模温机在压铸工艺中的应用.doc

模温机在压铸工艺中的应用很多情况下不正常的模具温度会引发铸造缺陷。模具温度控制是指将模具加热并保持在一定的工作温度上，以保证铸件质量稳定，缩短压射周期和延长模具寿命。本文的内容主要来自于MAGMA铸件技术公司的相关研究，该公司应REGLOPLAS公司的要求对应用模温机提高铸件质量和生产效率进行了专题研究。一、模具的热平衡压铸模的热交换可以认为是经过以下的过程：在每一个压射循环中，热量处于准平衡状态，模具散发出来的和导热油带出的热量与液态金属传给模具的和铸件冷却发出的热量相平衡。热量通过热辐射和热传导的方式散发到周围，通过热传导传给模板。导热油吸收的热量通过模温机散发。（见图1）图1： 压铸 模具的热平衡（流程目模拟图）数值为百分比。*估值A 动能 B 溶化的金属C 喷嘴加热器D 喷射E 冷却F 温度控制G 浇铸 H 热辐射 I热传导二、模温控制的目的和对铸件的影响合金熔液被压入模腔后，由于热量的散失而凝固成形。如果热量的传递率过快，铸件中可能产生冷纹的缺点。相反，热传率过慢，会增加铸件的成形周期，降低了生产率。模具表面温度的控制对生产高质量的压铸件来说，是非常重要的。模具的温度会影响金属熔液在模腔表面上的流动，尤其是流动路线较长的薄壁件。 不平均或不适当的模具温度亦会导致铸件尺寸不稳定，在生产过程中顶出铸件变形，产生热压力、粘模、表面凹陷、内缩孔及热泡等缺陷。模温差异较大时，对生产周期中的变量，如填充时间、冷却时间及喷涂时间等产生不同程度的影响。另外，模具的寿命亦会因受到过冷过热的冲击而导至昂贵钢材产生热裂等问题。 要使金属熔液在凝固前填满模腔，除了选用缩短填充时间的设计外，还可以提高浇口速度 (但很容易产生紊流)，用作提高模具温度。此外，面积较大及表面要求极高的铸件，亦需要较高及稳定的模具表面温度，才可以减少冷纹及表面缺陷。要达至所要求的模具温度，压铸厂技师经常使用石油气枪，然后为辐射加热器，或插入式电热管，但效果并不理想，模温未能达到均匀。然而辐射加热器的使用较为灵活，对模具的伤害较少，但效率较低；插入式电热管只适用于长期加热的位置，应用范围较为局限。此外，利用低速压射法 - 即降低初级压射速度，直接以金属熔液加热模具亦是极为常见的方法，不过此方法对模具的寿命有不良影响，不适用于昂贵的精密模具。由于射出时处于瞬间阶段，熔液之温度将侵入模腔表面，其侵入之深度约为铸件厚度之二倍。在高热剧烈侵入的期间，模腔表面的高温状态，将使模腔表面发生高应力，相对微裂现象产生的机会会倍增。模具的温度在金属溶液的热量散发，充型以及铸件凝固过程中都是关键的因素。很多情况下不正常的模具温度会引起铸造缺陷。模具温度异常不仅给铸件质量带来不利影响，也影响模具寿命，脱模剂的使用效率和生产的连续性。压铸实践经验表明在合金熔炼控制合格的情况下，铸造缺陷主要由模温不正常引起。模温控制的主要目标是： 将模具加热到需要的工作温度 将模具的温度稳定在工作温度达到以上目标后，会产生如下效果： 缩短压铸周期 铸件质量稳定 模具寿命延长模具温度会影响： 表面质量 缩孔、缩松 流动性 压铸周期 充型模温过高或过低产生的影响以下情况基本上适用于所有的压铸合金，但影响的程度会因合金的种类而变化。模温过高： 取件困难（因为热变形或粘模） 脱模剂失效 增加脱模剂的消耗 压铸周期延长 压铸模磨损（滑块等活动部分失效） 模具变形（动、定模有温度差） 铸件尺寸精度降低 结疤 缩孔、缩松的增大模温过低： 取件困难（因为收缩） 粘模 脱模剂润滑效率恶化 冷隔 模具磨损（热冲击增加） 冷豆（部分凝固） 尺寸精度降低 流痕 充型不足以上列举的某些缺陷需要进一步分析：预热压射/模具磨损利用起始几次压射预热模具会造成很大的温度梯度和热应力。预先加热模具既可减少内应力又可减少预热压射的次数。充型不足/冷隔这类缺陷大多数发生在模温不足或下降时，例如在预热压射或生产重新开始时。粘模模温过高，喷涂的脱模剂不能在型腔表面生成保护膜，液态金属粘模的倾向增加，铸件冷却也不够，动模中的铸件冷却收缩不足或在顶出时变形。脱模剂使用如果不用模温机，为降低模温通常也可以喷涂大量的脱模剂，但是过量的喷脱模剂会引起铸件气孔缺陷，又会缩短模具寿命，因为型腔表面温度降低到了允许值以下，表面产生应力集中。从内部控制模温可以避免因冷却而过量使用脱模剂。三、模温控制的准备工作一个模温控制系统有以下三个部分 模具 温度控制装置 导热流体图2：模温机 型号300LD可加热到300为保证模具的热量能被带出，每个部分必须满足下列条件： 在模具上冷却通道的总表面积越大越好，冷却通道的直径必须足够大以满足流体压力的需要。 模温机必须能够将模温保持在非常窄的区间内，模温机必须有足够的加热和冷却能力以及流体输送能力，达到优化控制。 导热流体必须具有优良的热传导能力，因为压铸模工作温度较高，通常需用采用导热油作为导热流体。因为导热油的热传导系数较低，模温机热交换系统的表面积要比用水做导热流体时