压铸模具温度规范技术指南

压铸模具温度规范技术指南汇报人：***(职务/职称)日

期：2025年**月**日·

压铸工艺基础概述·

模具温度控制基本原理·

压铸温度参数体系·

温度检测方法与设备·

模具加热系统设计·

冷却系统配置规范·

温度与产品质量关系目录·

不同合金温度规范·

大型模具温度管理·

薄壁件温度控制·

模具热平衡调试·

温度异常处理方案·

智能化温控系统·

温度规范标准体系目录01压铸工艺基础概述压铸是通过高压(几兆帕至几十兆帕)将液态金属以高速(0.5-

70m/s)注入模具型腔，使金属在压力下快速凝固成型，实现复杂结构的精密成形。材料适应性广温度精确控制高压高速填充铝合金熔料温度通常控制在610-670℃,锌合金为400-450℃,模具

温度需维持在合金温度的1/3左右，以保证金属流动性和凝固质量适用于锌、铝等高流动性合金，尤其适合大批量生产薄壁件，但内

部易产生气孔，需后续加工时注意。压铸成型原理及特点熔料温度影响流动性铝合金温度低于610℃会导致填充不全,高于670℃则加剧模具热疲劳，需严格控制在工艺窗口内。凝固速率决定致密度通过模温调节凝固顺序，厚壁区域需加速冷却以减少缩松，薄壁区域适当保温避免冷隔。模具温度梯度控制模具温度不均会导致铸件缩孔、变形,通常采用分区冷却系统，使模温差控制在±15℃以内。脱模温度关联质量顶出时铸件温度过高易变形，过低则可能开裂，铝合金建议顶出温度不高于220℃。温度在压铸过程中的关键作用流痕与冷隔

缩孔与缩松

热裂纹模具温度过高使铸件冷却不均产生内应力，需降低模温并优化顶出时机，

锌合金模温建议130-180℃。厚壁区域冷却过慢形成，需加强局部冷却或调整壁厚均匀性，铝合金壁厚

建议不超过6mm。因模温过低或熔料温度不足导致金属前沿凝固，需提高模温至150-200℃并优化浇口速度。典型压铸缺陷与温度关系分析模具温度控制基本原理热量输入与输出平衡压铸过程中模具的热平衡是指单位时间内从合金液吸收的热量与通过自然散热和人工冷却输出的热量相等，这是保证模具温度稳定的核心条件。动态平衡特性每个压铸循环中模具温度呈周期性波动，需通过预热、冷却等手段使整体温度维持在200-300℃的工艺窗口内。非平衡态危害当散热>吸热时需补充加热(如电加热器);当吸热>散热时需强制冷却(如模温机),否则会导致成型缺陷或模具损伤。热传导主导散热模具95%的热量通过热传导方式输出，仅5%通过辐射和自然对流散失，因此冷却系统的设计需重点优化导热路径和效率。热传导与热平衡理论结构敏感特性滑块、顶针等运动部件易形成局部热点，需单独设计冷却回路或采用导热镶件优化温度场。厚度方向衰减特性从型腔表面到模具内部温度呈指数衰减，冷却水道应布置在温度梯度最大区域以提升换热效率。型腔表面梯度分布靠近浇口的区域温度最高(可达400℃),沿熔体流动方向逐渐降低,溢流槽部位温度通常最低。模具温度场分布规律热应力疲劳每次压铸循环产生的200-300℃温差会使模具表面承受交变应力，导致热裂纹和龟裂扩展。腐蚀加速高温加剧合金液与模具的化学反应，特别是在喷涂冷却不充分时，会显著缩短模具使用寿命。材料性能退化长期高温(>400℃)会引发模具钢回火软化，降低硬度、抗拉强度和耐腐蚀性塑性变形风险局部过热(如浇口区域)可能超过模具材料的屈服强度，造成型腔尺寸永久变形。温度对模具寿命的影响机制03压铸温度参数体系铝合金熔汤控制铝合金浇注温度需严格控制在660-710℃区间，温度过

