我們在考慮壓鑄模具的設(shè)計和使用時,往往較多的是考慮如何生產(chǎn)出幾何形狀符合要求的鑄件。如果我們換一個觀測點,從傳熱學的觀點來看壓鑄機,把它看作是一個熱量交換器,一方面我們把熔融的金屬注入模具型腔內(nèi),在極短的時間內(nèi)釋放出大量的熱量,促使模具的溫度提高;另一方面,模具通過傳導,輻射以及對流的方法其中包括我們對模具的噴及水冷吸收部分熱量,使模具溫度下降,經(jīng)過一段時間,在二者的作用下在一溫度達到一個平衡點,這時模具的溫度就不上也不下降,這一個平衡點的溫度對穩(wěn)定生產(chǎn)是很重要。鑄造質(zhì)量和生產(chǎn)率在很大程度上取決于模具熱控制能力,這已經(jīng)被越來越多的壓鑄工作者所認識。
在設(shè)置模具冷卻系統(tǒng)時,首先要考慮模具總體的熱平衡,如何確定模具總體的熱平衡,我們可以用傳熱學的公式進行計算:
Q0=mC(T1-T2)
其中m—為單位時間內(nèi)注入模具的合金總質(zhì)量(含澆排系統(tǒng)的質(zhì)量)
C—為合金的熱容量
T1,T2—為合金澆入時和開模時的溫度
由此我們可以根據(jù)需要的水道的總面積求出保持熱平衡時冷卻水管的數(shù)量,長度和直徑。但是這種計算是很繁瑣的,在當前使用的各種CAE軟件中,都已經(jīng)能很好的對模具的熱平衡模擬和計算,能夠幫助設(shè)計者準確的確定冷卻水管的位置和數(shù)量,這已經(jīng)成為今后模具設(shè)計的發(fā)展方向。但要想使用計算機進行模擬,則必需先對鑄件和模具建立數(shù)學模型才能進行。
點冷卻在和直道冷卻相比時,在相同冷卻面積時冷卻效率能大一倍,故更多的用于澆道,內(nèi)澆口,鑄件厚大及突出部位的冷卻。點冷卻由于數(shù)量較多,為了拆裝模具方便應(yīng)設(shè)置集水管以方便操作,排水用的集水管位置應(yīng)高于模具,使模具內(nèi)的冷卻水管經(jīng)常注滿,把澆口套,分流錐和澆口部分的點冷卻水路設(shè)計成獨立而越來越受到重視。在有些不便使用水冷卻的型芯上,可以考慮設(shè)置熱管,因熱管的傳熱效果是模具鋼的十多倍,但由于采購上的困難還是很少采用。