压铸工艺的完美温度控制

安装在设备中的泵将导热介质从水箱输送到加压铸造模具，然后再返回。温度传感器测量介质的温度，并将数值传送给控制单元。这就调节了传热介质的温度，从而间接调节了压铸模具的温度。如果模具温度升高，由控制器启动的电磁阀会打开冷却水回路，让冷水流经热交换器，直到传热介质的温度以及模具温度再次达到设定值。如果模具温度过低，电加热器将以与冷却相同的方式开启。

为了保证质量要求，如铸件的表面质量、模具填充、尺寸和形状精度，以及优化循环时间和使用寿命，必须使用温度控制装置进行温度控制。

根据传热介质的选择，我们推荐两种不同的压铸模具温度控制系统：

• 压力水温度控制装置，最高温度可达 160°C
• 油温控制装置，最高 360°C

最高温度为160°C 的加压水温度控制单元 - 6kW 至 48kW 热量输出加压水温度控制单元是封闭式系统，通过回路中的静压将沸点提高到 140°C 或 160°C。Tool-Temp 加压水装置有一个膨胀容器。这样就可以在低压条件下工作，并确保稳定的温度控制。我们强烈建议在加工镁时不要使用加压水设备，因为有烧伤的危险。为了顺利更换模具，Tool-Temp 加压水设备提供模具排空系统。某些型号甚至可以使用压缩空气将模具通道冲干。泄压装置还可将工艺用水输送到冷却水出口，确保安全断开液压连接。

最高 360°C 的油温控制装置 - 8kW 至 48kW的加热能力基本设计是一个封闭的热油回路，并叠加冷油供应。即使在工作过程中，Tool-Temp 油温控制装置膨胀容器中的内容物也保持低温。因此，导热油不可能在设备中蒸发和起泡。加热器的设计还能防止导热油开裂。冷却水回路中的热交换器经证实不含水垢，可确保可靠性和较长的使用寿命。

Tool-Temp 油设备提供模具排水功能。通过切换到真空模式，可将传热介质吸入膨胀容器。膨胀容器设计宽敞，可容纳回流体积。

Tool-Temp温度控制装置在压铸中的优势Tool-Temp 温度控制装置的坚固性令人印象深刻。特别是，该设备可以承受压铸过程中恶劣的日常条件。

耐用的磁力耦合泵：Tool-Temp开发的磁力耦合泵可承受侵蚀性、腐蚀性和含固体的液体，被视为坚固耐用、功能强大的关键部件。这些泵完全由 Tool-Temp 瑞士总部制造。

模具温度测量：Tool-Temp 温度控制装置可通过罐体温度或模具温度进行控制。数字流量测量和压力显示在设备上清晰可见，是保证生产质量可重复性的关键参数。

用油进行加热和冷却可以达到很高的温度，因此在模具中产生的材料应力较小。不过，使用油温控制装置需要更大的模具通道，以便有足够的油进行循环，保证最佳的热传导效果。与水相比，油的传热系数较低，因此传热效果较差，而较高的温度控制可以弥补这一点。在加工镁合金时，油是唯一经过验证且技术可靠的替代品。

Tool-Temp 油温控制装置的优势--用于压铸的泵Tool-Temp使用的泵是根据温度控制装置所需的技术特性专门设计的。在对材料进行评估时，考虑到了以下几点：异物渗入时良好的紧急运行性能、耐化学性（尤其是对氯化物）以及干运行时的性能。在这些方面，青铜与 V2A 或黄铜等替代材料相比具有巨大优势。因此，我们在很大程度上有意识地选择青铜作为泵的材料。

我们开发和制造的青铜泵可根据需要配备机械密封或无密封磁力耦合器。机械密封泵的决定性优势在于其对金属颗粒和介质污染的耐受性。磁力耦合泵无密封、耐磨且免维护。
由于采用无密封磁力驱动，因此无泄漏，介质不会泄漏。 Tool-Temp 泵的一般优点：材料选择合理，轴和轴承尺寸过大，间隙质量最大化，增强了对介质中杂质的耐受性，由于采用了最佳材料，电机尺寸过大，耐热性能增强，因此具有机电耐受性。

泵与系统集成设计，确保在工作条件下可靠运行，并防止泵发生气蚀。

Tool-Temp油温控制装置的优势--坚固耐用的大尺寸设计Tool-Temp温度控制装置的设计和构造非常保守。我们的加热器负荷低，因此加热器的表面温度尽可能低。此外，导热油以高速流过加热器。这两项措施可防止导热油过热，并防止设备内部过度老化或开裂。

