目前壓鑄模通水冷卻多采用直接將冷卻水接入模具內(nèi)部,與模具進(jìn)行熱交換。其中國外壓鑄企業(yè)對于大型復(fù)雜壓鑄模多采用專門的冷水機(jī)進(jìn)行冷卻,溫控精度高,而國內(nèi)一般直接利用自來水冷卻,因此模具溫度控制的精度很差。雖然模具直接水冷卻效果很好,但是由于水直接和模具接觸形成熱交換,對模具有很大的熱沖擊,模具內(nèi)部非常容易形成細(xì)小的微裂紋,如微裂紋貫穿到模具表面,則影響到鑄件質(zhì)量和模具壽命。
假設(shè)每一次壓射合金液帶給模具的熱量為Q0,在頂出鑄件時由鑄件帶走的熱量為Q1,積蓄到模具上的熱量為Q2,冷卻水帶走的熱量為Q3,通過噴凃,對流和傳導(dǎo)給壓鑄機(jī)的熱量為Q4,那么我們可以得出:Q0=Q1+Q2+Q3+Q4 或者 Q0-Q1=Q2+Q3+Q4
以使用ZL102合金生產(chǎn)鑄件為例,設(shè)定其澆注溫度為6500C,那么模具的溫度根據(jù)鑄件的壁厚應(yīng)控制在2600C到3250C內(nèi),如是薄壁零件應(yīng)控制在上限,厚壁零件控制在下限,模溫低于2600C時,易產(chǎn)生夾渣,冷隔,縮裂等鑄造缺陷,模溫超過3250C,合金的冷凝速度將變慢,鑄件容易產(chǎn)生縮孔,氣孔和粘模的現(xiàn)象。
我們在考慮壓鑄模具的設(shè)計和使用時,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。如果我們換一個觀測點(diǎn),從傳熱學(xué)的觀點(diǎn)來看壓鑄機(jī),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(nèi),在極短的時間內(nèi)釋放出大量的熱量,促使模具的溫度提高;另一方面,模具通過傳導(dǎo),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(jīng)過一段時間,在二者的作用下在一溫度達(dá)到一個平衡點(diǎn),這時模具的溫度就不上也不下降,這一個平衡點(diǎn)的溫度對穩(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)被越來越多的壓鑄工作者所認(rèn)識。