高会导致氧化夹渣缺陷，温

度低于630℃将引发流动性

不足、冷隔等问题，薄壁复

杂件可适当提高至680-730℃以改善充型能力。锌合金熔汤特性锌合金最佳熔汤温度为420-

480℃,超过500℃会显著加

速模具热疲劳，实际生产中

需配合保温炉数显温度计实时监控，建议每30分钟记录

温度波动情况。镁合金特殊要求镁合金熔汤需保持640-680℃并配合保护气体，温

度过高易引发燃烧风险，温

度不足会导致充型不完整，

需采用专用热电偶进行闭环

控制。熔汤温度标准范围预热温度范围为120-200℃,采用模温

机分区控温时，动模与定模温差不应

超过20℃,预热不足会导致铸件表面

出现冷隔纹。必须预热至180-250℃才能开始生产，

新模首次使用需阶梯式升温避免热冲击，重点加热浇道、型腔等关键区域

,温差需控制在±15℃以内。推荐使用双通道模温机配合导热油循

环系统，比电热管加热更均匀，预热

时间可缩短30%且温度稳定性提升50%

以上

。对于多滑块结构的模具，每个滑块单

元需单独测温，建议采用红外热像仪

检测实际温度分布，避免局部低温区

影响脱模效果。01

铝合金模具预热

02

锌合金模具要求03

复杂件特殊处理

04

预热设备选择模具预热温度规范动态温度补偿生产过程中模具表面温度应维持在浇注温度的1/3±25℃,通过模温机与冷却系统的联

锁控制实现自动补偿，薄壁件需调高20-30℃改善流动性。冷却系统管理循环冷却水温度需稳定在30-50℃,采用三级冷却塔设计配合PH值监测，每月需进行管

道除垢作业以保证换热效率，避免热应力集

中。热平衡监控建议在模具分型面、顶针板等关键位置埋设热电偶，实时监测温度梯度变化，当温差超过40℃时应立即停机调整冷却水路布局。工作温度区间控制温度检测方法与设备接触式测温技术应用热电偶测温

热电阻测温

红外辅助校准利用铂电阻

(PT100)的高稳定性特性,通过嵌入式安装实现模具内部温度梯度测量，误差范围±0.5℃。结合接触式探头与便携式红外测温枪进行交叉验证，消除接触不良导致的测量偏差，确保数据可靠性。采用K型或J型热电偶直接接触模具表面,测量精度可达±1℃,适用于高温高压环境下的实时监测。红外非接触测温方案全幅面热成像监测采用640×512分辨率红外探测器，以30Hz采样频率捕捉模具分型面温度场,可识别0.5℃的局部温差。需配置氮气吹扫装置防止喷涂水雾干扰。智能温度追踪算法基于机器学习的ROI自动识别系统，可动态跟踪模芯、浇口等关键区域温度变化，生成温度变化率曲线预警异常

工况。多光谱测温技术通过3-5μm和8-14μm双波段红外传感器同步测量，有效消除氧化皮辐射率

变化影响，特别适合铝合金压铸模的

长期监控。嵌入式热像分析模块集成在压铸机控制系统的热像处理单元，能实时计算模具热平衡指数

(TBI),当△T>15℃时自动触发喷涂系统

补偿。01030204冗余校验设计关键测温点采用三冗余传感器布置(2个红外+1个接触式),通过表决系统过滤异常数据。需每月进行交叉灵敏度测试。分布式采集网络采用CAN总线架构连接32个测温节点，同步精度达±0.1ms,支持Modbus-TCP协议与MES系统对接。每个节点需独立配置EMI滤波器。动态补偿数据库建立模具材料(如H13钢)的热膨胀系数-温度对照表，实时修正因热变形导致的传感器位置偏移误差。补偿算法需考虑200-400℃工作区间的非线性特性。多点温度监控系统配置05模具加热系统设计功率匹配原则根据模具尺寸和材料热容计算所需加热功率，通常选择单根功率1-3kW的加热棒，确保升

