在壓鑄生產(chǎn)過(guò)程中,高溫的金屬溶液被壓入模具型腔,通過(guò)與模具的熱交換冷卻成形,壓鑄模要吸收高溫金屬溶液帶來(lái)的熱量,同時(shí)又通過(guò)空間與壓鑄機(jī)散熱。一般情況下,吸收的熱量要大于這種自然的散熱量,因此,隨著壓鑄過(guò)程的進(jìn)行,模溫會(huì)逐漸上升。若模具溫度過(guò)高,便會(huì)影響到鑄件質(zhì)量和模具壽命。為了進(jìn)行正常的壓鑄生產(chǎn),必須維持模具溫度基本恒定。
我們?cè)诳紤]壓鑄模具的設(shè)計(jì)和使用時(shí),往往較多的是考慮如何生產(chǎn)出幾何形狀符合要求的鑄件。如果我們換一個(gè)觀測(cè)點(diǎn),從傳熱學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看壓鑄機(jī),把它看作是一個(gè)熱量交換器,一方面我們把熔融的金屬注入模具型腔內(nèi),在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出大量的熱量,促使模具的溫度提高;另一方面,模具通過(guò)傳導(dǎo),輻射以及對(duì)流的方法其中包括我們對(duì)模具的噴及水冷吸收部分熱量,使模具溫度下降,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,在二者的作用下在一溫度達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn),這時(shí)模具的溫度就不上也不下降,這一個(gè)平衡點(diǎn)的溫度對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)是很重要。鑄造質(zhì)量和生產(chǎn)率在很大程度上取決于模具熱控制能力,這已經(jīng)被越來(lái)越多的壓鑄工作者所認(rèn)識(shí)。
根據(jù)粗略的計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)對(duì)冷卻水管的設(shè)置也能滿足一般模具的要求,可按下面的方法進(jìn)行:對(duì)于一次澆注合金總量(含澆排系統(tǒng),下同)在150克以下時(shí),可只對(duì)澆口和分流錐進(jìn)行冷卻;一次繞注合金總量在150克—250克時(shí),除了澆口套和分流錐進(jìn)行冷卻外應(yīng)在動(dòng)定模的澆口附近各設(shè)置一個(gè)1/4”的冷卻道或2個(gè)點(diǎn)冷卻;一次澆注合金總量在250克—500克時(shí),應(yīng)在動(dòng)定模產(chǎn)品靠近內(nèi)澆口附近再增加一個(gè)1/4”的冷卻道或2—3個(gè)點(diǎn)冷卻;大于500克時(shí),再相應(yīng)增加冷卻水道或改變冷卻水道的形狀,把直道變成“L”形或“U”形,把管徑改為3/8“從而增加冷卻面積。對(duì)于模具上較大的滑塊和大于25mm受熱較大的型芯也應(yīng)設(shè)置直道冷卻或點(diǎn)冷卻。冷卻管離型腔或澆道的距離一般在20-32mm,在分流錐和內(nèi)澆口處熱量集中處可近一點(diǎn),但小也要大于冷卻管的直徑。
點(diǎn)冷卻在和直道冷卻相比時(shí),在相同冷卻面積時(shí)冷卻效率能大一倍,故更多的用于澆道,內(nèi)澆口,鑄件厚大及突出部位的冷卻。點(diǎn)冷卻由于數(shù)量較多,為了拆裝模具方便應(yīng)設(shè)置集水管以方便操作,排水用的集水管位置應(yīng)高于模具,使模具內(nèi)的冷卻水管經(jīng)常注滿,把澆口套,分流錐和澆口部分的點(diǎn)冷卻水路設(shè)計(jì)成獨(dú)立而越來(lái)越受到重視。在有些不便使用水冷卻的型芯上,可以考慮設(shè)置熱管,因熱管的傳熱效果是模具鋼的十多倍,但由于采購(gòu)上的困難還是很少采用。