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壓鑄模具預熱方法簡述

2021-05-06 14:59:40

模具熱傳遞方式

模具熱傳遞方式主要有幾下幾種:

1.1 熱輻射

熱輻射是熱量傳遞的三種方式之一。一切溫度高于絕零度的物體都能產生熱輻射,熱輻射以電輻射的形式發出能量,溫度越高,輻射出的總能量就越大。同時,物體表面積越大,輻射量也就越大。壓鑄模具在高溫下會通過熱輻射流失部分的熱能。

1.2 熱傳導

熱量從系統的一部分傳到另一部分,或由一個系統傳到另一個系統的現象叫熱傳導。熱傳導是固體中傳熱的主要方式,熱量從物體的高溫部分傳至低溫部分,只要物體內存在溫度差,就一定會發生傳熱。熱傳導為壓鑄模具最主要的熱量傳遞方式。

1.3 熱對流

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液體或氣體中,較熱的部分上升,較冷的部分下降,循環流動,相互攙和,促使溫度趨向均勻。對流是氣體中熱傳遞的重要方式,分自然對流和強迫對流。

模具熱量傳到環境空氣中,外圍的熱空氣以對流方式帶走少量的熱量,脫模劑內的水分突然遇熱氣化,透過自然對流帶走熱量,冷卻通道的流體以強迫對流方式帶走模具熱量。

壓鑄生產中,模具的熱量來源有金屬液和壓鑄機自身產生的熱量,但主要來源還是金屬液。每次

壓射金屬液時,熱量通過熱傳導傳遞到模具表面,模具表面迅速升溫,緊接著將熱量傳遞到模具內部,再通過模具運水及模具表面脫模劑的噴涂把熱量傳遞出去。

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模具預熱方法

下面列舉了3種模具預熱方法,并進行數據對比分析。

2.1 壓射鋁液預熱法

壓鑄模具上好后,直接開機用鋁料進行熱模,先低速壓射20模,然后轉高速壓射10模,再轉高速增壓5模,最后轉正常生產。其間需損耗30模鋁料,若以250~400 t機型為例,以80模/h的產能作參考,所需耗時約27 min。

鋁料預熱法是將金屬液不斷地往模具型腔內壓射,直接靠金屬液來達到升溫的效果。但由于噴涂和留模時間都按正常量產的工藝參數設置,每次生產過程中循環模具溫度流失較快,導致模具升溫效果較差,還需要消耗大量的模次才能將模具升溫到工藝要求的溫度,耗時也比較長。此外,剛開始模具處于冷卻狀態,直接將金屬液壓入型腔,每次循環模具表面的溫差都很大,模具容易出現龜裂紋。

2.2 模溫機預熱法

壓鑄模具上好后,接好模具上的油管,先關模(但未關死,動、定模需留有5~10 mm間隙),再開啟模溫機,將模溫機溫度設置在100 ℃,當回油溫度達到設定溫度時保持5 min;然后將模溫機溫度調至150 ℃,當回油溫度達到設定溫度時保持5 min;再將溫度調至200 ℃,待其溫度達到設定溫度后保持5 min。最后打開模具,開機,用鋁料再進行熱模,先低速壓射5模,然后轉高速壓射3模,再轉高速增壓2模,最后轉正常生產,其間需損耗10模鋁料,若以250~400 t機型為例,以80模/h的產能作參考,則所需耗時約45 min。

模溫機預熱法是通過模溫機將導熱油(模溫機油)輸送到模具內部進行反復循環加熱,模具內部先預熱,再通過熱傳導將熱量傳遞到模具表面,實現升溫效果,最后再進行10模壓射,使模具溫度更均勻。模溫機預熱法以由內往外的方式

進行模具預熱,對模具的傷害最小,但由于此方法耗時長,而且對模具油路的設計要求嚴格,否則無法保證模具預熱均勻,故很少采用此方法。需注意的是,模溫機由室溫升溫至100 ℃,需耗時約10 min,由100 ℃升溫至150 ℃,再由150 ℃升溫至200 ℃,各需耗時約5 min。

2.3 快速預熱法

壓鑄模具上好后,先在模具表面均勻涂抹離模臘(抗焊合蠟),然后用煤氣火焰對模具進行初步預熱,煤氣火焰長度一般為20~30 cm,其間要保證模具受熱均勻,持續預熱約10 min。煤氣火焰預熱結束后,開機并用鋁料進行熱模,先低速壓射3模,再轉高速壓射1模,再高速增壓1模,最后轉正常生產。其間需損耗5模鋁料,其中鋁料壓射時需將留模時間設置為正常參數的2~3倍,噴涂時間為正常參數的50%,高速壓射速度為正常參數的80%,若以250~400 t機型為例,以80模/h的產能作參考,則所需耗時約151 min。

快速預熱法是先用煤氣對模具進行加熱,加熱之前需保證模具表面必須涂上離模臘,防止局部過熱燒壞模具。然后需將留模時間延長2~3倍,增加鑄件停留在模具型腔內的時間,加快模具升溫。熱模時噴涂時間也要減少50%,減少在熱模過程中脫模劑帶走的熱量,達到進一步加快升溫的效果。此方法熱模耗時最短,而且只需5模即可達到工藝要求的模溫區間,因此建議采用快速熱模法進行熱模。

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模具預熱方法對比分析

推薦鋁、鎂合金壓鑄模具的模溫區間為150~250 ℃,在此區間內可保證生產產品的品質。不適當的模溫會影響鑄件質量,模溫過高會導致鑄件出現粘模、表面起泡、頂出困難、縮孔、縮松等缺陷,甚至會影響到鑄件的尺寸精度;模溫過低則會導致鑄件出現冷紋、冷格、發黑、成型不良等缺陷。故在模具預熱時就必須按要求的模溫區間進行預熱,保證模具預熱后馬上有正常的鑄件產出,提高出貨效率。模具預熱方法對比分析如表1所示。

從表1可知,采用快速預熱法熱模耗時最短,消耗的模次也最少,能耗低。

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結語

快速預熱法可明顯減少熱模模次,減少鋁錠的投入,并能在最短時間內將模具溫度提升至要求的溫度區間,提升了生產效率,保證了生產品質。由于熱模模次的減少,模具使用壽命得到了相應延長,降低了企業生產成本,增強了企業市場競爭力,為企業創造了良好的經濟效益。


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