温速率均匀且不超过模具耐热极限(如400℃)。加热棒材质需选用耐高温不锈钢或陶瓷

护套，避免氧化失效。间距与深度设计加热棒平行布置时，间距应控制在50-80mm范围内，避免局部过热；插入深度需达到型腔

表面以下25-30mm,

确保热量均匀传导至工作面。对于复杂型芯，可采用斜向或交叉布置

以消除盲区。防干涉与密封加热棒安装孔需避开冷却水道(距离≥50mm),并采用高温密封胶或铜垫片防止热油或冷却水渗漏。在滑块或活动部件附近需预留膨胀间隙，避免卡死。加热棒选型与布置132分区加热控制策略温度梯度分区将模具划分为浇口区、型腔区、抽芯区等独立温控单元，浇口区设定较高温度(200-350℃)以改善金属流动性，抽芯区适当降低温度(150-250℃)减少粘模风险。时序协同控制在压射前30分钟启动浇口区预热，开模阶段降低非关键区域温度以节省能耗。多模穴模具需同步各穴温升曲线，防止批次间质量波动。动态反馈调节每个分区配置热电偶实时监测温度，通过

PID算法动态调整加热棒功率输出，温差控制精度需达到±5℃。对于厚壁铸件区

域，可叠加脉冲加热以补偿散热损失。故障冗余设计关键分区采用双加热棒并联布局，单根失效时仍能维持基本功能，并通过报警系统提示更换，避免生产中断。01030204余热回收利用将模具冷却水回路与热油系统串联，利用高温铸件残留

热量预热冷水，降低加热能耗。热交换器需采用耐腐蚀

不锈钢材质，防止水垢堵塞。间歇式加热控制在非压射阶段(如顶出、喷涂时)自动降低加热功率至维持状态，减少无效能耗。采用变频器调节加热棒工作

周期，综合节能可达15%-20%。绝热层包覆在模具非工作表面包裹陶瓷纤维或纳米气凝胶隔热材料,减少环境散热损失。对于大型模具，可加装红外反射板进一步降低辐射热耗。节能加热方案优化冷却系统配置规范冷却水道设计原则随形水路技术采用3D打印或激光熔覆工艺制造与模具型腔轮廓高度匹配的弯曲水路

,确保超薄壁结构件各部位均匀散

热。例如汽车发动机罩盖压铸中，该技术可缩短30%冷却时间并减少温

差变形。分区冷却布局根据壁厚差异动态调整水路密度，薄壁区域采用密集水路(间距≤50mm),厚壁或加强筋区域减少

水路密度(间距80-100mm),结合

MAGMA软件模拟优化流量分配。防应力设计冷却管道距离模具表面≥25mm,转角处采用圆弧过渡避免应力集中，

防止模具早期龟裂。水路孔径推荐

6-12mm,

型芯冷却孔3-12mm。G05903气体冷却辅助对局部高热区(如内浇

口)可引入压缩空气(

压力0.3-0.5MPa)

