压铸技术之深入浅出学PQ图(二)

压铸技术之深入浅出学PQ图（二）

模具特性DL线（浇口特性曲线）

我们知道，要生产良好的铸件，通常需要满足以下要求：

－正确充型方式和浇口位置

－浇道中良好的金属流态

－良好的冲头控制和冲头速度的一致性

－适当的模具排气或抽真空

－合适的模具热平衡

－模具喷涂条件

以上这些因素我们都可以控制，但实际情况是，设备常常不能提供生产良好铸件所需的正确流量和所需的压力。要想得到最佳流量条件，就要设法得到所需要的正确浇口尺寸，并应给出与设备压力相匹配的两种参数，即浇口速度和型腔浇注时间。

我们使用PQ计算的方法可以确定起始浇口尺寸和预测浇注时间。当然我们可以用估算的方法确定浇口尺寸和浇注时间，然后通过实际验证，反复试验，或许最终会得到良好的浇口。但通过PQ计算的方法比较经济，很容易通过更改进行尝试，这种尝试是在纸上，而估算的尝试则是在模具上进行。

一、Bernoulli 方程式

浇口速度指的是金属液流经喷嘴或浇口的速度。压铸机压射系统的负荷来自于将金属液送入模具型腔或浇口所需要的力，可以用充型压力来表示。当金属液以所需的速度流人浇口时就产生充型压力。充型压力施加在流经浇注系统的金属液上，迫使其在要求的时间内进入模具型腔，可以使用Bernoulli方程式计算该充型压力。

式中：P 金属上的压力

ρ 液态金属的密度

ω 浇口速度

g 重力加速度（常数）

Cd 流量系数

式（1）中的金属压力P为将金属液送入模具浇口所需的压力。该压力与浇口速度的平方成正比。有时由于设备能力不足，不能提供满足要求所需的压力，浇口速度和压铸机快速压射速度将降低，此时正确的浇注时间也就不能达到。

这里的流量系数为从压室经浇注系统，到浇口总的流量系数。经大量的实际确定，通

常铝、镁合金在0.5-0.6之间，锌合金在0.6-0.7之间。

通过式（1）可看到作用在金属上的压力与浇口速度的平方成正比，如果浇口速度增加一倍，作用在金属上的压力为达到所需浇口速度，其压射能力（提供所需充型压力）需增加四倍。

二、充型压力P与充型流量Q的关系

根据连续流量方程，我们通过式（2）可以计算充型流量Q，将式（2）带入式（1），得到充型流量与所需的充型压力和浇口面积Ag的关系式（3）。

式中：Q 金属充型流量

Ag 浇口面积

通过式（3）可看到作用在金属上的压力与充型流量的平方成正比，与浇口面积的平方成反比。当所需的充型流量增加一倍时，所需的充型压力增加四倍。如果浇口模具减小一倍，所需的充型压力必须增大四倍。

三、模具性能DL线在PQ图表上的显示

上式（3）中，除浇口面积Ag外，只有作用在金属上的压力和流量为变量，我们可以尝试估算一个浇口面积值，就可以根据式（3），将充型压力P与充型流量Q的函数关系绘制在PQ图上如下图（1）：

浇口面积确定后，PQ的关系也就确定了，即当我们所需的充型流量确定，那么所需的充型压力也就确定了，反过来说当要改变充型流量与充型压力的关系时，就必须调整浇口面积。当模具浇口面积确定的充型压力与流量关系，满足不了生产良好铸件的要求时，我们就要通过调整浇口面积，来改变充型流量与压力的关系，图（2）表示了不同的浇口面积的模具所确定代表模具特征的DL线。