假設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,對流和傳導給壓鑄機的熱量為Q4,那么我們可以得出:Q0=Q1+Q2+Q3+Q4 或者 Q0-Q1=Q2+Q3+Q4
這對國內一般的模具生產工廠來說由于模具的結構設計盡管已經使用了CAD,但還是停留在二維設計階段,加之模具生產周期緊,人員素質等原因,目前還很難做到使用計算機進行冷系統(tǒng)設計模擬。同時由于壓鑄生產中的很多不確定因素,如冷卻水溫,水壓的變動,噴涂時間的隨意性,冷卻水管的設計依據(jù)經驗的份量還很重要。
這里有個矛盾,因薄壁鑄件需要模具溫度較高些,而鑄件由于薄壁金屬液具有的熱量很少,難以保持較高的模溫,相反厚壁鑄件希望模溫低,由于鑄件壁厚熱量大而難以保持較低的模溫,這就需要在設計冷卻系統(tǒng)時根據(jù)鑄件的形狀,各部位的要求和生產周期來綜合考慮。
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。