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。
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
根据粗略的计算和经验对冷却水管的设置也能满足一般模具的要求,可按下面的方法进行:对于一次浇注合金总量(含浇排系统,下同)在150克以下时,可只对浇口和分流锥进行冷却;一次绕注合金总量在150克—250克时,除了浇口套和分流锥进行冷却外应在动定模的浇口附近各设置一个1/4”的冷却道或2个点冷却;一次浇注合金总量在250克—500克时,应在动定模产品靠近内浇口附近再增加一个1/4”的冷却道或2—3个点冷却;大于500克时,再相应增加冷却水道或改变冷却水道的形状,把直道变成“L”形或“U”形,把管径改为3/8“从而增加冷却面积。对于模具上较大的滑块和大于25mm受热较大的型芯也应设置直道冷却或点冷却。冷却管离型腔或浇道的距离一般在20-32mm,在分流锥和内浇口处热量集中处可近一点,但小也要大于冷却管的直径。
在设置模具冷却系统时,首先要考虑模具总体的热平衡,如何确定模具总体的热平衡,我们可以用传热学的公式进行计算:
Q0=mC(T1-T2)
其中m—为单位时间内注入模具的合金总质量(含浇排系统的质量)
C—为合金的热容量
T1,T2—为合金浇入时和开模时的温度。