度過高、模具硬度低，則容易發(fā)生熔融、焊合粘附和粘模拉傷。
6）脫模劑
脫模劑的首要功能是保護模具，形成牢固的潤滑膜，以減少高速鋁液對模具的熱沖擊。劣質(zhì)脫模劑沒有保護模具的功能，因其化學(xué)成分決定了不可能在工藝要求的模溫范圍內(nèi)，迅速結(jié)成牢固、光滑、保溫、發(fā)氣少、無殘留且利于合金液流動的潤滑膜，不論如何調(diào)整噴涂工藝，都不能改變其本質(zhì)特征，因此粘模的隱患不可避免。
三．解決粘模問題的途徑
粘模問題是諸多因素的綜合反應(yīng)，因此解決粘模問題，必須從多角度分析判斷，允許試錯，但切勿主觀臆斷。筆者歸納的如下幾條，純屬立足黑箱理論的經(jīng)驗技藝，即把模具視為黑箱，不深究其充型過程內(nèi)部的變化，只關(guān)注黑箱的兩端，即輸入?yún)?shù)和成型效果。若要從根本上解決粘模，需要深入的微觀理論研究成果作指導(dǎo)，其任重而道遠。
1） 檢查影響澆口速度的因素:沖頭速度，沖頭大小，比壓，澆口尺寸，盡可能降低澆口速度或調(diào)整澆口走向，以較小角度接觸到型腔表面，避免接觸角接近 180 度，以減少對型腔的沖蝕，避免沖擊型芯。降低充填時間，以縮小熱
沖擊的窗口。
2） 調(diào)整模具冷卻流道，特別是熱節(jié)點及型芯易粘模處，必要時增加點冷卻器。在粘模部位增加二次噴涂或鑲?cè)敫邔?dǎo)熱模具材料，以降低粘模部位的模溫，達到模溫穩(wěn)定均衡。
3） 在鑄件最小的出模區(qū)域，高的充型壓力可能促進粘模。在滿足鑄件質(zhì)量前提下盡可能降低充型壓力，靜壓和增壓都重要，調(diào)壓同時要根據(jù) PQ2圖計算調(diào)節(jié)其他參數(shù)。
4） 高模溫和澆注溫度將提高粘模傾向，當(dāng)有幾個因素影響粘模時，降低模溫或澆注溫度是矯正的最好途徑。
5） 易發(fā)生粘模的地方可使用高強度特殊材料，如 Mo-785，Ti-6AI-4V 和 Anviloy1150。各種模具表面處理方法可以明顯減少粘模。如滲氮和碳氮共滲處理、物理氣相沉積致密層如{TiAl}N 和 CrC 和鋁膜等、模具表面的強化處理，模具涂層---CVD，PVD，TD 等。對已出現(xiàn)的粘模需盡快消除，如任其發(fā)展，將出現(xiàn)越來越多的困難和反復(fù)。
6） 選用成膜耐熱溫度高、模質(zhì)堅固且潤滑效果好的優(yōu)質(zhì)脫模劑。新模具試模時涂模具膏，以防止拉傷。對易粘模的高溫區(qū)，可定期涂覆防粘蠟膏劑或局部補噴防粘蠟液體。
7） 仔細(xì)監(jiān)測出模角度，其最大允許值要按照壓鑄模標(biāo)準(zhǔn)。
8） 壓鑄合金成分設(shè)計要兼顧可能導(dǎo)致粘模的因素，比如在允許范圍內(nèi)，控制鋁
合金中鐵含量不低于 0.7%為宜。要防止因混入低熔點金屬而引起粘模。用中間合金調(diào)整化學(xué)成分時，除鎂、鋅等個別金屬，不可將純金屬加入鋁液中，防止因嚴(yán)重偏析而引起粘模。凈化的合金液流動性佳，可以擴大避免粘模的工藝窗口。
9）壓鑄合金的收縮量越大，越容易粘模，高溫強度也越差。有的合金是本身的收縮率較大，合金的液、固相溫度范圍越寬，合金的收縮量越大。根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)形狀和復(fù)雜程度，如因收縮引起的粘模、變形很難排除時，則需考慮改
用體收縮率和線收縮率小、高溫強度高的合金；或調(diào)整合金成分(如鋁硅合金中硅含量增加時，鑄件收縮率變小)降低其收縮率；或?qū)辖疬M行變質(zhì)處理，如在鋁合金液中添加 0.15%～0.2% 的金屬鈦等品粒細(xì)化劑，以減小合金的收縮傾向。
四.脫模劑與粘模的關(guān)系
壓鑄是動態(tài)熱力學(xué)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(dāng)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?。ǔ煞?，結(jié)膜溫度，發(fā)氣量，殘留物，結(jié)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(jì)以來，隨著壓鑄技術(shù)的進步，脫模劑也相應(yīng)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(zhì)
