壓鑄模具溫度規(guī)范技術(shù)指南匯報(bào)人：***(職務(wù)/職稱)日

期：2025年**月**日·

壓鑄工藝基礎(chǔ)概述·

模具溫度控制基本原理·

壓鑄溫度參數(shù)體系·

溫度檢測(cè)方法與設(shè)備·

模具加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)·

冷卻系統(tǒng)配置規(guī)范·

溫度與產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系目錄·

不同合金溫度規(guī)范·

大型模具溫度管理·

薄壁件溫度控制·

模具熱平衡調(diào)試·

溫度異常處理方案·

智能化溫控系統(tǒng)·

溫度規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系目錄01壓鑄工藝基礎(chǔ)概述壓鑄是通過(guò)高壓(幾兆帕至幾十兆帕)將液態(tài)金屬以高速(0.5-

70m/s)注入模具型腔，使金屬在壓力下快速凝固成型，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精密成形。材料適應(yīng)性廣溫度精確控制高壓高速填充鋁合金熔料溫度通常控制在610-670℃,鋅合金為400-450℃,模具

溫度需維持在合金溫度的1/3左右，以保證金屬流動(dòng)性和凝固質(zhì)量適用于鋅、鋁等高流動(dòng)性合金，尤其適合大批量生產(chǎn)薄壁件，但內(nèi)

部易產(chǎn)生氣孔，需后續(xù)加工時(shí)注意。壓鑄成型原理及特點(diǎn)熔料溫度影響流動(dòng)性鋁合金溫度低于610℃會(huì)導(dǎo)致填充不全,高于670℃則加劇模具熱疲勞，需嚴(yán)格控制在工藝窗口內(nèi)。凝固速率決定致密度通過(guò)模溫調(diào)節(jié)凝固順序，厚壁區(qū)域需加速冷卻以減少縮松，薄壁區(qū)域適當(dāng)保溫避免冷隔。模具溫度梯度控制模具溫度不均會(huì)導(dǎo)致鑄件縮孔、變形,通常采用分區(qū)冷卻系統(tǒng)，使模溫差控制在±15℃以內(nèi)。脫模溫度關(guān)聯(lián)質(zhì)量頂出時(shí)鑄件溫度過(guò)高易變形，過(guò)低則可能開(kāi)裂，鋁合金建議頂出溫度不高于220℃。溫度在壓鑄過(guò)程中的關(guān)鍵作用流痕與冷隔

縮孔與縮松

熱裂紋模具溫度過(guò)高使鑄件冷卻不均產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，需降低模溫并優(yōu)化頂出時(shí)機(jī)，

鋅合金模溫建議130-180℃。厚壁區(qū)域冷卻過(guò)慢形成，需加強(qiáng)局部冷卻或調(diào)整壁厚均勻性，鋁合金壁厚

建議不超過(guò)6mm。因模溫過(guò)低或熔料溫度不足導(dǎo)致金屬前沿凝固，需提高模溫至150-200℃并優(yōu)化澆口速度。典型壓鑄缺陷與溫度關(guān)系分析模具溫度控制基本原理熱量輸入與輸出平衡壓鑄過(guò)程中模具的熱平衡是指單位時(shí)間內(nèi)從合金液吸收的熱量與通過(guò)自然散熱和人工冷卻輸出的熱量相等，這是保證模具溫度穩(wěn)定的核心條件。動(dòng)態(tài)平衡特性每個(gè)壓鑄循環(huán)中模具溫度呈周期性波動(dòng)，需通過(guò)預(yù)熱、冷卻等手段使整體溫度維持在200-300℃的工藝窗口內(nèi)。非平衡態(tài)危害當(dāng)散熱>吸熱時(shí)需補(bǔ)充加熱(如電加熱器);當(dāng)吸熱>散熱時(shí)需強(qiáng)制冷卻(如模溫機(jī)),否則會(huì)導(dǎo)致成型缺陷或模具損傷。熱傳導(dǎo)主導(dǎo)散熱模具95%的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)方式輸出，僅5%通過(guò)輻射和自然對(duì)流散失，因此冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需重點(diǎn)優(yōu)化導(dǎo)熱路徑和效率。熱傳導(dǎo)與熱平衡理論結(jié)構(gòu)敏感特性滑塊、頂針等運(yùn)動(dòng)部件易形成局部熱點(diǎn)，需單獨(dú)設(shè)計(jì)冷卻回路或采用導(dǎo)熱鑲件優(yōu)化溫度場(chǎng)。厚度方向衰減特性從型腔表面到模具內(nèi)部溫度呈指數(shù)衰減，冷卻水道應(yīng)布置在溫度梯度最大區(qū)域以提升換熱效率。型腔表面梯度分布靠近澆口的區(qū)域溫度最高(可達(dá)400℃),沿熔體流動(dòng)方向逐漸降低,溢流槽部位溫度通常最低。模具溫度場(chǎng)分布規(guī)律熱應(yīng)力疲勞每次壓鑄循環(huán)產(chǎn)生的200-300℃溫差會(huì)使模具表面承受交變應(yīng)力，導(dǎo)致熱裂紋和龜裂擴(kuò)展。腐蝕加速高溫加劇合金液與模具的化學(xué)反應(yīng)，特別是在噴涂冷卻不充分時(shí)，會(huì)顯著縮短模具使用壽命。材料性能退化長(zhǎng)期高溫(>400℃)會(huì)引發(fā)模具鋼回火軟化，降低硬度、抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕性塑性變形風(fēng)險(xiǎn)局部過(guò)熱(如澆口區(qū)域)可能超過(guò)模具材料的屈服強(qiáng)度，造成型腔尺寸永久變形。溫度對(duì)模具壽命的影響機(jī)制03壓鑄溫度參數(shù)體系鋁合金熔湯控制鋁合金澆注溫度需嚴(yán)格控制在660-710℃區(qū)間，溫度過(guò)

