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。
目前冷卻管的使用方式有以下幾種:定點(diǎn)冷卻式、直線冷卻式和循環(huán)回路冷卻式等。一般來說,鑄件入口,分流錐,抽芯以及局部壁厚較厚的部位采用定點(diǎn)式冷卻,對整個模具的冷卻,則多采用直線式和循環(huán)式冷卻。對于模具上的芯針部位,理想的冷卻方式就是使用基于高壓循環(huán)水的定點(diǎn)冷卻式方法。這種基于高壓循環(huán)水的定點(diǎn)冷卻工藝的優(yōu)點(diǎn)在于: ①結(jié)構(gòu)簡單,冷卻效果好,加工成本低,加工維修方便。 ②在試模后調(diào)整溫度梯度時極為有效,可隨時增添及位置調(diào)整。 ③可有效控制冷卻點(diǎn)距模具型腔表面的距離,從而有效控制模溫。
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
在考慮對模具進(jìn)行熱平衡時,先要確定這個平衡點(diǎn)的溫度是多少才是合理,由于模具各個部位存在溫度梯度,而且在一個循環(huán)周期內(nèi)溫度也是變化的,為了現(xiàn)場測量的方便,可以把取出鑄件時型腔附近的模具表面溫度來作為平衡點(diǎn)的溫度(以幾個測量點(diǎn)的平均溫度),考慮到鑄件壁厚的差別,這個平衡點(diǎn)應(yīng)該控制在合金澆注溫度的40%—50%的范圍內(nèi)。