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冷室压铸机对整体的温度控制

发布时间:2022-09-30


由于冷室压铸机的不断发展,其生产成本更低、效率更高、实时控制也越来越精细。冷压铸机压铸件生产过程中,金属液浇入压室,压射冲头在压室内向前运动,使金属液压进入型腔,由于压冲头与压室之间相对运动,高温高压环境恶劣,通常会引起压室腐蚀、冲头磨损失效以及咬合卡死等问题,而压室是铸造生产中极为重要的消耗品,其使用寿命直接影响压铸生产的效率和成本,所以压室的温度控制也变得越来越重要。

1在制造过程中的压室温度。

从压室进入高温压室到完成压射过程,压室温度随着与高温金属液的不断接触而逐渐升高,但受高温金属液冲击、接触时间、压力等因素影响,压室温度分布不均。压室进料口部位一开始就受到高温金属液的冲击,压室温度在此处是最高的,在发动机缸体压铸时,该处的温度最高为300℃,压室接近浇口,因受铝溶液长期接触,并伴随有较高的压力,该处的温度也较高;相对来说,在压室中部的温度比较低。压铸件的填充度一般在40%-75%之间,压室的上部没有与金属液的高温直接接触,仅受热辐射的影响,所以压室上部温度较低,中间部位温度高于上部,压室底部长期与高温金属液接触,温度最高。

2冷却方案

压力室温度过高、压力差大,在压铸生产过程中,压力室很容易发生变形;压室温度过低,会影响铝液的温度从而造成冷料影响铸件质量。通过对压室预热温度与压室凝固层平均厚度的关系进行模拟,发现在150℃~280℃范围内,压室预热温度越高,冷凝层平均厚度越小,越不容易产生冷料。采用不同的冷却方式,最终可获得较好的压室温度控制。

2.1部分冷却。

按压室温分布,在压室进料口和压室的浇口套区域温度最高,局部冷却为局部冷却,最大的地方则是这两个温度最高的部位。

在压室口区域,由于高温的金属熔液长期冲刷,热交变应力集中,下部容易形成蜂巢状侵蚀。因此下部设计冷却系统,降低局部温度,减小应力变化范围。要注意的是冷水沟中心距压室内面的距离要大于10mm,这样效果比较好。

压室浇口套区域受高温、高压影响,容易发生疲劳变形、磨损,从强度考虑,不宜采用藏冷系统。外加一种循环水冷却环流,轴向尽量增大,以增加接触面积,改善冷却效果。根据受力强度的不同,应确保压室壁厚足够,并在外表面加工出水沟。冷却环与压室采用压配法组装,然后将该接合部位用铜焊封紧,并要求先试压后再使用。

部分冷却方式是目前冷室内压铸机整体式压铸机较为普遍采用的方式,能较好地在冷却压室温度较高的区域,且成本低、经济性好,但压室整体温度平衡性较差。

2.2全冷却。

对压室进行了整体加冷,冷却通道孔沿压室轴向贯穿,压室下面有大量的冷却通道,压室上方的冷却通道布置得很少,可以对压室所有部位进行冷却。但是压室中间温度比较低,容易产生冷料影响产品质量,压室强度降低。浇注金属液温度较低、压室温差较小,比较适宜采用这种方法。

3控制系统

常见的冷却水采用直接循环水,进水口与冷却循环水相连,冷却水常开,通过调节流量来控制冷却效果,这种方法最经济实用,不能对冷却效果起到很好的控制作用。另外还有通过控制系统定期调节冷却水阀的开关,调节冷却水流量的大小,从而实现对不同时段不同温度的冷却控制,这就要求对冷却水在各种状态下的时长和切点进行摸索与测试。由于压铸机实时控制技术的不断发展,压室冷却水控制趋于实时控制。冷水机实时控制系统需要监测冷却效果,通过监测结果对冷却水供应情况进行实时控制。通常采用的方法是通过对出水管冷却水温度进行监测来控制其流量,这样就可以实现对冷却水进行一定程度的实时控制,但是对冷却效果、冷却部位温度无法进行精确监测,存在偏差,属于间接实时控制。而且直接实时控制,需要监测冷却部位的温度,安装在冷却部位的热敏元件实时采集冷却部位的温度状况,通过冷却部位的温度状况实时控制冷却水供应,但是,目前还没有形成有效、低成本、可推广的实时压室温度采集技术。

4总结

在压铸工业中,压铸机实时控制系统越来越精细、完善,对压铸室的温控也日益重视。当前多数压铸机对压铸机的温度没有形成有效的监测,如何精确、全面地监测压室温度从而更加精确地实时控制压室冷却系统,将成为一个新的课题。

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