文：广东鸿图南通压铸有限公司王悦民、丰亮、姜先锋、杨迎风

摘要  针对压铸常用超点冷受模具结构的空间限制问题，设计了一种新型的超点冷方式，其可以拓宽点冷的使用空间，解决产品局部狭小位置的烧伤、缩孔等缺陷，最终提高产品的合格率。

关键词　超点冷；热平衡；

压铸在节能减排趋势下，以铝代替钢以实现传统汽车轻量化和新能源汽车开发，越来越受到重视。压铸模具作为压铸工艺的关键工装，其有效寿命对降低产品成本十分重要。

由于模具成形表面温度不平衡而导致的热交变应力疲劳成为模具失效的主要因素。

１、解决温度不平衡的方式

（１）对于压铸，通过对输入的能量（铝熔液由６５０℃±１０ ℃降至２００～３００ ℃所散发的热量）进行有效的输出来降低温度差异。这种模式多用于产品结构简单的几何体零件，通过在模具上设计出直列排布的内部冷却管道，用冷却水直接带走热量从而达到温度平衡，局部也可通过调节冷却水流量进行微调。

该方法目前应用较多，但也存在一些问题。

（２）根据温度场模拟，针对性的设计局部冷却从而达到温度平衡。其中，点式冷却法在模具成形腔体中凸出受热部位应用比较多。本课题结合实际经验，提出一种全新的设计模式。

２、传统的点冷设计方式

传统的点冷设计方式见图１。冷却器与工件为螺纹连接，点冷器拧入工件，由于使用的是ＰT 螺纹，所以点冷器与工件之间无渗漏，而点冷管深入工件的冷却孔，当接入冷却水时，水通过点冷器的中心管喷出，使冷却水在工件的冷却孔中循环。　点冷器内部形成水循环，冷却水带走孔底的热量，可以减小工件上的热节大小。这种方式可以有效地实现局部区域的温度平衡且工艺成熟。但对于外径尺寸受限制的部位无法有效应用。当需要保证模具壁厚的强度时，底孔只能使用Φ（２～４）ｍｍ 的超点冷，实践中发现受结构空间、水压等影响，效果不理想，见图２。

３、选择传热效果好的材料

选择单向导热性优异的石墨烯材料作为传导体。由于石墨烯较脆，所以选择导热性能好的银作为基体，石墨烯通过物理气相沉积在金属银上，设计了以 下 装置，并对多种材料进行了筛选，用测温仪对过程进行记录，见图３。

   表１为将冷却水加热至１００ ℃不同材料所需的时间。可以看出，有石墨烯的银导热性能最好。

４、新型超点冷结构设计与验证

   根据试验结果，选择了一个模具镶件进行验证。模具上局部点冷设计示意图见图 ４。

有石墨烯涂覆的金属银套镶入工件，点冷器插入金属套中，点冷器冷却石墨烯传导体，石墨烯传导体冷却工件，这样就能达到冷却工件的目的。可用于细小工件冷却，即使镶件破损，冷却水也不会流入产品，导致产品报废。现场使用发现，此镶件有效寿命由原来的１．５～２万模次提高到３～４万模次，效果良好。

５、结　语

新型点冷器可解决模芯开裂而导致的模芯漏水等问题，可提高生产效率，节约生产成本，提高点冷结构的使用范围。