进行脉冲冷却，配合水冷实

现快速温控。4介质切换逻辑生产前关闭冷却水预热

至180-220℃,压铸5-

10模次后逐步开启冷却

,通过电磁阀实现水/

油介质自动切换。水质要求使用去离子水或软化水

(硬度≤50ppm),防

止水垢堵塞管道。高温

区域可添加防锈剂(如

5%乙二醇溶液),低温

区域建议采用不锈钢管

道防腐蚀。油冷应用场景对薄壁件或远离浇口的

滑块抽芯部位，采用200-350℃热油循环加

热，平衡模具温度。热

油黏度需≤50cSt(40℃时)以保证流动性冷却介质选择标准梯度冷却策略压射阶段保持低流量(30%开度),保压阶段提升至70%开度，顶出后恢复全流量冲洗管道，减

少热冲击。智能温控系统集成PID控制器与模具温度传感器(误差±1℃),当型腔温差>10℃时自动触发流量补偿，

确保模温波动≤±5℃。多通道独立控制每个进水口安装电动调节阀(开度精度±2%

),根据热电偶反馈动态调整各区域流量。

例如厚壁区流量控制在15-20L/min,

薄壁区8-12L/min。变流量调节技术07温度与产品质量关系模具温度梯度控制模具表面温差需控制在±5℃以内，避免因局部过热导致铸件表面出现流痕、冷隔或氧

化夹杂。采用多点测温与动态调温系统可实时监控。浇注温度与模温协同铝合金浇注温度应保持在模具预热温度的2.2-2.5倍(如模温180℃时浇注温度为630-

700℃),过高易引发气泡，过低则增加表

面皱褶风险。表面质量温度控制点尺寸精度温度影响稳定的温度环境是保证压铸件尺寸公差的关键，需通过闭环温控系统实现模具热平衡。对厚壁件(>5mm)

采用阶梯式降温(每分钟降3-5℃),可减少内部应力变形导致的尺寸

超差。冷却速率调控模具温度每升高100℃,型腔尺寸会膨胀0.1%-0.15%,需在CAD设计阶段预置反向补偿值。例如某发动机壳体模具在200℃工况下需

预留0.25mm膨胀余量。热膨胀补偿机械性能温度参数抗拉强度与温度关联·

固溶温度窗口：ADC12铝合金在670-690℃浇注时，抗

拉强度可达320MPa以上，低于650℃会形成未熔共晶

相，强度下降15%-20%。·

模具恒温保持：顶出阶段模温波动需≤30℃,否则会

因非均匀冷却导致晶粒粗化，延伸率降低2%-3%。·T6热处理匹配：压铸后立即将模温维持在150-180℃

可促进后续固溶处理效果，使疲劳循环次数提升1.5

倍。·

局部激冷技术：对高应力区域(如螺纹孔周边)采用

定向喷淋冷却，使该区域冷却速率达15℃/s,

可细化

晶粒提升耐疲劳性。疲劳寿命温度优化不同合金温度规范铝合金压铸温度标准浇注温度范围铝合金浇注温度通常控制在630~730℃,薄壁复杂件需采用较高温度(700~730℃)以提

高流动性，厚壁结构件建议较低温度(630~680℃)以减少收缩缺陷。模具温度控制过低则引发冷隔或流纹缺陷。温度失衡风险浇注温度过高会加速模具腐蚀和铝液吸气，形成针孔；温度过低则可能产生硬质点，增

加后续加工难度。浇注温度更高镁合金浇注温度需控制在700~740℃,因其氧化倾向强，需快速充型以减少氧化夹杂。热敏感性问题镁合金对温度波动敏感，需精确控制模温梯度，避免因局部过热导致铸件裂纹或变形。模具温度上限模具温度需维持在180~300℃,高温可减少镁液凝固应力，但超过300℃会加剧模具热疲劳。安全防护措施高温镁液易与水分反应爆炸，需确保模具干燥并配备防爆设备。镁合金温度特殊要求锌合金温度控制特点01.低温浇注优势锌合金浇注温度较低(420~500℃),模具温度控制在100~200℃即可，能

耗低且延长模具寿命。02.快速凝固特性锌合金凝固速度快，需保持模温均匀性以避免冷隔或充型不足，尤其对薄

壁件至关重要。03.温度与表面质量模温低于100℃易导致流纹缺陷，高于200℃则可能引起粘模或尺寸超差，

需通过冷却系统精准调节。09大型模具温度管理局部冷却系统设计在热节区域增设点冷或随形冷却通道，通过精准控制冷却介质流量和温度，降低局部过热风险。热导材料镶嵌采用铜合金或高导热钢等材料镶嵌热节部位，加速热量传导，避免因热