高會(huì)導(dǎo)致氧化夾渣缺陷，溫

度低于630℃將引發(fā)流動(dòng)性

不足、冷隔等問(wèn)題，薄壁復(fù)

雜件可適當(dāng)提高至680-730℃以改善充型能力。鋅合金熔湯特性鋅合金最佳熔湯溫度為420-

480℃,超過(guò)500℃會(huì)顯著加

速模具熱疲勞，實(shí)際生產(chǎn)中

需配合保溫爐數(shù)顯溫度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控，建議每30分鐘記錄

溫度波動(dòng)情況。鎂合金特殊要求鎂合金熔湯需保持640-680℃并配合保護(hù)氣體，溫

度過(guò)高易引發(fā)燃燒風(fēng)險(xiǎn)，溫

度不足會(huì)導(dǎo)致充型不完整，

需采用專用熱電偶進(jìn)行閉環(huán)

控制。熔湯溫度標(biāo)準(zhǔn)范圍預(yù)熱溫度范圍為120-200℃,采用模溫

機(jī)分區(qū)控溫時(shí)，動(dòng)模與定模溫差不應(yīng)

超過(guò)20℃,預(yù)熱不足會(huì)導(dǎo)致鑄件表面

出現(xiàn)冷隔紋。必須預(yù)熱至180-250℃才能開(kāi)始生產(chǎn)，

新模首次使用需階梯式升溫避免熱沖擊，重點(diǎn)加熱澆道、型腔等關(guān)鍵區(qū)域

,溫差需控制在±15℃以內(nèi)。推薦使用雙通道模溫機(jī)配合導(dǎo)熱油循

環(huán)系統(tǒng)，比電熱管加熱更均勻，預(yù)熱

時(shí)間可縮短30%且溫度穩(wěn)定性提升50%

以上

。對(duì)于多滑塊結(jié)構(gòu)的模具，每個(gè)滑塊單

元需單獨(dú)測(cè)溫，建議采用紅外熱像儀

檢測(cè)實(shí)際溫度分布，避免局部低溫區(qū)

影響脫模效果。01

鋁合金模具預(yù)熱

02

鋅合金模具要求03

復(fù)雜件特殊處理

04

預(yù)熱設(shè)備選擇模具預(yù)熱溫度規(guī)范動(dòng)態(tài)溫度補(bǔ)償生產(chǎn)過(guò)程中模具表面溫度應(yīng)維持在澆注溫度的1/3±25℃,通過(guò)模溫機(jī)與冷卻系統(tǒng)的聯(lián)

鎖控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償，薄壁件需調(diào)高20-30℃改善流動(dòng)性。冷卻系統(tǒng)管理循環(huán)冷卻水溫度需穩(wěn)定在30-50℃,采用三級(jí)冷卻塔設(shè)計(jì)配合PH值監(jiān)測(cè)，每月需進(jìn)行管

道除垢作業(yè)以保證換熱效率，避免熱應(yīng)力集

中。熱平衡監(jiān)控建議在模具分型面、頂針板等關(guān)鍵位置埋設(shè)熱電偶，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度梯度變化，當(dāng)溫差超過(guò)40℃時(shí)應(yīng)立即停機(jī)調(diào)整冷卻水路布局。工作溫度區(qū)間控制溫度檢測(cè)方法與設(shè)備接觸式測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用熱電偶測(cè)溫