乳液系列到目前廣泛應(yīng)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(yīng)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(xué)聯(lián)結(jié)，698oC 時涂層穩(wěn)定，但易磨損掉，需設(shè)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(yīng)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(yīng)用，主要問題是涂層的持久性、涂覆方法及價格問題。在可預(yù)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(dāng)大的接觸壓力，壓鑄時鑄件受到三向非均勻分布的壓應(yīng)力，因此噴涂脫模劑結(jié)成的潤滑膜易破裂，高溫也使?jié)櫥ぎa(chǎn)生化學(xué)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(xué)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(nèi)部變形不均勻分布所產(chǎn)生的附加應(yīng)力和殘余應(yīng)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(xué)中的庫侖摩擦定理進行分析與描述。國內(nèi)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(fù)雜化學(xué)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(jīng)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(diào)節(jié)與控制的作用。脫模劑與模具表面可以產(chǎn)生非極性或極性物理吸附膜，化學(xué)吸附膜及化學(xué)反應(yīng)膜。當(dāng)脫模劑中沒有極性分子時，脫模劑只能在模具表面產(chǎn)生非極性物理吸附膜；反之則產(chǎn)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(dāng)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(chǎn)生化學(xué)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(xué)反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)膜。它的強度又大于化學(xué)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(yīng)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(nèi)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(nèi)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(dāng)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(cè)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?jīng)]有選擇性，而化學(xué)吸附具有明顯的選擇性，即某種吸附劑只對某些物質(zhì)有吸附作用。因此應(yīng)根據(jù)模具和壓鑄材質(zhì)，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(xué)結(jié)合，屬于化學(xué)鍵力與表面結(jié)合形成的化學(xué)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(fù)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(rèn)為是濃度
低或劑量少，成膜太薄，不足以抵抗金屬液的熱應(yīng)力和紊流沖擊，隨即在粘模處多噴一些脫模劑。其結(jié)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(fù)雜化。正確的做法應(yīng)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(zhì)，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(yīng)，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(dǎo)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(fù)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(chǎn)前調(diào)優(yōu)固定即可。
