壓鑄模具預熱方法簡述

陳旭熙

（梧州市鴻圖精密壓鑄有限公司，廣西梧州543000）

0 引言

我國各行業產業化進程不斷加快，壓鑄行業競爭越來越激烈，但仍有很多壓鑄企業直接采用鋁料壓射方法壓鑄模具，效率低，成本高。為此，本文著重對壓鑄模具預熱方法進行討論分析，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

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。

2 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。

3 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。

表1 模具預熱方法對比分析

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，能耗最低。

4 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。