压铸模温机的应用

   压铸模温机的应用：压铸模温机在压铸行业的运用也有很大的空间，特别是在镁合金，铝合金的制造中，不平均或不适当的模具温度会导致铸件尺寸不稳定，在生产过程中顶出铸件变形，产生热压力、黏模、表面凹陷、内缩孔及热泡等缺陷。对生产周期也产生影响，如填充时间、冷却时间及喷涂时间都产生不稳定的变数。模具的寿命也会因受到过冷过热的冲击而导致昂贵的钢材产生热裂，加速其老化。

在现代化的工厂中，因应市场的竞争，节省人力，提高品质，降低成本的经营策略是刻不容缓的，模温机的使用，可使模具预热时间减少，成品表面质量提升及可完全自动化生产。提高模具寿命是提高生产力的必要手段。 压铸模温机的应用在压铸工艺中的应用 
鸣谢上海交通大学材料学院副院长卢晨博士执笔翻译本篇文章 
 
提要模具的温度在金属溶液的热量散发充型以及铸件凝固过程中都是关
键的因素。 
很多情况下不正常的模具温度会引发铸造缺陷。 
 压铸模温机的应用：模具温度控制是指将模具加热并保持在一定的工作温度上以保证铸件质量
稳定缩短压射周期和延长模具寿命。 
本文的内容主要来自铸件技术公司的相关研究该公司应
要求对应用模温机提高铸件质量和生产效率进行了专题研
究。 
一、 模具的热平衡 
压铸模的热交换可以认为是经过以下的过程在每一个压射循环中热量处
于准平衡状态模具散发出来的和导热油带出的热量与液态金属传给模具的和铸
件冷却发出的热量相平衡。热量通过热辐射和热传导的方式散发到周围通过热
传导传给模板。 
 
导热油吸收的热量通过模温机散发。

 充型

模温过高或过低产生的影响 
以下情况基本上适用于所有的压铸合金但影响的程度会因合金的种类而变
化。 
 
 压铸模温机的应用模温过高 
 取件困难因为热变形或粘模 
 脱模剂失效 
 增加脱模剂的消耗 
 压铸周期延长 
 压铸模磨损滑块等活动部分失效 
 模具变形动、定模有温度差 
 铸件尺寸精度降低 
 结疤 
 缩孔、缩松的增大 
 
模温过低 
 取件困难因为收缩 
 粘模 
 脱模剂润滑效率恶化 
 冷隔 
 模具磨损热冲击增加 
 冷豆部分凝固 
 尺寸精度降低 
 流痕  充型不足 
  
 压铸模温机的应用以上列举的某些缺陷需要进一步分析 
预热压射/模具磨损 
利用起始几次压射预热模具会造成很大的温度梯度和热应力。预先加热模具
既可减少内应力又可减少预热压射的次数。 
 
充型不足/冷隔   
这类缺陷大多数发生在模温不足或下降时例如在预热压射或生产重新开始
时。 
 
粘模 
模温过高喷涂的脱模剂不能在型腔表面生成保护膜液态金属粘模的倾向
增加铸件冷却也不够动模中的铸件冷却收缩不足或在顶出时变形。 
 
脱模剂使用 
如果不用模温机为降低模温通常也可以喷涂大量的脱模剂但是过量的喷
脱模剂会引起铸件气孔缺陷又会缩短模具寿命因为型腔表面温度降低到了允
许值以下表面产生应力集中。 
从内部控制模温可以避免因冷却而过量使用脱模剂。 
 
三、 模温控制的准备工作 
 
一个模温控制系统有以下三个部分 
 模具 
 温度控制装置  导热流体 为保证模具的热量能被带出每个部分必须满足下列条件  在模具上冷却通道的总表面积越大越好冷却通道的直径必须足够大以
满足流体压力的需要。 
 模温机必须能够将模温保持在非常窄的区间内模温机必须有足够的加
热和冷却能力以及流体输送能力达到优化控制。 
 导热流体必须具有优良的热传导能力因为压铸模工作温度较高通常
需用采用导热油作为导热流体。因为导热油的热传导系数较低模温机热交换系
统的表面积要比用水做导热流体时要大一些。 
 模温机 
 
