陳旭熙

（梧州市鴻圖精密壓鑄有限公司，廣西梧州543000）

0 引言

我國(guó)各行業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加快，壓鑄行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，但仍有很多壓鑄企業(yè)直接采用鋁料壓射方法壓鑄模具，效率低，成本高。為此，本文著重對(duì)壓鑄模具預(yù)熱方法進(jìn)行討論分析，希望能為同行提供幫助。

1 模具熱傳遞方式

模具熱傳遞方式主要有以下幾種：

1.1 熱輻射

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

1.2 熱傳導(dǎo)

熱量從系統(tǒng)的一部分傳到另一部分，或由一個(gè)系統(tǒng)傳到另一個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)象叫熱傳導(dǎo)。熱傳導(dǎo)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(nèi)存在溫度差，就一定會(huì)發(fā)生傳熱。熱傳導(dǎo)為壓鑄模具最主要的熱量傳遞方式。

1.3 熱對(duì)流

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

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

壓鑄生產(chǎn)中，模具的熱量來(lái)源有金屬液和壓鑄機(jī)自身產(chǎn)生的熱量，但主要來(lái)源還是金屬液。每次壓射金屬液時(shí)，熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)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(nèi)部，再通過(guò)模具運(yùn)水及模具表面脫模劑的噴涂把熱量傳遞出去。

2 模具預(yù)熱方法

下面列舉了3種模具預(yù)熱方法，并進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析。

2.1 壓射鋁液預(yù)熱法

壓鑄模具上好后，直接開機(jī)用鋁料進(jìn)行熱模，先低速壓射20模，然后轉(zhuǎn)高速壓射10模，再轉(zhuǎn)高速增壓5模，最后轉(zhuǎn)正常生產(chǎn)。其間需損耗30模鋁料，若以250～400 t機(jī)型為例，以80模/h的產(chǎn)能作參考，所需耗時(shí)約27 min。

鋁料預(yù)熱法是將金屬液不斷地往模具型腔內(nèi)壓射，直接靠金屬液來(lái)達(dá)到升溫的效果。但由于噴涂和留模時(shí)間都按正常量產(chǎn)的工藝參數(shù)設(shè)置，每次生產(chǎn)過(guò)程中循環(huán)模具溫度流失較快，導(dǎo)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(shí)也比較長(zhǎng)。此外，剛開始模具處于冷卻狀態(tài)，直接將金屬液壓入型腔，每次循環(huán)模具表面的溫差都很大，模具容易出現(xiàn)龜裂紋。

2.2 模溫機(jī)預(yù)熱法

壓鑄模具上好后，接好模具上的油管，先關(guān)模（但未關(guān)死，動(dòng)、定模需留有5～10 mm間隙），再開啟模溫機(jī)，將模溫機(jī)溫度設(shè)置在100 ℃，當(dāng)回油溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)保持5 min；然后將模溫機(jī)溫度調(diào)至150 ℃，當(dāng)回油溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)保持5 min；再將溫度調(diào)至200 ℃，待其溫度達(dá)到設(shè)定溫度后保持5 min。最后打開模具，開機(jī)，用鋁料再進(jìn)行熱模，先低速壓射5模，然后轉(zhuǎn)高速壓射3模，再轉(zhuǎn)高速增壓2模，最后轉(zhuǎn)正常生產(chǎn)，其間需損耗10模鋁料，若以250～400 t機(jī)型為例，以80模/h的產(chǎn)能作參考，則所需耗時(shí)約45 min。

模溫機(jī)預(yù)熱法是通過(guò)模溫機(jī)將導(dǎo)熱油（模溫機(jī)油）輸送到模具內(nèi)部進(jìn)行反復(fù)循環(huán)加熱，模具內(nèi)部先預(yù)熱，再通過(guò)熱傳導(dǎo)將熱量傳遞到模具表面，實(shí)現(xiàn)升溫效果，最后再進(jìn)行10模壓射，使模具溫度更均勻。模溫機(jī)預(yù)熱法以由內(nèi)往外的方式進(jìn)行模具預(yù)熱，對(duì)模具的傷害最小，但由于此方法耗時(shí)長(zhǎng)，而且對(duì)模具油路的設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格，否則無(wú)法保證模具預(yù)熱均勻，故很少采用此方法。

需注意的是，模溫機(jī)由室溫升溫至100 ℃，需耗時(shí)約10 min，由100 ℃升溫至150 ℃，再由150 ℃升溫至200 ℃，各需耗時(shí)約5 min。

2.3 快速預(yù)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(duì)模具進(jìn)行初步預(yù)熱，煤氣火焰長(zhǎng)度一般為20～30 cm，其間要保證模具受熱均勻，持續(xù)預(yù)熱約10 min。煤氣火焰預(yù)熱結(jié)束后，開機(jī)并用鋁料進(jìn)行熱模，先低速壓射3模，再轉(zhuǎn)高速壓射1模，再高速增壓1模，最后轉(zhuǎn)正常生產(chǎn)。其間需損耗5模鋁料，其中鋁料壓射時(shí)需將留模時(shí)間設(shè)置為正常參數(shù)的2～3倍，噴涂時(shí)間為正常參數(shù)的50%，高速壓射速度為正常參數(shù)的80%，若以250～400 t機(jī)型為例，以80模/h的產(chǎn)能作參考，則所需耗時(shí)約151 min。

快速預(yù)熱法是先用煤氣對(duì)模具進(jìn)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(guò)熱燒壞模具。然后需將留模時(shí)間延長(zhǎng)2～3倍，增加鑄件停留在模具型腔內(nèi)的時(shí)間，加快模具升溫。

熱模時(shí)噴涂時(shí)間也要減少50%，減少在熱模過(guò)程中脫模劑帶走的熱量，達(dá)到進(jìn)一步加快升溫的效果。此方法熱模耗時(shí)最短，而且只需5模即可達(dá)到工藝要求的模溫區(qū)間，因此建議采用快速熱模法進(jìn)行熱模。

3 模具預(yù)熱方法對(duì)比分析

推薦鋁、鎂合金壓鑄模具的模溫區(qū)間為150～250 ℃，在此區(qū)間內(nèi)可保證生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)。不適當(dāng)?shù)哪貢?huì)影響鑄件質(zhì)量，模溫過(guò)高會(huì)導(dǎo)致鑄件出現(xiàn)粘模、表面起泡、頂出困難、縮孔、縮松等缺陷，甚至?xí)绊懙借T件的尺寸精度；模溫過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致鑄件出現(xiàn)冷紋、冷格、發(fā)黑、成型不良等缺陷。故在模具預(yù)熱時(shí)就必須按要求的模溫區(qū)間進(jìn)行預(yù)熱，保證模具預(yù)熱后馬上有正常的鑄件產(chǎn)出，提高出貨效率。模具預(yù)熱方法對(duì)比分析如表1所示。

表1 模具預(yù)熱方法對(duì)比分析

從表1可知，采用快速預(yù)熱法熱模耗時(shí)最短，消耗的模次也最少，能耗最低。

4 結(jié)語(yǔ)

快速預(yù)熱法可明顯減少熱模模次，減少鋁錠的投入，并能在最短時(shí)間內(nèi)將模具溫度提升至要求的溫度區(qū)間，提升了生產(chǎn)效率，保證了生產(chǎn)品質(zhì)。由于熱模模次的減少，模具使用壽命得到了相應(yīng)延長(zhǎng)，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，增強(qiáng)了企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。