量积聚导致的模具变形或缩孔缺陷。动态温度监控与调节安装红外测温或热电偶传感器实时监测热节温度，结合PLC系统动态调整冷却参数，确保温度梯度稳定在工艺范围内。热节部位特殊处理动态补偿算法基于红外测温反馈，实时调节各区域冷却流量，维持型腔表面温差≤30℃,避免因

热应力导致的模具龟裂残余热量回收将溢流槽区冷却水(70-90℃)通过热交换器用于预热喷涂系统，实现能源梯级利

用分区温控系统将模具划分为浇注区(180-220℃)、成型区(200-240℃)、溢流槽区(150-

180℃)三级梯度，采用多路模温机独立

调控预热梯度设计开机时优先加热浇注系统至150℃再逐步扩展至全模，升温速率控制在3-5℃/min,防止骤热变形梯度温度控制技术多层加热管布局在模架、型芯、镶件分别埋设加热管，功率按25kW/m²

、15kW/m²

、

8kW/m²三级配置，确保整体受热均匀口热流道辅助加热对深腔结构增设热流道伴热系统，维持铝液流动前沿温度差≤15℃

,避免冷隔缺陷仿真优化验证通过MAGMAsoft模拟填充过程温度场，调整冷却水道间距至8-12mm

,使模具表面温度分布标准差<8℃均衡升温方案设计10薄壁件温度控制高速充型温度要求避免金属液提前凝固薄壁件因散热面积大，需保持较高的浇注温度(通常比常规件高20-30℃),确保金属液在高速充型过程中保持流动性，防止冷隔或充型不足。减少热应力缺陷精确控制模具预热温度(建议150-200℃),避免因温差过大导致铸件表面裂纹或内部应力集中,影响结构强度。优化合金流动性针对铝合金薄壁件，浇注温度需稳定在680-720℃范围内，过高易产生气孔，过低则导致填充不完

整

。动态冷却介质调节根据红外测温数据，自动切换水/气混合冷却模式，厚壁区采用高压水冷(0.8-1.2MPa),薄壁区切换为

雾化气冷以防过冷。随形水路设计采用3D打印技术制作贴合铸件轮廓的弯曲水路，在壁

厚≤1mm区域布置密集冷却通道(间距≤8mm),缩

短冷却时间30%以上。分区控温系统对加强筋、转角等易过热区域增设点冷针或喷淋装置,配合热电偶实时监控，将温差控制在±5℃以内。通过差异化冷却策略平衡薄壁件的凝固梯度，重点解决厚薄过渡区的缩孔和变形问题。局部冷却强化措施凝固阶段协同控制·

充型结束后0.5s内启动梯度冷却，优先冷却浇口区

域(降温速率15℃/s),远端薄壁区延迟2s冷却(降温速率8℃/s),

减少热裂风险。·

对于镁合金薄壁件，需保

持模温200℃至开模前3s,突然降至120℃以释放脱模

应力，避免件体变形。充型阶段参数联动·

当充型速度>5m/s时，模

具温度需提升至220-250℃

,以延缓表面凝固层形成

,确保金属液完整填充微

细流道。·

采用多段压射控制：低速

阶段(0.2-0.5m/s)

配合

模温180℃,高速阶段(4-

6m/s)同步启动模温补偿

系统，避免温度骤降。温度与充型速度配合11模具热平衡调试预热温度控制模具初始预热需达到180-220℃,避免材料填充时因温差导致收缩缺陷或粘模现象。动态温度监测采用热电偶实时监控模芯、模腔温度波动，确保各区域温差≤15℃,优化冷却系统响应

速

度

。工艺窗口验证通过DOE实验确定最佳温度区间(如浇口处200±5℃),平衡生产效率与铸件良品率。试模温度参数调整记录连续20模次循环时间偏差≤5%,顶出阻力维持在40-60kN范围内，表明热传导达到动态平衡。连续生产时模温波动应≤15℃,通过红外热像仪检测型腔表面温差，超过30℃

