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進行冷卻,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
根據(jù)粗略的計算和經(jīng)驗對冷卻水管的設(shè)置也能滿足一般模具的要求,可按下面的方法進行:對于一次澆注合金總量(含澆排系統(tǒng),下同)在150克以下時,可只對澆口和分流錐進行冷卻;一次繞注合金總量在150克—250克時,除了澆口套和分流錐進行冷卻外應(yīng)在動定模的澆口附近各設(shè)置一個1/4”的冷卻道或2個點冷卻;一次澆注合金總量在250克—500克時,應(yīng)在動定模產(chǎn)品靠近內(nèi)澆口附近再增加一個1/4”的冷卻道或2—3個點冷卻;大于500克時,再相應(yīng)增加冷卻水道或改變冷卻水道的形狀,把直道變成“L”形或“U”形,把管徑改為3/8“從而增加冷卻面積。對于模具上較大的滑塊和大于25mm受熱較大的型芯也應(yīng)設(shè)置直道冷卻或點冷卻。冷卻管離型腔或澆道的距離一般在20-32mm,在分流錐和內(nèi)澆口處熱量集中處可近一點,但小也要大于冷卻管的直徑。
一個好的壓鑄冷卻設(shè)計方案還需要正確的使用方法才能有效果,推薦的冷卻水的使用方法順序開啟,逐步到位,具體操作如下;冷模具在初生產(chǎn)的幾模僅給沖頭通水,幾模以后應(yīng)給澆口套和分流錐通少量的水,十模以后給內(nèi)澆口附近的水管或點冷卻通水并加大澆口套和分流錐的水量,之后逐步打開鑄件的遠端冷卻水管,并根據(jù)出水口的水溫上逐步加大冷卻水量,使之達到平衡溫度點。