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温度与压铸工艺

温度与压铸模具寿命（之二）

一、

温度与浇注系统

A

B

压铸产品的进料与排溢系统（即浇注系统）的设计，是一门很专业的技术。

首先，根据产品所用的材料种类、结构特点、技术要求和平均壁厚，确定压铸生产的工艺参数（填充时间和速度）。然后，根据产品的重量计算出进料口的面积。接下来，才能进行流道和排渣排气的设计。

工艺参数的确定非常重要。如果光凭感觉决定进料口的面积，就很可能出现只有在很高的速度下才能打满产品的情况。

对于流动性相对差一些的材料，如果内浇口面积不做相应的改变。那么，就只有通过提高料液温度和加快填充速度来解决产品的缺陷。

流道的形式是填充状态的决定因素之一。如上图A和B所示，进料口的宽度和厚度完全一样。但是，填充的效果却完全不同。图A的填充是由外而内。由于包气，阻力增大，出现冷隔或欠铸是自然的事。解决的方法就是加快填充速度。至于速度要提高多少，也很难计算。

以上三种情况，都会因为流速提高所增加产生的热量，导致模具表面温度的大幅升高，热强度性能下降。

图B的填充就不会出现这样的情况。因此，图B的材料升温会比图A低，工作环境较好，出现冲蚀、腐蚀的几率就会更少，出现龟裂的时间更晚，模具寿命更长。

二、

模具的加温与冷却

1.模具的加温

目前，模具预热的方法主要有三种。填充加热、燃气加热、油温加热。虽然三种都可以达到升温的目的，但对材料的影响却有很大的不同。

填充加热，是通过慢速低压的填充，把料液的热量直接传到模具表面。压铸铝合金料液的温度，一般是在℃～℃。模具表面从室温，一下子接收这样温度的热量。由于表面热膨胀及与内部温差造成的应力很大。

燃气加热，是通过燃烧煤气加热。虽然热量也是从外往里传，但有一个逐步加温的过程。表面和内部的温差没那么大，所产生的应力也不会那么大。

油温加热，是通过把高温油输进模具内部来加热。热量从里往外传。而且要经过较长的时间。这样，表面和内部的温差基本消除，所产生的应力也会很小。

因此，应该优先选择油温加热，其次是燃气加热，最后才是填充加热。

2.模具的冷却

产品顶出后，留在模具的热量，分别由空气、涂料和冷却水路或油路带走。

通过模具内部运行的水或油把热量带走，使得表面降温是逐步完成的。只要注意不让冷却通道离尖锐、棱角或型位太近，就不会有多大的问题。

涂料的主要作用是使模具表面有一层保护膜，防止粘模。如果以喷涂作为主要的冷却手段，就是大大的不妥。填充后马上大量喷涂，等于是对材料进行淬火。有的还专门在分流锥和流道多喷几下。因为他们认为这里温度最高，所以要喷多几下，保证温度能够降下来。其实，由于流道和分流锥是处于模具的下方，上方的涂液都要经过下方流走。重点〝关照〞，很有可能已超出了你的希望值。在下一个循环，所产生的应力更大。这也是为什么龟裂往往首先出现在流道的原因之一。

模具的失效，通常都是因为应力集中，材料的热强度下降而引起的开裂、龟裂、冲蚀、腐蚀、等现象的其中一种出现，并迅速扩展造成的。改善结构与浇注系统的设计，采用最有利的方法冷却，就是为了防止这些现象的过早出现。否则，就算最好质量的钢材，都会因为超出其韧性与强度的极限而严重缩短模具的寿命。

其实，这些改善的措施与方法，都是围绕着温度这一主线来开展的。不论采用直接，或是间接的方法，目的都是要把温度控制在合理的范围。让工作环境不超出材料的承受能力范围，保证模具的正常寿命。所以，温度控制是延长模具寿命的最主要手段之一。

作者：李泽林

写于：.11.3

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