文：蓝 宪 广东工商职业学院
摘 要 本文主要论述压铸模具在生产铸件的过程中，由于模具中的浇口套的冷却环经常出现水垢以致堵塞运水槽，为了保证运水槽能保持通畅，达到调温的目的，本文介绍采用用盐酸试剂进行化学反应的方法，溶解堆积的水垢。
关键词 浇口套 冷却环 水垢 盐酸试剂
1 前言
浇口套是压铸模具中必不可少的零件之一，为了调节浇口套温度，设计时，浇口套外圆设一条或多条环形的水槽。在使用过程中，水垢在水槽中慢慢沉积，使用一段时间后运水槽就会堵塞，造成运水不通，从而影响浇口套冷却效果。为了保证浇口套的正常运水，实际使用模具过程中需要经常对浇口套进行维护。
2 水垢成因分析
浇口套内周期性地输送 670 ～ 700℃的铝夜，浇口套外侧的环形运水槽的水会连续不断地受到加热，即使进水是常温 20℃的水，经过运水槽后出水一端的水温度已经达到60～80℃之间。由于水的电离过程吸热，因此升温使水的电离平衡右移，即加热会促进水的电离（H2O=H+OH，水中的（H+）和（OH-）同时增多。由于水中含有钙离子、空气中含有二氧化碳，在加热的状态下，容易由溶于水的碳酸氢钙转变为难溶于水的碳酸钙 Ca2+2OH+2CO2=Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2=CaCO3↓+HO2+CO2↑。因此水垢的主要成份是碳酸钙（CaCO3）。由此可见，只要水中含有钙离子，或水被加热时就会产生水垢。
3 工艺分析
如下图所示的浇口套结构。
从上图所示浇口套的装配工艺分析来看，为了保证运水槽内的水不会从浇口套与冷却环之间的间隙中渗漏，加工时都是采用过盈配合 H7/r6, 将冷却环加热压入浇口套上，从而达到密封效果。由此可见。当水槽内积满水垢后，不能将浇口套与冷却环拆卸进行清理水槽内的水垢。
4 解决方案分析
方案一：根据材料价值及加工周期确定取舍。由于浇口套采用的材料 H13，它是一种热作模具钢，较冷却环采用45 钢价格高很多，而且加工量较大，因此，为了恢复运水槽运水，采用舍弃冷却环的办法，将冷却环用车床加工去掉，然后再清理水槽上沉积水垢，将水垢清理干净后，再重新加工一个冷却环用热压法配到浇口套上，从而达到修复运水的目的。缺点：（1）修复的周期较长。要将原来的冷却环去除后再重新加工冷却环配上；（2）直接采用热压法会对浇口套内孔径产生轻微的变形；（3）反复这样修复，既费时又费钢料。
方案二：采用化学溶解的方法。根据水垢的主要成分是Ca(HCO3)2，又根据化学原理—盐与酸反应会生成新盐与新酸，关键要选择合适的酸。酸的选择：硫酸（H2SO4）与碳酸钙（CaCO3）反应生成微溶于水的硫酸钙（（CaSO4），而且硫酸钙（CaSO4）会附着在（CaCO3）表层上阻碍继续反应，同时，硫酸（H2SO4）与水稀释时必须注意一定的先后顺序，操作上存在安全隐患。因此，不能选用硫酸（H2SO4）。（2）硝酸（HNO3）与碳酸钙（CaCO3）反应生成易溶于水的硝酸钙Ca（NO3）2，由于硝酸在光照条件下分解成水、NO2和 O2，而二氧化氮（NO2）是一种棕红色有刺激性臭味的气味，会对人体产生不适，同时对大气也会产生影响，因此不宜选用硝酸。（3）盐酸（HCl），与碳酸钙（CaCO3）反应生成易溶于水的氯化钙（CaCl2），且盐酸是氯化氢的水溶液，不论是浓盐酸还是稀盐酸都不用进行稀释就可以直接使用，因此选用盐酸作为溶解试剂是较好的选择。
5 方案的实施
为了减少材料浪费以及避免采用热压法对浇口套内径变形的影响，选择方案二作为处理水垢的方法。CaCO3+2HCl）=CaCl2+HO2+CO2↑，从化学反应方程中可以看出，在反应过程中会有气体排出。由于盐酸是水溶液，气体在水中排出时会冒出气泡，因此可以以此作为是否反应完成的判断依据。盐酸选择：工业盐酸，呈现黄色的液体，盐酸胡浓度较低，反应会较慢，需要的时间较长，不作使用；盐酸试剂，呈现无色的液体，盐酸胡浓度较高，反应较快，因此使用该盐酸作为处理水垢的化学试剂。处理方法：将盐酸试剂用滴管从运水孔处一滴一滴
地滴入孔内，盐酸试剂迅速与碳酸钙反应生成气泡排出，待反应缓慢下来后，再往孔内滴入盐酸试剂，最后待滴入一滴盐酸试剂后，如运水孔内无新的气泡从孔口冒出，表明水槽中的水垢已经与盐酸试剂反应完毕。由于采用滴定溶解，水槽中会有 1～ 1.5 滴盐酸试剂过量，因此滴完后不能用手去触碰水槽中的液体，避免腐蚀身体，应该用水缓慢注入孔内，让其清除残留的盐酸，才能完成。
6 操作过程
先准备酸性滴管、烧杯、盐酸试剂，然后将盐酸试剂从瓶中倒出适量至烧杯中，再将烧杯中胡盐酸倒入滴管内，再将滴管的出口正对一个运水孔，打开滴管开关，观察反应速度，调节开关的大小。刚开始反应时，气泡只从滴盐酸处冒出，并带出黄色的浑浊液体，反应快结束时，气泡从另一个运水孔中也会冒出，并也带出黄色的浑浊液体，将滴管开关调小出水，当最后进入运水孔无冒出气泡时，表明水垢已经溶解，此时将滴管开关关闭，再将滴管内的盐酸试剂倒回盐酸瓶内，最后将浇口套送到清洗池内清洗，用一条运水管将浇口套与自来水管连接，然后缓慢开水，将水槽内的溶液冲出。
7 结语
实践表明，虽然浇口套主要材料含有铁的成份，亦能与盐酸发生反应，2HCl+Fe=FeCl2+H2↑ , 但由于盐酸与碳酸钙的反应比盐酸与铁的反应快，且即使盐酸与铁有轻微的反应也只是在水槽周边有反应，也不会影响浇口套的整体使用效果及寿命。因此用盐酸处理浇口套中的水垢，可以达到简单、快捷的效果，而且成本低，这种方法具有实用性，值得广泛推广。