4.1 工作原理图3 
                       
 
1. 油箱 2. 加热器 3. 冷却器  4. 泵 5. 冷却电磁阀 6. 液位控制 
7. 控制部分 8. 注入口  9. 温度传感器 10. 模具1 冷却器 2 加热器 3 泵 4 膨胀罐 5 冷却电磁阀 
6 外部温度传感器 7 ―   8 液位开关 9 **热继电器 
10 旁路  11 水管过滤器 12 过滤器 13― 14― 15― 
16 单向阀 17 回吸电磁阀 18 压力计19 内部传感器20 模具 
 
用泵4将导热流体从带有加热器2和冷却器3的油箱1中抽出
通过模具流回到油箱。有温度探头9测量导热流体的温度并传送到控制系
统7。 
 控制器调节导热流体的温度在工作时如果模温超过控制器的设定值控
制器打开控制阀5冷却水流入直到导热流体的温度即模具的温度回到设
定值。如果模具温度低于设定值控制器会打开加热器设计特点  
A 电气部分 
B 控制系统 
C 机械部分 
 
  4.2 设计特点和**装置 
 
模温机是与压铸工艺配套又有工作温度较高的导热油实际装置要比图3
所示的基本工作原理复杂得多。 
 
以REGLOPLAS 300DG型号图2为例工作原理主要设计特点和安
全装置在图4到图8有详细描述。 
 
整个系统包括电气部分A控制部分B和泵B、泵C。 
 
    为**起见以上各部分是相互独立的。 
电气部分包括以下主要单元 
 温度控制装置带PID调节的三点控制器加热/保持/冷却。图8所示
的是带微处理器的控制系统。 
 
**装置 
 有过热保护继电器9在温度达到*高限度时关闭加热系统。 
 有过热保护继电器防止油泵过载。     
 泵送系统包括以下主要单元 
加热器必须设计成能避免导热油过热否则系统的可靠性和导热油的寿命会
大大降低加热油有着火或焦化的危险。 强制流动加热器  
1 冷却器 2 加热器 3 散热翅片 
 
在加热器中是强制流动图6根据需要的加热能力加热器是一组堆叠
在一起的加热管2。加热元件带有金属翅片引导流体流动。冷却器图6项
目1是由一组管道组成管中是循环冷却水管外是导热流体。 
 
压力泵图5项目3一般是机械密封或磁力驱动离心齿轮泵。磁力泵是
*理想的选择它不需要机械密封无泄漏之虞也无磨损。马达到泵的动力由永
磁铁传递外磁铁与马达轴相连内磁铁与泵轴相连。 **装置 
 膨胀罐4罐中相对较冷和平稳的流体将循环热油与大气隔离防止
可燃的油蒸气逃逸减少氧化可以大大延缓导热油的老化。 
 液面计8在液面过低时关闭压力泵和加热器。模具中的温度各点不同也随压射周期而变化。型腔在压射后温度*高这时
液态金属接触到冷的型腔面在合型后准备下次压射时的温度*低。 
 
铸件质量控制的关键是将整个型腔温度的周期性变化保持恒定。 
 
    这与模具设计和冷却通道的设置、连接有很大的关系。模具温度的大幅波动会引起铸件尺寸精度变差。 
 
    模温机的作用是什么  
模温机的作用就是使温度Jo和Jm 保持恒定在生产或停止时防止温差Jo-m
扩大或缩小。 因为压铸模中热量基本来自于液态金属生产停止哪怕只有几个压射周期
不借助模温控制模温会急剧下降铸件废品率马上大幅上升。 
 
4.3.2  控制方法 
 
下面的方法可用于控制模温 
 
测控导流流体温度出口温度图10是*常用的方法。其控制精度在大
多数情况下是可以接受的。 
 
这种方法的主要缺点是 
对重复性生产*关键的模具温度没有测量。设定点可以固定但实际的模温
会受到与模具相关的因素影响而波动。压射时间的变化液态金属的温度或冷却
水都要引起模温变动。 
 
