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压铸模温机热平衡原理
日期：2024-11-23 23:33
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摘要：
压铸模温机的工艺是把溶解的合金注入金属模具，然后冷却的过程。要把产品做好，除了充填过程中很重要之外，影响冷却的模温控制也是很关键的。
如果把压铸模温机的工艺看成是一个模热循环过程，在这模具系统里，流出的热量必须等于进入的热量，不燃模具会越来越冷或越来越热，图一为热室压铸模的热平衡图（sankey diagram):进入系统的热量以熔解合金的热量为主，少量热能有射嘴的热能，或模温机的热能管道带走的热量。离开的热量则比较多样化，*主要的是取走的铸件的热量。其次是热辐射和冷却管道带走的热量，其余的包括热对流，喷涂的少量热量。冷室模具的热平衡图在热量的比例会有不同，但原理一样。
模具热传递方式：
在解释模具温度热平衡的同时，让我们重温一下各种热传递的方式。热辐射：热量传递的3中方式之一。一切温度高于**零度的物体都能产生热辐射，热辐射一电磁辐射的形式发出能量，温度越高，辐射出的总能量就越大。同时，物体表面积越大，辐射量也就越大。
P=E. q.A.T
压铸模温机在高温下会通过热辐射流失部分热能。热传导：热量从系统的一部分传到另一部分，或由一个系统传到另一个系统的现象叫做热传导，是固体中传热的主要方式，热量从物体的高温部分传至低温部分，只要物体内存在温度差，就一定会发生传热。热传导速率决定于物体内温度场的分布情况。
压铸生产中，铸件热量传导至模具，模具热量传导至模具，模具热量传导至离型剂水分（部分蒸发）和冷却管道的流体。在流动情况下热传导与热对流同时进行。此外，模具有少量热能传导至压铸机板，对要求高木纹的模具，可以用耐高压隔热板放在模具和机板之间，减少热流失。热传导越快，热交换效率越高。一般使用的模具型芯材料1.2344或1.2343.热传导系数为25W/mk，模架材料1.1730为45W/mk,模具在某些散热比较困难，可以选择传热较快的材料，像铜基材料。有用于快速散热位置（如排气块）的铍铜，热传导系数为100W/mk.
在不同材料下，水的温度和模面温度有区别。铍铜由于传热性能高，水和模面的温差很小。除了材料，管道至模面的距离，还有水流量也会影响温差。
热对流：液体或气体中，较热的部分上升，较冷的部分下降，循环流动，互相搀和，是温度趋于均匀。对流是气体中传递的主要方式，分自然和强迫对流。
q=hcAdT
模具热量传到环境空气，外围的热空气以对流方式带走少量的热量，气化的离型剂水分透过自然对流带走热量，冷却通道的流体以强迫对流方式带走模具热量。
压铸模温机对铸件质量的影响：
不适当的模温会影响铸件质量，温度过高会导致：
。周期时间过长
。离型剂消耗过多
。尺寸精度降低
。模具/工具变形
。缩孔/表面凹陷
。表面起泡
。粘模
。顶出困难
。模具磨损
模具温度过低则导致：
。冷纹
。填充缺料
一下为各种合金压铸模具，推荐的表面温度范围
锌合金 120—200C
铝合金180—300C
镁合金200—300C
铜合金300—350C
因此，把模具温度控制在设定范围是很重要的。模温机正式为此而设计的。
压铸模温机的温度平衡
在压铸过程中，模具温度是循环变化的，并*终保持动态周期性平衡。模温在金属进入模腔后达到*高点，在刚喷涂万时到达*低点。所谓模具温度，是指射料前的温度。压铸模具形状复杂，模具温度分布不平均，铸件也厚薄不均；导致各种质量问题，要保证铸件质量，必须细分模具热场区，并分开控制温度。而规划模温控制，需要先了解铸件要求（表面光洁度、气密性、强度要求等）见图3
生产者要控制模温范围，还要减少温度分布差异；铸件厚壁位置和模具较热的部分容易产生缩孔，如果缩孔产生在关键位置，想接近机加工位置，就会引起外观问题，或铸件泄漏；解决办法是加强冷却。相反，铸件在模腔内的冷却过程中，薄壁位置会先凝固，产生冷纹，或堵塞了在增压时金属液补缩的途径，比如，浇口太早凝固会令铸件的缩孔增加。因此有需要在薄壁的地方，和流程远的位置减少冷却，甚至加热。凝固速度对于铸件质量也有影响，高冷却速度有助于形成细化晶粒组织，提高铸件的致密性。