熱電阻測(cè)溫

紅外輔助校準(zhǔn)利用鉑電阻

(PT100)的高穩(wěn)定性特性,通過(guò)嵌入式安裝實(shí)現(xiàn)模具內(nèi)部溫度梯度測(cè)量，誤差范圍±0.5℃。結(jié)合接觸式探頭與便攜式紅外測(cè)溫槍進(jìn)行交叉驗(yàn)證，消除接觸不良導(dǎo)致的測(cè)量偏差，確保數(shù)據(jù)可靠性。采用K型或J型熱電偶直接接觸模具表面,測(cè)量精度可達(dá)±1℃,適用于高溫高壓環(huán)境下的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。紅外非接觸測(cè)溫方案全幅面熱成像監(jiān)測(cè)采用640×512分辨率紅外探測(cè)器，以30Hz采樣頻率捕捉模具分型面溫度場(chǎng),可識(shí)別0.5℃的局部溫差。需配置氮?dú)獯祾哐b置防止噴涂水霧干擾。智能溫度追蹤算法基于機(jī)器學(xué)習(xí)的ROI自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，可動(dòng)態(tài)跟蹤模芯、澆口等關(guān)鍵區(qū)域溫度變化，生成溫度變化率曲線預(yù)警異常

工況。多光譜測(cè)溫技術(shù)通過(guò)3-5μm和8-14μm雙波段紅外傳感器同步測(cè)量，有效消除氧化皮輻射率

變化影響，特別適合鋁合金壓鑄模的

長(zhǎng)期監(jiān)控。嵌入式熱像分析模塊集成在壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的熱像處理單元，能實(shí)時(shí)計(jì)算模具熱平衡指數(shù)

(TBI),當(dāng)△T>15℃時(shí)自動(dòng)觸發(fā)噴涂系統(tǒng)

補(bǔ)償。01030204冗余校驗(yàn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)采用三冗余傳感器布置(2個(gè)紅外+1個(gè)接觸式),通過(guò)表決系統(tǒng)過(guò)濾異常數(shù)據(jù)。需每月進(jìn)行交叉靈敏度測(cè)試。分布式采集網(wǎng)絡(luò)采用CAN總線架構(gòu)連接32個(gè)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)，同步精度達(dá)±0.1ms,支持Modbus-TCP協(xié)議與MES系統(tǒng)對(duì)接。每個(gè)節(jié)點(diǎn)需獨(dú)立配置EMI濾波器。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償數(shù)據(jù)庫(kù)建立模具材料(如H13鋼)的熱膨脹系數(shù)-溫度對(duì)照表，實(shí)時(shí)修正因熱變形導(dǎo)致的傳感器位置偏移誤差。補(bǔ)償算法需考慮200-400℃工作區(qū)間的非線性特性。多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)配置05模具加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)功率匹配原則根據(jù)模具尺寸和材料熱容計(jì)算所需加熱功率，通常選擇單根功率1-3kW的加熱棒，確保升

溫速率均勻且不超過(guò)模具耐熱極限(如400℃)。加熱棒材質(zhì)需選用耐高溫不銹鋼或陶瓷

護(hù)套，避免氧化失效。間距與深度設(shè)計(jì)加熱棒平行布置時(shí)，間距應(yīng)控制在50-80mm范圍內(nèi)，避免局部過(guò)熱；插入深度需達(dá)到型腔

表面以下25-30mm,

確保熱量均勻傳導(dǎo)至工作面。對(duì)于復(fù)雜型芯，可采用斜向或交叉布置

以消除盲區(qū)。防干涉與密封加熱棒安裝孔需避開(kāi)冷卻水道(距離≥50mm),并采用高溫密封膠或銅墊片防止熱油或冷卻水滲漏。在滑塊或活動(dòng)部件附近需預(yù)留膨脹間隙，避免卡死。加熱棒選型與布置132分區(qū)加熱控制策略溫度梯度分區(qū)將模具劃分為澆口區(qū)、型腔區(qū)、抽芯區(qū)等獨(dú)立溫控單元，澆口區(qū)設(shè)定較高溫度(200-350℃)以改善金屬流動(dòng)性，抽芯區(qū)適當(dāng)降低溫度(150-250℃)減少粘模風(fēng)險(xiǎn)。時(shí)序協(xié)同控制在壓射前30分鐘啟動(dòng)澆口區(qū)預(yù)熱，開(kāi)模階段降低非關(guān)鍵區(qū)域溫度以節(jié)省能耗。多模穴模具需同步各穴溫升曲線，防止批次間質(zhì)量波動(dòng)。動(dòng)態(tài)反饋調(diào)節(jié)每個(gè)分區(qū)配置熱電偶實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度，通過(guò)