用模具中的测温探头控制模具图11是模温需要严格恒定和全自动化生产时采用的控制方法。 
在全自动化生产时导热流体自动切换到吸收热量生产时或放出热量加
热生产中断时的温度。在控制导热流体温度时生产开始前控制器的温度设定点必须设在另外一
个较低的点上以使导热流体放出热量。 
 
采用模具温度测控的主要优点是 
 控制器上的温度设定点与模温一致。 
 直接测量和补偿模温的波动。温模控制的稳定程度肯定远好于控制流体
温度的方法。 
 
联合测控图12是将以上方法组合在一起。流体和模温同时测控模温
控制精度提高。 
在测控模具温度和联合测控时模具内测温探头的位置十分重要必须考虑
到模具的形状、布局和冷却通道位置。还有一点探头必须靠近铸件*关键的质
量控制部位。 
 
  4.3.3  与生产过程控制系统的联接 
 
将一或数个模温机与生产控制系统联接的方法很多考虑操作方便可靠和
减少波动*好使用数字接口例如RS485。在生产时模温机与生产控制系统可
进行数据交换。模温机也可自行独立工作。 
 
4.4   系统设定 
 
模温机系统设定主要根据压铸合金的品种模具的重量需要的预热时间和
生产率公斤/小时。 
参数
用途
合金品种
决定模温
模温
决定导热流体品种参数
用途合金品种 
决定模温
模温
决定导热流体品种
模具重量预热时间
决定加热能力
生产率
决定冷却能力
模温梯度操作者需采取的**措施 
在一定的条件下导热油会燃烧压铸工作温度也较高操作者必须采取以
下**措施 
1、 模温机要远离热源如熔炼炉 
2、模具联接必须采用包皮管或绝热管以防泄漏和能承受温度和压力图
13。温度超过250℃时只能用金属导管。 
3、定期检查模温机管路确认无泄漏和功能正常。 
4、定期更换导热油 
5、使用热稳定性好的合成导热油减少积垢。五、模温机的优点和效率 
 
使用模温机常带来以下优点 
延长模具寿命 
 因热分布均匀可延长模具寿命 
 消除应力裂纹模具用火焰预热等常造成局部过热或间隙水冷形成热冲
击引起局部内应力。 
 均匀和平稳地预热模具。 
 型芯不会过热 
 
降低成本 
 模具修理减少 
 脱模剂用量减少 
 铸质量稳定检验成本降低 
 预热时间缩短 
 模温不过热液态金属不粘模温度均匀模具滑块磨损小 
 用导热油冷却通道不生锈、不结垢 
 
提高生产率 
 生产开始前有目的地快速预热模具 
 生产开始时模温即恒定废品减少不需要预热压射 
 模温自动控制与生产过程无关所以铸件质量稳定。 生产中断重启废品减少因为模具自动保持热稳定 
 
改善压铸技术 
 模温控制不依赖操作人员 
 可以生产薄壁铸件 
 改善生产环境散发热量降低 
 全自动化运行模温自动控制 
 
提高质量 
 铸件质量提高尺寸精度改善质量稳定表面光洁收缩裂纹减少。 
 
六、结论 
 
使用经验和前面提到所做的研究均表明在合金熔炼控制合格的
情况下铸造缺陷主要由模温不正常引起所以模温必须控制。
 与生产过程无关所以铸件质量稳定 
  生产中断重启废品减少因为模具自动保持热稳定 
 
改善压铸技术 
 模温控制不依赖操作人员 
 可以生产薄壁铸件 
 改善生产环境散发热量降低 
 全自动化运行模温自动控制 
 
提高质量 
 铸件质量提高尺寸精度改善质量稳定表面光洁收缩裂纹减少。 
 
六、结论 
 
使用经验和前面提到所做的研究均表明在合金熔炼控制合格的
情况下铸造缺陷主要由模温不正常引起所以模温必须控制