我認(rèn)為，對于使用脫模劑的壓鑄工程師來說，重要的不是窮盡脫模劑的專業(yè)知識，然后依照自己的判斷選用，而是應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)歐美壓鑄行業(yè)的做法，讓專業(yè)生產(chǎn)脫模劑的廠家根據(jù)壓鑄廠家提供的壓鑄件結(jié)構(gòu)圖、壓鑄機噸位、鑄件性能要求及后處理工藝要求，推薦最適宜的脫模劑型號和使用方法，直至達到滿意效果。因為真正專業(yè)生產(chǎn)脫模劑的廠家，一定最了解脫模劑的性能特點，與他們互動，才能去掉盲目性，使生產(chǎn)保持良性循環(huán)。很少見到先進壓鑄企業(yè)頻繁更換脫模劑的品牌，因為他們不愿意由此造成工藝波動而自找麻煩，也不會出現(xiàn)國內(nèi)持續(xù)多年至今仍潛在的某些因利益鏈而實施脫模劑購買暗箱操作、以次充好的亂象；以及不講科學(xué)只問價格的短視行為。為了我國壓鑄業(yè)的技術(shù)進步，必須鏟除在脫模劑生產(chǎn)、銷售及購買使用中的亂象，讓道德與科學(xué)的鐵規(guī)生威。
五．正確處理模具粘模
壓鑄生產(chǎn)的核心是合金熔煉與模具的質(zhì)量。在防范和處理粘模的所有因素中，選擇優(yōu)質(zhì)的模具材料是基礎(chǔ)，模具設(shè)計加工與規(guī)范的熱處理是關(guān)鍵，使用過程中及時有效地維護、保養(yǎng)是主要途徑。出現(xiàn)粘模，經(jīng)常會出現(xiàn)執(zhí)行壓鑄工藝方與模具制造方互相指責(zé)，這可以理解，因為誘發(fā)粘模的因素多種多樣，一時難以準(zhǔn)確判斷。但無論如何，本征落在了模具上，因此對已出現(xiàn)粘模的模具，首先應(yīng)注意從模具本身分析處理。
1）壓鑄模具表面拋光必須達到要求。徹底打磨去除電火花 EDM 硬質(zhì)層，型面不可高度拋光。
2）及時清理壓鑄模具上的粘鋁，并對模具及時進行表面處理和去應(yīng)力。如果模具表面出現(xiàn)粘附鋁，表面還有小氣泡，用砂布和油石拋光表面后又反復(fù)粘模，較好的處理方法是對粘模的模具表面進行噴丸處理，或在粘模部位的模具表面，制作出寬 0.2～0.5 mm、深 0.2～0.5 mm、間隔 2～5 mm 的網(wǎng)狀花紋，可以消除鑄件表面粘模的缺陷。
3）設(shè)法將模具容易粘鋁處的溫度降到最低。
4）使用熔點較高的特種材料對模具進行表面處理，并且可以將其粘合在模具表面發(fā)生粘模的位置上，以避免發(fā)生粘模。如鉬合金、鎢合金、鈦合金、特種氮化物或低溫碳氮化合物等新材料。鋁鉬之間的活化能較高，因此在模具表面使用鉬滲入可以有效地提高抗粘模性能。
5）對于新模具和容易出現(xiàn)鑄件粘留定模的模具，在壓鑄之前，應(yīng)先對模具進行很好的預(yù)熱，通過火焰噴槍加熱模具。不允許合模直接澆入合金液進行加熱，預(yù)熱溫度控制在１８０～２２０oC。并在開始低速壓射之前，先對模具型腔涂抹模具膏，并用壓縮空氣吹均勻，每壓鑄一模涂抹一次，試壓鑄約 20 模，對避免拉傷模具很有效。如還粘定模，說明模具有問題，需檢修模具
6）拆卸模具上活動部分或小型芯時，只允許使用軟的銅、鋁、鉛棒或橡皮榔頭輕輕敲擊，避免損傷模腔。
7）壓鑄至一定模次后，定期對模具進行去應(yīng)力處理。引起壓鑄粘模的原因有許多，解決粘模的措施也是各有不同。應(yīng)該仔細(xì)觀察和分析粘模的原因，有針對性地采取相應(yīng)的措施。目前，對粘?，F(xiàn)象形成機理的研究尚處于定性分析階段，不同的合金材料呈現(xiàn)出不同的粘模傾向性；需要在尋找更為有效試驗方法的基礎(chǔ)上，在定量化理論研究結(jié)果的指導(dǎo)下，開展進一步的試驗研究。隨著新材料、新工藝技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，解決粘模問題的新思路和新方法甚至是顛覆性的創(chuàng)新技術(shù)正在沖擊現(xiàn)有的賴以防止粘模的傳統(tǒng)法則。比如北美壓鑄正在研發(fā)具有自愈合功能、無需脫模劑的永久型模具，這可能使現(xiàn)有的工藝技術(shù)被翻轉(zhuǎn)或淘汰。顯然，依賴試錯的傳統(tǒng)研究方法已跟不上工業(yè)快速發(fā)展的步伐，甚至可能成為制約技術(shù)進步的瓶頸。倘若把中國壓鑄放到世界壓鑄競爭的大格局里，不難發(fā)現(xiàn)：不管是基礎(chǔ)研究、還是重大技術(shù)突破，極少有咱們自己的東西。企業(yè)作為創(chuàng)新主體，參與創(chuàng)新研發(fā)少，生產(chǎn)跟蹤仿制多，跟班式研發(fā)多。多數(shù)企業(yè)仍在引進設(shè)備—加工生產(chǎn)—再引進—再加工生產(chǎn)的怪圈里掙扎，使得“中國壓鑄”缺乏“中國創(chuàng)造”元素，只能依靠廉價銷售與低層次競爭尋找出路，這在很大程度上制約了壓鑄產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。筆者認(rèn)為：靠模仿、以數(shù)量取勝，不是壓鑄進步的本真和品位。以守維成則成難繼，因創(chuàng)興業(yè)則業(yè)自達。讓我們保持科研耐心，臥薪嘗膽，穩(wěn)扎穩(wěn)打，追求與眾不同，中國壓鑄的跨越式發(fā)展方指日可待。
參考文獻從略
作者：吳炳堯
東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 教授 博士生導(dǎo)師
