Книги по строительству и ремонту

Тепловые трубы

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Кокильное литье и литье под давлением

При кокильном литье и литье под давлением сплавы металлов или пластмасса в жидком виде заливаются в форму и быстро охлаждаются, образуя требуемое изделие, зачастую большого габарита и имеющее сложную форму. Использование этой технологии делает возможным массовое производство изделий, причем время многих циклов измеряется секундами.

Необходимость отвода теплоты в процессе затвердевания очевидна. В настоящее время почти все формы охлаждаются водой. Однако при этом временами возникают трудности в подводе каналов охлаждающей воды к недоступным частям формы. Обычно в таких случаях используют вкладыши из более теплопроводного материала, такого как молибден, который отводит теплоту к находящимся на некотором удалении каналам охлаждающей воды. Кроме того, зачастую неудобно использовать водяное охлаждение в подвижных или удаляемых соплах, литниках (устанавливаемых в сопле, через которое подается расплавленный металл), а также в стержнях.

По-видимому, наиболее существенной проблемой," связанной с охлаждением форм, является необходимость сведения к минимуму тепловых ударов, что обеспечивает приемлемый срок службы форм. При очень больших разностях температур между расплавленным материалом и охлаждаемой водой срок службы формы может значительно уменьшиться. Поэтому очевидно, что эти элементы должны быть снабжены устройствами для быстрого отвода теплоты от их рабочих поверхностей при температуре, в большей степени приближающейся к температуре расплавленного металла.

Следует указать на две дополнительные тепловые проблемы:

1. В отдельных процессах может оказаться необходимым или желательным обогрев части формы с целью обеспечения непрерывной подачи расплавленного материала к сравнительно труднодоступным участкам, удаленным от точки заливки. Для обеспечения последующего быстрого затвердения изделия нужно создать условия для перехода от обогрева к охлаждению за минимальный отрезок времени с тем, чтобы продолжительность цикла оказалась  минимально  возможной.

2. При литье под давлением пластических материалов (а также при выработке определенных изделий из шоколада) используются длинные стержни диаметром всего лишь несколько миллиметров. Обычно они выполняются из высокотеплопроводного материала, такого как сплав на основе меди, для того чтобы способствовать быстрому охлаждению в тех местах пластмассового изделия, где может располагаться дополнительная масса, например вокруг отверстия для самонарезающегося винта. Зачастую охлаждение этих участков определяет скорость изготовления отливаемого изделия.

Для решения этих проблем были использованы тепловые трубы как при литье пластмасс под давлением, так и при кокильном литье -сплавов металлов. Стержни, обладавшие способностью работать как тепловая труба, облегчили местное охлаждение, при этом стержни имели фитиль и заправлялись рабочей жидкостью аналогично тепловой трубе. Тепловые трубы заделывались также в формы для кокильного литья изделий из цинковых сплавов с целью  их охлаждения  и снижения местного прилипания   металла   к   стенкам.   В  последнем   случае в результате размещения тепловой трубы на меньшем удалении от  расплавленного   металла, нежели это воз-.   можно в системах с непосредственным водяным охлаждением, и установки конденсатора тепловой трубы в уже существующих водяных каналах было достигнуто значительное снижение продолжительности технологического цикла. Тепловые удары при этом оказываются не столь сильными, как при непосредственном охлаждении форм водой, и в итоге срок службы форм существенно не снижается.

Безусловно, следует помнить, что в данном случае тепловая труба, как и в других случаях может быть использована лишь в качестве дополнения водяного охлаждения и не может эффективно заменить его.

Характерный диапазон рабочих температур тепловых труб, используемых при литье пластмасс под давлением, составляет 60—120°С. При кокильном литье цинковых сплавов температура пара в тепловых трубах может достигать 200°С, хотя в предельных случаях, когда испаритель трубы расположен очень близко к границе форма — расплавленный металл, эта температура может оказаться существенно большей.