在壓鑄生產(chǎn)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(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,隨著壓鑄過程的進(jìn)行,模溫會逐漸上升。若模具溫度過高,便會影響到鑄件質(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。
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(shè)計冷卻系統(tǒng)時根據(jù)鑄件的形狀,各部位的要求和生產(chǎn)周期來綜合考慮。
這對國內(nèi)一般的模具生產(chǎn)工廠來說由于模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計盡管已經(jīng)使用了CAD,但還是停留在二維設(shè)計階段,加之模具生產(chǎn)周期緊,人員素質(zhì)等原因,目前還很難做到使用計算機(jī)進(jìn)行冷系統(tǒng)設(shè)計模擬。同時由于壓鑄生產(chǎn)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(shè)計依據(jù)經(jīng)驗(yàn)的份量還很重要。