PID算法動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱棒功率輸出，溫差控制精度需達(dá)到±5℃。對(duì)于厚壁鑄件區(qū)

域，可疊加脈沖加熱以補(bǔ)償散熱損失。故障冗余設(shè)計(jì)關(guān)鍵分區(qū)采用雙加熱棒并聯(lián)布局，單根失效時(shí)仍能維持基本功能，并通過(guò)報(bào)警系統(tǒng)提示更換，避免生產(chǎn)中斷。01030204余熱回收利用將模具冷卻水回路與熱油系統(tǒng)串聯(lián)，利用高溫鑄件殘留

熱量預(yù)熱冷水，降低加熱能耗。熱交換器需采用耐腐蝕

不銹鋼材質(zhì)，防止水垢堵塞。間歇式加熱控制在非壓射階段(如頂出、噴涂時(shí))自動(dòng)降低加熱功率至維持狀態(tài)，減少無(wú)效能耗。采用變頻器調(diào)節(jié)加熱棒工作

周期，綜合節(jié)能可達(dá)15%-20%。絕熱層包覆在模具非工作表面包裹陶瓷纖維或納米氣凝膠隔熱材料,減少環(huán)境散熱損失。對(duì)于大型模具，可加裝紅外反射板進(jìn)一步降低輻射熱耗。節(jié)能加熱方案優(yōu)化冷卻系統(tǒng)配置規(guī)范冷卻水道設(shè)計(jì)原則隨形水路技術(shù)采用3D打印或激光熔覆工藝制造與模具型腔輪廓高度匹配的彎曲水路

,確保超薄壁結(jié)構(gòu)件各部位均勻散

熱。例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋壓鑄中，該技術(shù)可縮短30%冷卻時(shí)間并減少溫

差變形。分區(qū)冷卻布局根據(jù)壁厚差異動(dòng)態(tài)調(diào)整水路密度，薄壁區(qū)域采用密集水路(間距≤50mm),厚壁或加強(qiáng)筋區(qū)域減少

水路密度(間距80-100mm),結(jié)合

MAGMA軟件模擬優(yōu)化流量分配。防應(yīng)力設(shè)計(jì)冷卻管道距離模具表面≥25mm,轉(zhuǎn)角處采用圓弧過(guò)渡避免應(yīng)力集中，

防止模具早期龜裂。水路孔徑推薦

6-12mm,

型芯冷卻孔3-12mm。G05903氣體冷卻輔助對(duì)局部高熱區(qū)(如內(nèi)澆

口)可引入壓縮空氣(

壓力0.3-0.5MPa)

進(jìn)行脈沖冷卻，配合水冷實(shí)

現(xiàn)快速溫控。4介質(zhì)切換邏輯生產(chǎn)前關(guān)閉冷卻水預(yù)熱

至180-220℃,壓鑄5-

10模次后逐步開(kāi)啟冷卻

,通過(guò)電磁閥實(shí)現(xiàn)水/

油介質(zhì)自動(dòng)切換。水質(zhì)要求使用去離子水或軟化水

(硬度≤50ppm),防

止水垢堵塞管道。高溫

區(qū)域可添加防銹劑(如

5%乙二醇溶液),低溫

區(qū)域建議采用不銹鋼管

道防腐蝕。油冷應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)薄壁件或遠(yuǎn)離澆口的

滑塊抽芯部位，采用200-350℃熱油循環(huán)加

熱，平衡模具溫度。熱

油黏度需≤50cSt(40℃時(shí))以保證流動(dòng)性冷卻介質(zhì)選擇標(biāo)準(zhǔn)梯度冷卻策略壓射階段保持低流量(30%開(kāi)度),保壓階段提升至70%開(kāi)度，頂出后恢復(fù)全流量沖洗管道，減

少熱沖擊。智能溫控系統(tǒng)集成PID控制器與模具溫度傳感器(誤差±1℃),當(dāng)型腔溫差>10℃時(shí)自動(dòng)觸發(fā)流量補(bǔ)償，

確保模溫波動(dòng)≤±5℃。多通道獨(dú)立控制每個(gè)進(jìn)水口安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(開(kāi)度精度±2%

