我们在考虑压铸模具的设计和使用时,往往较多的是考虑如何生产出几何形状符合要求的铸件。如果我们换一个观测点,从传热学的观点来看压铸机,把它看作是一个热量交换器,一方面我们把熔融的金属注入模具型腔内,在极短的时间内释放出大量的热量,促使模具的温度提高;另一方面,模具通过传导,辐射以及对流的方法其中包括我们对模具的喷及水冷吸收部分热量,使模具温度下降,经过一段时间,在二者的作用下在一温度达到一个平衡点,这时模具的温度就不上也不下降,这一个平衡点的温度对稳定生产是很重要。铸造质量和生产率在很大程度上取决于模具热控制能力,这已经被越来越多的压铸工作者所认识。
以使用ZL102合金生产铸件为例,设定其浇注温度为6500C,那么模具的温度根据铸件的壁厚应控制在2600C到3250C内,如是薄壁零件应控制在上限,厚壁零件控制在下限,模温低于2600C时,易产生夹渣,冷隔,缩裂等铸造缺陷,模温超过3250C,合金的冷凝速度将变慢,铸件容易产生缩孔,气孔和粘模的现象。
假设每一次压射合金液带给模具的热量为Q0,在顶出铸件时由铸件带走的热量为Q1,积蓄到模具上的热量为Q2,冷却水带走的热量为Q3,通过喷凃,对流和传导给压铸机的热量为Q4,那么我们可以得出:Q0=Q1+Q2+Q3+Q4 或者 Q0-Q1=Q2+Q3+Q4
这里有个矛盾,因薄壁铸件需要模具温度较高些,而铸件由于薄壁金属液具有的热量很少,难以保持较高的模温,相反厚壁铸件希望模温低,由于铸件壁厚热量大而难以保持较低的模温,这就需要在设计冷却系统时根据铸件的形状,各部位的要求和生产周期来综合考虑。