由于我们的导热油装置没有加压，因此 "只有 "有效的泵压作用于系统和应用。在加压油系统中，惰性气体（如氮气）所产生的额外压力有可能会对设备和用户造成压力。这会导致温度控制装置本身的软管、管道和阀门等部件磨损加剧。

Tool-Temp油温控制装置的优点--热交换器无水垢Tool-Temp油温控制装置中的热交换器设计成在不进行冷却时自动排水。这大大减少了水垢的形成，并能长期保持全部冷却能力。冷却水出水管上的止回阀还能防止冷却回路中的水垢和污垢在出水口未反压时回流。

Tool-Temp 设备中与安全相关的部件有

• 
  温度控制器温度控制器与温度传感器相结合，记录当前的油温。将实际温度与指定的设定值进行比较。控制器发出加热或冷却指令，以达到设定温度。最高温度可在温度控制器中定义和指定。 如果超过该值，电子安全恒温器将被触发，不再发送加热命令，并激活警告灯。这种电子装置可防止设备过热。
• 
  机械安全恒温器我们的设备还可通过毛细管恒温器防止过热。机械安全温控器的设定温度比允许的最高温度高 +5°C。如果该安全温控器做出反应，所有加热器都会停用。如果温度因任何原因继续升高，则第二个机械安全温控器触发并关闭设备，或者主接触器 K1 断开。
  这第二个毛细管恒温器的标准设置为比最高温度高 +10°C。 机械安全恒温器也安装在水冷却装置 中。一个用于防止温度过高，另一个用于防止最低工作温度（霜冻保护恒温器）。防冻恒温器可防止水路冻结。
• 
  微型断路器Tool-Temp温度控制和水冷却设备配有微型断路器。断路器用于保护线路，防止因电流过大而发热造成损坏。短路时，断路器也会跳闸。电流流经的电磁铁会在几毫秒内关闭断路器。如果断路器跳闸一次，则必须手动复位。
• 
  主开关我们销售计划中的所有设备都有一个主开关。主开关具有紧急关闭或紧急停止功能。主开关将电器与电源完全断开。在某些大型设备上，如 TT-708 Y，主开关还能通过提供过流保护来保护系统。我们的主开关是手动操作的。
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  双液面监控使用 Tool-Temp 油设备，可监控最低和最高注油量。为此，两个浮子测量膨胀容器中相应的油量。如果注油量过低，指示灯会亮起，向操作员发出已达到最低注油量的信号。泵会停止运行，以防干涸。一旦液位足够或允许，指示灯熄灭，设备或泵自动启动。如果加注液位过高，则另一个指示灯会亮起，防止设备溢出。一旦加注液位因排空而降低，指示灯熄灭，泵会自动重新启动。

加压水设备的优势在于，它们也可用于热交换面较小的小模具通道。这样可以改善模具的温差，但仍会导致模具产生应力，从而产生应力裂纹。与冷水相比，启动压铸机时因模具温度而产生的废料明显减少。由于水的热容量更大，传热效果更好，因此在冷却方面具有显著优势，从而积极地解决了铸模水道过小的问题。

在使用加压水时，必须确保在加工镁时不使用该系统。模具漏水会导致液态镁被点燃，进而造成巨大损失。镁和水会引发剧烈的化学反应，包括爆炸，并损坏工具和机器。

Tool-Temp加压水系统的优势 - 安全坚固的设计Tool-Temp温度控制装置的设计和构造都很保守。我们的加热器负荷低，因此加热器的表面温度尽可能低。此外，介质以高速流过加热器，并对最低填充水平进行监控。如果填充液位过低，指示灯会亮起，向操作员发出已达到最低填充液位的信号。泵会停止运行，以防干涸。设备通过冷却水入口自动加水，直至达到足够的水位。显示屏熄灭，泵自动重新启动。Tool-Temp 对自身结构的坚固性要求极高。特别是在加压水系统中，只使用坚固的管道连接。这些都是在 Sulgen 工厂的高度自动化弯管机上制造的。外壳是完全封闭的，以防止灰尘进入设备。从设计阶段开始，我们就注重材料的使用。在所有与水接触的部位都毫不妥协地使用不锈钢。

Tool-Temp 设备的安全阀可在操作不当的情况下触发，从而提供额外的工艺安全性。如果系统压力过高，安全阀就会打开。压力被导入冷却水出口。如果压力继续上升，第二个安全阀打开，将压力释放到大气中。

Tool-Temp 的所有加压水设备都内置了以下与安全相关的元件：

• 如果回路中的压力高于自来水压力，止回阀可防止水回流。
• 两个安全阀监控压力的上升。第一个阀门关闭加热器，第二个阀门在压力过高时打开电路，迫使压力下降。
• 压力表同时显示系统压力和水泵压力。
• 流量计监控循环介质到用户的循环情况。
• 泄压装置可确保在设备与用户断开连接之前对温度控制回路进行泄压。当设备减压后（电磁阀打开），用户可通过低于 80 °C 的吸气排空。