),根據(jù)熱電偶反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整各區(qū)域流量。

例如厚壁區(qū)流量控制在15-20L/min,

薄壁區(qū)8-12L/min。變流量調(diào)節(jié)技術(shù)07溫度與產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系模具溫度梯度控制模具表面溫差需控制在±5℃以內(nèi)，避免因局部過(guò)熱導(dǎo)致鑄件表面出現(xiàn)流痕、冷隔或氧

化夾雜。采用多點(diǎn)測(cè)溫與動(dòng)態(tài)調(diào)溫系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控。澆注溫度與模溫協(xié)同鋁合金澆注溫度應(yīng)保持在模具預(yù)熱溫度的2.2-2.5倍(如模溫180℃時(shí)澆注溫度為630-

700℃),過(guò)高易引發(fā)氣泡，過(guò)低則增加表

面皺褶風(fēng)險(xiǎn)。表面質(zhì)量溫度控制點(diǎn)尺寸精度溫度影響穩(wěn)定的溫度環(huán)境是保證壓鑄件尺寸公差的關(guān)鍵，需通過(guò)閉環(huán)溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模具熱平衡。對(duì)厚壁件(>5mm)

采用階梯式降溫(每分鐘降3-5℃),可減少內(nèi)部應(yīng)力變形導(dǎo)致的尺寸

超差。冷卻速率調(diào)控模具溫度每升高100℃,型腔尺寸會(huì)膨脹0.1%-0.15%,需在CAD設(shè)計(jì)階段預(yù)置反向補(bǔ)償值。例如某發(fā)動(dòng)機(jī)殼體模具在200℃工況下需

預(yù)留0.25mm膨脹余量。熱膨脹補(bǔ)償機(jī)械性能溫度參數(shù)抗拉強(qiáng)度與溫度關(guān)聯(lián)·

固溶溫度窗口：ADC12鋁合金在670-690℃澆注時(shí)，抗

拉強(qiáng)度可達(dá)320MPa以上，低于650℃會(huì)形成未熔共晶

相，強(qiáng)度下降15%-20%?！?/p>

模具恒溫保持：頂出階段模溫波動(dòng)需≤30℃,否則會(huì)

因非均勻冷卻導(dǎo)致晶粒粗化，延伸率降低2%-3%?！6熱處理匹配：壓鑄后立即將模溫維持在150-180℃

可促進(jìn)后續(xù)固溶處理效果，使疲勞循環(huán)次數(shù)提升1.5

倍?！?/p>

局部激冷技術(shù)：對(duì)高應(yīng)力區(qū)域(如螺紋孔周邊)采用

定向噴淋冷卻，使該區(qū)域冷卻速率達(dá)15℃/s,

可細(xì)化

晶粒提升耐疲勞性。疲勞壽命溫度優(yōu)化不同合金溫度規(guī)范鋁合金壓鑄溫度標(biāo)準(zhǔn)澆注溫度范圍鋁合金澆注溫度通?？刂圃?30~730℃,薄壁復(fù)雜件需采用較高溫度(700~730℃)以提

高流動(dòng)性，厚壁結(jié)構(gòu)件建議較低溫度(630~680℃)以減少收縮缺陷。模具溫度控制過(guò)低則引發(fā)冷隔或流紋缺陷。溫度失衡風(fēng)險(xiǎn)澆注溫度過(guò)高會(huì)加速模具腐蝕和鋁液吸氣，形成針孔；溫度過(guò)低則可能產(chǎn)生硬質(zhì)點(diǎn)，增

加后續(xù)加工難度。澆注溫度更高鎂合金澆注溫度需控制在700~740℃,因其氧化傾向強(qiáng)，需快速充型以減少氧化夾雜。熱敏感性問(wèn)題鎂合金對(duì)溫度波動(dòng)敏感，需精確控制模溫梯度，避免因局部過(guò)熱導(dǎo)致鑄件裂紋或變形。模具溫度上限模具溫度需維持在180~300℃,高溫可減少鎂液凝固應(yīng)力，但超過(guò)300℃會(huì)加劇模具熱疲勞。安全防護(hù)措施高溫鎂液易與水分反應(yīng)爆炸，需確保模具干燥并配備防爆設(shè)備。鎂合金溫度特殊要求鋅合金溫度控制特點(diǎn)01.低溫澆注優(yōu)勢(shì)鋅合金澆注溫度較低(420~500℃),模具溫度控制在100~200℃即可，能

