在壓鑄生產過程中,高溫的金屬溶液被壓入模具型腔,通過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的熱量,同時又通過空間與壓鑄機散熱。一般情況下,吸收的熱量要大于這種自然的散熱量,因此,隨著壓鑄過程的進行,模溫會逐漸上升。若模具溫度過高,便會影響到鑄件質量和模具壽命。為了進行正常的壓鑄生產,必須維持模具溫度基本恒定。
我們在考慮壓鑄模具的設計和使用時,往往較多的是考慮如何生產出幾何形狀符合要求的鑄件。如果我們換一個觀測點,從傳熱學的觀點來看壓鑄機,把它看作是一個熱量交換器,一方面我們把熔融的金屬注入模具型腔內,在極短的時間內釋放出大量的熱量,促使模具的溫度提高;另一方面,模具通過傳導,輻射以及對流的方法其中包括我們對模具的噴及水冷吸收部分熱量,使模具溫度下降,經過一段時間,在二者的作用下在一溫度達到一個平衡點,這時模具的溫度就不上也不下降,這一個平衡點的溫度對穩(wěn)定生產是很重要。鑄造質量和生產率在很大程度上取決于模具熱控制能力,這已經被越來越多的壓鑄工作者所認識。
根據粗略的計算和經驗對冷卻水管的設置也能滿足一般模具的要求,可按下面的方法進行:對于一次澆注合金總量(含澆排系統(tǒng),下同)在150克以下時,可只對澆口和分流錐進行冷卻;一次繞注合金總量在150克—250克時,除了澆口套和分流錐進行冷卻外應在動定模的澆口附近各設置一個1/4”的冷卻道或2個點冷卻;一次澆注合金總量在250克—500克時,應在動定模產品靠近內澆口附近再增加一個1/4”的冷卻道或2—3個點冷卻;大于500克時,再相應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。對于模具上較大的滑塊和大于25mm受熱較大的型芯也應設置直道冷卻或點冷卻。冷卻管離型腔或澆道的距離一般在20-32mm,在分流錐和內澆口處熱量集中處可近一點,但小也要大于冷卻管的直徑。
點冷卻在和直道冷卻相比時,在相同冷卻面積時冷卻效率能大一倍,故更多的用于澆道,內澆口,鑄件厚大及突出部位的冷卻。點冷卻由于數量較多,為了拆裝模具方便應設置集水管以方便操作,排水用的集水管位置應高于模具,使模具內的冷卻水管經常注滿,把澆口套,分流錐和澆口部分的點冷卻水路設計成獨立而越來越受到重視。在有些不便使用水冷卻的型芯上,可以考慮設置熱管,因熱管的傳熱效果是模具鋼的十多倍,但由于采購上的困難還是很少采用。