在谈到水或油加热和冷却装置是更好的解决方案时，专家们众说纷纭。作为这两种设备的制造商，我们倾向于认为使用油温控制系统更具优势。这一方面是由于模具的使用寿命更长，另一方面是由于油加热和冷却装置更易于维护。在模具设计阶段，可以通过适当的模具概念来抵消与油有关的较大模具通道的缺点。

在模具温度较高的情况下，使用油设备有许多优点：

• 工作温度更高
• 温差引起的应力较小
• 模具使用寿命更长
• 维护成本低

然而，要使油温控制装置真正发挥这些优势，模具内必须有足够的介质循环。因此，所有 Tool-Temp 设备都配备了流量计。

大部分压铸件是加热还是冷却取决于压铸件的质量。小零件主要是加热，而大零件则倾向于冷却。Tool-Temp 设备的设计使加热器的表面负荷^{（瓦/平方厘米}）非常低，以防止油过热，从而抵消快速老化。

热交换器的构造和设计使其在冷却过程结束后会自行排空，因此不会钙化或变脏。在泵方面，您可以选择带机械密封的传统泵或无密封磁力耦合泵。

在油类方面，有矿物油基导热油和合成导热油之分。矿物油基导热油的最高使用温度约为 270°C。大多数合成油的工作温度最高可达 320°C。经验表明，在 320°C 至 360°C 的温度范围内，只有少数导热油仍可使用。除了合成导热油 Marlotherm SH 之外，Tool-Temp 还推荐内部使用的导热油 TOOL-THERM SH3。TOOL-THERM SH3 是一种矿物油基导热油，即使在高达 360°C 的温度下也具有很高的耐受性。

使用导热油时应注意，当温度高于 250°C 时，管道中，尤其是油箱区域会形成焦炭状残留物。一旦出现这种残留物，热油就会加速老化并呈酸性。同时，由于产生的裂解^产物1降低了粘度和闪点，因此更容易被点燃。Tool-Temp 建议定期检查所用润滑油的质量，并在必要时进行更换。

在铝、锌和镁压铸件的生产过程中，控制模具内的热过程对于提高加工效率和质量至关重要。稳定的热平衡和降低模具表面的峰值温度可防止模具过早损坏（例如应力裂纹），并显著延长其使用寿命。此外，压铸过程中的高废品率通常是由于模具温度控制不当造成的。

压铸是一种将熔融金属浇注或压入钢模的工业流程。在这种全自动工艺中，熔融金属（铝、锌或镁）在 1,500 至 1,200 巴的压力下被射入模具，主要用于大批量生产。压铸的优势在于成型零件的高重复精度、零件形状和壁厚的复杂性以及高成本效益。压铸过程对机械的要求很高，如锁模力、温度波动、熔融金属撞击模具时的高力磨损等，因此需要成本高昂的机器和压铸模具。所需的外围设备，如各种设计的模具喷涂机、用于模具回火的加热和冷却设备以及脱模装置和顶出装置，都要求工艺高度自动化。Tool-Temp 为客户提供专门适用于各种条件的加热和冷却装置，以支持这一要求极高的工艺。这些复杂的模具可以用水或油进行冷却。Tool-Temp 的产品范围广泛，可为这两种冷却方式提供合适的温度控制系统，如有需要，还可将其集成到机器控制系统中。

压铸工艺可分为两种工艺类型：

• 热室压铸
• 冷室压铸

主要区别在于用于向压铸过程供应熔融金属的进料系统。选择哪种工艺取决于待加工材料的熔化温度。

A.
热室工艺热室压铸机由夹持铸模的压力机和直接连接的带有定量装置的熔炉组成。材料以液态熔体形式储存在坩埚中。在浇注过程中，压力装置中的压力活塞向下移动，将熔体从压力室通过上升通道和喷嘴置换到铸模的型腔中。浇注结束后，压力活塞回到起始位置。与此同时，模腔打开，工件在顶出装置的帮助下被推出移动的半模。根据工件的大小，一个周期需要 3 到 9 秒。

浇注装置与液态熔体持续接触。为了避免浇铸单元的铸件受力超过技术极限，热室工艺的工艺温度被限制在 < 500 摄氏度。这意味着只能加工低熔点的金属合金，其中锌和锡基合金是最重要的代表。在更高的温度下，熔体和浇铸装置之间不再可能持续接触，因为磨损会大大加快，由于熔渣的形成和粘连，工艺可靠性将不再有保证，熔体也会受到浇铸装置铸型部件扩散过程的化学污染。