耗低且延長(zhǎng)模具壽命。02.快速凝固特性鋅合金凝固速度快，需保持模溫均勻性以避免冷隔或充型不足，尤其對(duì)薄

壁件至關(guān)重要。03.溫度與表面質(zhì)量模溫低于100℃易導(dǎo)致流紋缺陷，高于200℃則可能引起粘?；虺叽绯睿?/p>

需通過(guò)冷卻系統(tǒng)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。09大型模具溫度管理局部冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)在熱節(jié)區(qū)域增設(shè)點(diǎn)冷或隨形冷卻通道，通過(guò)精準(zhǔn)控制冷卻介質(zhì)流量和溫度，降低局部過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)。熱導(dǎo)材料鑲嵌采用銅合金或高導(dǎo)熱鋼等材料鑲嵌熱節(jié)部位，加速熱量傳導(dǎo)，避免因熱

量積聚導(dǎo)致的模具變形或縮孔缺陷。動(dòng)態(tài)溫度監(jiān)控與調(diào)節(jié)安裝紅外測(cè)溫或熱電偶傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熱節(jié)溫度，結(jié)合PLC系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整冷卻參數(shù)，確保溫度梯度穩(wěn)定在工藝范圍內(nèi)。熱節(jié)部位特殊處理動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法基于紅外測(cè)溫反饋，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)各區(qū)域冷卻流量，維持型腔表面溫差≤30℃,避免因

熱應(yīng)力導(dǎo)致的模具龜裂殘余熱量回收將溢流槽區(qū)冷卻水(70-90℃)通過(guò)熱交換器用于預(yù)熱噴涂系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利

用分區(qū)溫控系統(tǒng)將模具劃分為澆注區(qū)(180-220℃)、成型區(qū)(200-240℃)、溢流槽區(qū)(150-

180℃)三級(jí)梯度，采用多路模溫機(jī)獨(dú)立

調(diào)控預(yù)熱梯度設(shè)計(jì)開(kāi)機(jī)時(shí)優(yōu)先加熱澆注系統(tǒng)至150℃再逐步擴(kuò)展至全模，升溫速率控制在3-5℃/min,防止驟熱變形梯度溫度控制技術(shù)多層加熱管布局在模架、型芯、鑲件分別埋設(shè)加熱管，功率按25kW/m2

、15kW/m2

、

8kW/m2三級(jí)配置，確保整體受熱均勻口熱流道輔助加熱對(duì)深腔結(jié)構(gòu)增設(shè)熱流道伴熱系統(tǒng)，維持鋁液流動(dòng)前沿溫度差≤15℃

,避免冷隔缺陷仿真優(yōu)化驗(yàn)證通過(guò)MAGMAsoft模擬填充過(guò)程溫度場(chǎng)，調(diào)整冷卻水道間距至8-12mm

,使模具表面溫度分布標(biāo)準(zhǔn)差<8℃均衡升溫方案設(shè)計(jì)10薄壁件溫度控制高速充型溫度要求避免金屬液提前凝固薄壁件因散熱面積大，需保持較高的澆注溫度(通常比常規(guī)件高20-30℃),確保金屬液在高速充型過(guò)程中保持流動(dòng)性，防止冷隔或充型不足。減少熱應(yīng)力缺陷精確控制模具預(yù)熱溫度(建議150-200℃),避免因溫差過(guò)大導(dǎo)致鑄件表面裂紋或內(nèi)部應(yīng)力集中,影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。優(yōu)化合金流動(dòng)性針對(duì)鋁合金薄壁件，澆注溫度需穩(wěn)定在680-720℃范圍內(nèi)，過(guò)高易產(chǎn)生氣孔，過(guò)低則導(dǎo)致填充不完

整

。動(dòng)態(tài)冷卻介質(zhì)調(diào)節(jié)根據(jù)紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，自動(dòng)切換水/氣混合冷卻模式，厚壁區(qū)采用高壓水冷(0.8-1.2MPa),薄壁區(qū)切換為

霧化氣冷以防過(guò)冷。隨形水路設(shè)計(jì)采用3D打印技術(shù)制作貼合鑄件輪廓的彎曲水路，在壁

厚≤1mm區(qū)域布置密集冷卻通道(間距≤8mm),縮

短冷卻時(shí)間30%以上。分區(qū)控溫系統(tǒng)對(duì)加強(qiáng)筋、轉(zhuǎn)角等易過(guò)熱區(qū)域增設(shè)點(diǎn)冷針或噴淋裝置,配合熱電偶實(shí)時(shí)監(jiān)控，將溫差控制在±5℃以內(nèi)。通過(guò)差異化冷卻策略平衡薄壁件的凝固梯度，重點(diǎn)解決厚薄過(guò)渡區(qū)的縮孔和變形問(wèn)題。局部冷卻強(qiáng)化措施凝固階段協(xié)同控制·

