目前压铸模通水冷却多采用直接将冷却水接入模具内部,与模具进行热交换。其中国外压铸企业对于大型复杂压铸模多采用专门的冷水机进行冷却,温控精度高,而国内一般直接利用自来水冷却,因此模具温度控制的精度很差。虽然模具直接水冷却效果很好,但是由于水直接和模具接触形成热交换,对模具有很大的热冲击,模具内部非常容易形成细小的微裂纹,如微裂纹贯穿到模具表面,则影响到铸件质量和模具寿命。
目前冷却管的使用方式有以下几种:定点冷却式、直线冷却式和循环回路冷却式等。一般来说,铸件入口,分流锥,抽芯以及局部壁厚较厚的部位采用定点式冷却,对整个模具的冷却,则多采用直线式和循环式冷却。对于模具上的芯针部位,理想的冷却方式就是使用基于高压循环水的定点冷却式方法。这种基于高压循环水的定点冷却工艺的优点在于: ①结构简单,冷却效果好,加工成本低,加工维修方便。 ②在试模后调整温度梯度时极为有效,可随时增添及位置调整。 ③可有效控制冷却点距模具型腔表面的距离,从而有效控制模温。
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
在考虑对模具进行热平衡时,先要确定这个平衡点的温度是多少才是合理,由于模具各个部位存在温度梯度,而且在一个循环周期内温度也是变化的,为了现场测量的方便,可以把取出铸件时型腔附近的模具表面温度来作为平衡点的温度(以几个测量点的平均温度),考虑到铸件壁厚的差别,这个平衡点应该控制在合金浇注温度的40%—50%的范围内。