B.冷室工艺严格来说，冷室压铸机仅由压制单元组成，其中安装有永久性铸模，必须从外部注入金属液。每次浇注前的定量是通过手动或带有定量机器人的熔化炉完成的。每次浇注前，都要将所需数量的液态材料注入浇注室。然后，在模具关闭的情况下，将熔融材料以高达 200 米/秒的速度压入型腔。快速冷却后，模具打开，工件被压出。冷室工艺的循环时间预计大于 30 秒。加工的合金主要包括铝、铜和镁基合金。与热室工艺不同的是，浇铸单元（室、烧瓶）与熔池脱钩，因此热负荷会周期性中断。然而，整体工艺温度较高，这就将使用寿命限制在 50,000 至 200,000 次左右（铝）。

C.
其他工艺除了前两种压铸工艺外，还有其他工艺可供选择：

C1.
Acurad 工艺Acurad 工艺用于对气体夹杂物要求较高的厚壁工件。与传统压铸不同的是，熔体在低压下通过直径相对较大的浇口流出。这样，液态材料可以层流进入永久铸模，型腔均匀脱气，从而减少了材料中的气体夹杂。永久模具填充后，第二个气缸对凝固的熔体进行加压，以减少剩余的气孔。由于模具填充速度较慢，这种工艺不适合薄壁工件。

C2.
真空和高真空压铸在真空压铸中，永久性模具在每次注塑前都要抽空。然后将液态材料射入无气腔并迅速凝固。抽真空大大减少了熔融材料中的气体含量。真空压铸使生产可焊接和热处理的铝压铸件成为可能，因为干扰氧气被控制在最低水平。

C3.
触变压铸触变压铸是指材料在部分液态下进行压铸。在这种状态下，材料在不受外界影响的情况下表现得像固体。但是，如果材料受到剪切应力的作用，它就会流动起来，成为可成型的材料。这种状态可以在某些较窄的温度区间内以不同的合金质量实现。在触变状态下，材料具有特别有利的微观结构。晶粒特别细，材料在铸造过程中不会液化，因此体积不会发生剧烈变化，从而避免了收缩气孔。然而，这种工艺的缺点是原材料成本高，因为原材料必须具有一定的合金，才能进行可靠的加工。此外，在系列工艺中精确设定温度水平也非常耗时。

脱模剂和辅助材料在压铸过程中至关重要。在压铸过程中必须使用脱模剂，以方便铸件脱模，获得较高的零件质量，并确保模具表面的外部冷却。必须优先选择正确的产品。使用不合适的脱模剂可能会导致以下后果：因喷涂时间延长而降低生产率；因结构气孔、脱模缺陷而增加废品率；损害部件的涂漆性；因脱模剂残留在模腔和模架上而增加清洁工作量；甚至因金属粘在模腔内而导致停产。铝压铸中使用的脱模剂通常是液态的，以喷洒的方式使用。脱模剂分为水基脱模剂和无水脱模剂。

水基脱模剂 水基脱模剂通常是水包油乳剂。水作为载体基质，因其沸点相对较低而很快蒸发，并冷却模具表面附近的层。乳液可使高粘度的脱模活性成分均匀涂抹。

微喷涂是节约资源的新方法。在这种方法中，只需向模具表面喷洒很小的量。这样做的好处是不需要用水稀释脱模剂，从而省去了昂贵的废水处理费用。此外，还缩短了循环时间，无需注意模具的热循环。模具的使用寿命可大大延长。

无水脱模剂这里使用低粘度油或溶剂作为载体。载体物质的脱模效果与水类似，主要作用是确保均匀分布。但是，将易燃液体雾化到热模具上会造成火灾风险和环境污染。

就零件质量、模具使用寿命和高效压铸工艺而言，除了脱模剂和辅助材料外，压铸模具的温度控制和冷却也起着决定性作用。

时至今日，仍有一些压铸模具仅使用水冷却，而使用气体燃烧器或红外线加热器加热。

不过，由于技术和经济原因，在大多数情况下，使用油温高达 360°C 或压力水温高达 180°C 的加热和冷却系统已成为主流。

• 用燃气燃烧器/红外线加热器加热，用冷水冷却
• 用最高 360°C 的导热油加热和冷却
• 使用压力水加热和冷却，最高温度分别为 160°C 和 230°C

这种温度控制方式的主要缺点是温差过大，导致模具中的材料应力过大。这对模具的使用寿命有负面影响，每次生产中断时，模具都必须恢复到所需的温度。因此，启动时间更长，废品率更高。在大多数情况下，如果模具通道太小，无法使用温度控制系统，就会选择这种方式。

使用温度控制装置进行温度控制，无论是水温控制还是油温控制，在许多方面都比这种方式更有优势。