充型結(jié)束后0.5s內(nèi)啟動(dòng)梯度冷卻，優(yōu)先冷卻澆口區(qū)

域(降溫速率15℃/s),遠(yuǎn)端薄壁區(qū)延遲2s冷卻(降溫速率8℃/s),

減少熱裂風(fēng)險(xiǎn)。·

對(duì)于鎂合金薄壁件，需保

持模溫200℃至開(kāi)模前3s,突然降至120℃以釋放脫模

應(yīng)力，避免件體變形。充型階段參數(shù)聯(lián)動(dòng)·

當(dāng)充型速度>5m/s時(shí)，模

具溫度需提升至220-250℃

,以延緩表面凝固層形成

,確保金屬液完整填充微

細(xì)流道。·

采用多段壓射控制：低速

階段(0.2-0.5m/s)

配合

模溫180℃,高速階段(4-

6m/s)同步啟動(dòng)模溫補(bǔ)償

系統(tǒng)，避免溫度驟降。溫度與充型速度配合11模具熱平衡調(diào)試預(yù)熱溫度控制模具初始預(yù)熱需達(dá)到180-220℃,避免材料填充時(shí)因溫差導(dǎo)致收縮缺陷或粘?，F(xiàn)象。動(dòng)態(tài)溫度監(jiān)測(cè)采用熱電偶實(shí)時(shí)監(jiān)控模芯、模腔溫度波動(dòng)，確保各區(qū)域溫差≤15℃,優(yōu)化冷卻系統(tǒng)響應(yīng)

速

度

。工藝窗口驗(yàn)證通過(guò)DOE實(shí)驗(yàn)確定最佳溫度區(qū)間(如澆口處200±5℃),平衡生產(chǎn)效率與鑄件良品率。試模溫度參數(shù)調(diào)整記錄連續(xù)20模次循環(huán)時(shí)間偏差≤5%,頂出阻力維持在40-60kN范圍內(nèi)，表明熱傳導(dǎo)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。連續(xù)生產(chǎn)時(shí)模溫波動(dòng)應(yīng)≤15℃,通過(guò)紅外熱像儀檢測(cè)型腔表面溫差，超過(guò)30℃

需調(diào)整冷卻方案。熱平衡狀態(tài)下鑄件飛邊厚度穩(wěn)定在0.1-0.3mm,剖切檢查內(nèi)部氣孔率≤2%(X

光

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn))。溫度曲線分析鑄件質(zhì)量驗(yàn)證生產(chǎn)節(jié)律監(jiān)控?zé)崞胶鉅顟B(tài)判定02

凝固模擬輔助運(yùn)

用MAGMA軟件模擬不同模溫下的金屬

液流動(dòng)前沿溫度，優(yōu)化澆排系統(tǒng)使溫

度梯度≤50℃/s。01

DOE實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用正交試驗(yàn)法，以模溫

(X1)

、

壓射速度

(X2)

、比

壓

(X3)為變量，通過(guò)極差分析確定主次影響因素。根據(jù)公式Q=λ·A·△T/δ,核算模具

各區(qū)域熱流密度，確保散熱能力與輸

入熱量匹配(鋁合金典型值80-120W/cm2)。針對(duì)粘模、龜裂等缺陷，通過(guò)金相分

析判斷過(guò)熱/過(guò)冷區(qū)域，反向調(diào)整冷卻

管道布局或加熱功率分配。03

熱流密度計(jì)算

04

失效反推修正工藝窗口確定方法1

溫度異常處理方案自動(dòng)化響應(yīng)措施集成PLC控制系統(tǒng)，在溫度超標(biāo)時(shí)自動(dòng)降低壓鑄機(jī)射速或暫停生產(chǎn)，并啟動(dòng)輔助冷卻裝置(如風(fēng)冷或噴霧降溫),減少人工干預(yù)延遲。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用熱電偶或紅外傳感器連續(xù)監(jiān)測(cè)模具關(guān)鍵部位溫度，設(shè)定閾值觸發(fā)報(bào)警，防止因局部過(guò)熱導(dǎo)致模具變形或材料性能下降。冷卻通道優(yōu)化通過(guò)調(diào)整冷卻水流量、壓力及分布路徑，確保模具散熱均勻，避免熱集中現(xiàn)象。冷卻