需调整冷却方案。热平衡状态下铸件飞边厚度稳定在0.1-0.3mm,剖切检查内部气孔率≤2%(X

光

检测标准)。温度曲线分析铸件质量验证生产节律监控热平衡状态判定02

凝固模拟辅助运

用MAGMA软件模拟不同模温下的金属

液流动前沿温度，优化浇排系统使温

度梯度≤50℃/s。01

DOE实验设计采用正交试验法，以模温

(X1)

、

压射速度

(X2)

、比

压

(X3)为变量，通过极差分析确定主次影响因素。根据公式Q=λ·A·△T/δ,核算模具

各区域热流密度，确保散热能力与输

入热量匹配(铝合金典型值80-120W/cm²)。针对粘模、龟裂等缺陷，通过金相分

析判断过热/过冷区域，反向调整冷却

管道布局或加热功率分配。03

热流密度计算

04

失效反推修正工艺窗口确定方法1

温度异常处理方案自动化响应措施集成PLC控制系统，在温度超标时自动降低压铸机射速或暂停生产，并启动辅助冷却装置(如风冷或喷雾降温),减少人工干预延迟。实时监测系统采用热电偶或红外传感器连续监测模具关键部位温度，设定阈值触发报警，防止因局部过热导致模具变形或材料性能下降。冷却通道优化通过调整冷却水流量、压力及分布路径，确保模具散热均匀，避免热集中现象。冷却

系统需定期清理水垢以保证效率。过热预警机制温度不均对策分区动态冷却技术将模具划分为多个温控区域，根据热像仪反馈的各区域温度数据，独立控制对应冷却通道的电磁阀开度，实现±5℃的精度平衡。喷涂参数智能调节联动喷涂机器人根据模具实时温度分布，动态调整脱模剂喷涂量和雾化压力，高温区域增加喷涂覆盖率(提升20%-30%),低温区域减少喷涂避免过冷。梯度加热补偿系统在模具低温区域(低于160℃)部署嵌入式加热棒，配合热成像数据实现自动补偿加热，消除因结构差异导致的传热不均现象

。模具材料优化方案在持续出现温度不均的模芯位置采用高导热合金镶件(如铜钨合金),将局部热传导效率提升40%以上，同时减少热应力集中。01030204当检测到温度超过300℃时自动启动高压氮气雾化系统，通过0.5mm直径喷嘴以15m/s

速度喷射雾化冷却液，实现秒级快速降温。备用循环水路切换激活埋入模具的应急冷却回路(独立于主冷却系统),采用25℃恒温冷却液进行强制循环，降温速率可达10℃/分钟。生产节拍自适应调整通过MES系统动态延长开模停留时间(从标准3秒延长至8-10秒),并同步降低

压射速度(调整至正常值的70%),减少铝液带来的热负荷。应急降温措施高压气雾冷却介入13智能化温控系统实时温度反馈机制通过高精度热电偶和红外传感器网络，持续采集模具表面及内部温度数据，

形成动态温度场模型，为控制系统提供毫秒级响应依据。多变量协同调控整合加热功率、冷却水流量、压力等参数，建立PID-模糊逻辑复合控制模型

,解决传统温控系统超调量大、响应滞后的问题。闭环控制原理自适应调节算法预测性温度管理利用LSTM神经网络分析历史生产数据，提前30秒预测温度变化趋势，实现前瞻性干预。动态参数补偿通过在线学习模具热惯性和热

损耗特征，自动修正传热系数

计算偏差，补偿环境温度波动

带来的影响。基于深度强化学习的智能算法可自主优化控温策略，适应不同合金材料、模具结构的动态工况需求

。数字孪生应用·

通过三维热力学仿真模型虚

实映射，实时显示模具各分

区温度梯度，辅助工程师进

行异常诊断。·

自动生成温度控制日志与能

效分析报告，支持PDF/Excel多格式导出，满足IATF16949质量管理体系追溯要求设备互联架构·采

用OPC

UA协议实现压铸机

、模温机、冷却塔等设备的标准化数据互通，构建分布

式边缘计算节点网络。·

部

署

5G