系統(tǒng)需定期清理水垢以保證效率。過(guò)熱預(yù)警機(jī)制溫度不均對(duì)策分區(qū)動(dòng)態(tài)冷卻技術(shù)將模具劃分為多個(gè)溫控區(qū)域，根據(jù)熱像儀反饋的各區(qū)域溫度數(shù)據(jù)，獨(dú)立控制對(duì)應(yīng)冷卻通道的電磁閥開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)±5℃的精度平衡。噴涂參數(shù)智能調(diào)節(jié)聯(lián)動(dòng)噴涂機(jī)器人根據(jù)模具實(shí)時(shí)溫度分布，動(dòng)態(tài)調(diào)整脫模劑噴涂量和霧化壓力，高溫區(qū)域增加噴涂覆蓋率(提升20%-30%),低溫區(qū)域減少噴涂避免過(guò)冷。梯度加熱補(bǔ)償系統(tǒng)在模具低溫區(qū)域(低于160℃)部署嵌入式加熱棒，配合熱成像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償加熱，消除因結(jié)構(gòu)差異導(dǎo)致的傳熱不均現(xiàn)象

。模具材料優(yōu)化方案在持續(xù)出現(xiàn)溫度不均的模芯位置采用高導(dǎo)熱合金鑲件(如銅鎢合金),將局部熱傳導(dǎo)效率提升40%以上，同時(shí)減少熱應(yīng)力集中。01030204當(dāng)檢測(cè)到溫度超過(guò)300℃時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)高壓氮?dú)忪F化系統(tǒng)，通過(guò)0.5mm直徑噴嘴以15m/s

速度噴射霧化冷卻液，實(shí)現(xiàn)秒級(jí)快速降溫。備用循環(huán)水路切換激活埋入模具的應(yīng)急冷卻回路(獨(dú)立于主冷卻系統(tǒng)),采用25℃恒溫冷卻液進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，降溫速率可達(dá)10℃/分鐘。生產(chǎn)節(jié)拍自適應(yīng)調(diào)整通過(guò)MES系統(tǒng)動(dòng)態(tài)延長(zhǎng)開(kāi)模停留時(shí)間(從標(biāo)準(zhǔn)3秒延長(zhǎng)至8-10秒),并同步降低

壓射速度(調(diào)整至正常值的70%),減少鋁液帶來(lái)的熱負(fù)荷。應(yīng)急降溫措施高壓氣霧冷卻介入13智能化溫控系統(tǒng)實(shí)時(shí)溫度反饋機(jī)制通過(guò)高精度熱電偶和紅外傳感器網(wǎng)絡(luò)，持續(xù)采集模具表面及內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)，

形成動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)模型，為控制系統(tǒng)提供毫秒級(jí)響應(yīng)依據(jù)。多變量協(xié)同調(diào)控整合加熱功率、冷卻水流量、壓力等參數(shù)，建立PID-模糊邏輯復(fù)合控制模型

,解決傳統(tǒng)溫控系統(tǒng)超調(diào)量大、響應(yīng)滯后的問(wèn)題。閉環(huán)控制原理自適應(yīng)調(diào)節(jié)算法預(yù)測(cè)性溫度管理利用LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提前30秒預(yù)測(cè)溫度變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)前瞻性干預(yù)。動(dòng)態(tài)參數(shù)補(bǔ)償通過(guò)在線學(xué)習(xí)模具熱慣性和熱

損耗特征，自動(dòng)修正傳熱系數(shù)

計(jì)算偏差，補(bǔ)償環(huán)境溫度波動(dòng)

帶來(lái)的影響?；谏疃葟?qiáng)化學(xué)習(xí)的智能算法可自主優(yōu)化控溫策略，適應(yīng)不同合金材料、模具結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)工況需求

。數(shù)字孿生應(yīng)用·

通過(guò)三維熱力學(xué)仿真模型虛

實(shí)映射，實(shí)時(shí)顯示模具各分

區(qū)溫度梯度，輔助工程師進(jìn)

行異常診斷?！?/p>

自動(dòng)生成溫度控制日志與能

效分析報(bào)告，支持PDF/Excel多格式導(dǎo)出，滿足IATF16949質(zhì)量管理體系追溯要求設(shè)備互聯(lián)架構(gòu)·采

用OPC

UA協(xié)議實(shí)現(xiàn)壓鑄機(jī)

、模溫機(jī)、冷卻塔等設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)互通，構(gòu)建分布

式邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)?！?/p>

部

署

5G