1、鋅壓鑄熱熱流道的的設(shè)計及及應(yīng)用鑄件流道道的損耗耗 對壓壓鑄有所所認(rèn)識的的都會知知道，流流道或余余料是鑄鑄件的一一部分，雖然沒沒有利潤潤價值，但在生生產(chǎn)過程程中是無無法避免免。這部部分的成成本一般般只計算算為鑄件件成本的的固定比比率。同同時，鑒鑒于鋅合合金的可可回收性性，本地地最常見見的處理理方法是是實時投投回機爐爐翻熔，由于需需要控制制質(zhì)量問問題，用用中央熔熔爐回收收流道或或廢品亦亦漸為業(yè)業(yè)界所接接受(圖圖)。至于爐爐渣，規(guī)規(guī)模較大大的壓鑄鑄廠可能能會自行行回收，一般會會把這些些余料售售回原料料供貨商商，換回回新料。本地的的鋅料回回收價一一般為新新料的五五至七成成。若沒沒有良好好的環(huán)保保條件，

2、處理爐爐渣易造造成空氣氣污染。 以一一臺1660噸熱熱室壓鑄鑄機為例例，每次次生產(chǎn)至至少1550克流流道(不不包括溢溢流井)，假設(shè)設(shè)以三班班生產(chǎn)，生產(chǎn)周周期為220秒，機器使使用率有有80%，年產(chǎn)產(chǎn)澆口流流道便達(dá)達(dá)1900噸。另另一例子子：以一一臺800噸機計計算，每每次生產(chǎn)產(chǎn)1000克流道道，同樣樣的假設(shè)設(shè)但生產(chǎn)產(chǎn)周期改改為122秒，年年產(chǎn)流道道更超過過2100噸。 由此可可見，流流道設(shè)計計影響成成本的重重要性。 各種種回收方方式 在在回收方方法當(dāng)中中，直接接把流道道投回機機爐為最最簡單和和節(jié)省成成本的方方法。翻翻熔剛生生產(chǎn)的流流道無須須預(yù)熱，而且減減少存放放的空間間，但很很難控制制熔料的的

3、質(zhì)量，包括爐爐渣較多多，爐溫溫難以控控制，合合金成份份亦無法法得知；更重要要的是，它依賴賴操作員員工的工工藝，如如投入新新料的比比例，觀觀察爐水水的變化化，而員員工把溢溢流井、飛邊投投入機爐爐，不但但會令情情況更差差，這種種把廢品品直接翻翻熔的方方法亦隱隱藏了高高次品率率、模具具設(shè)計及及壓鑄參參數(shù)不穩(wěn)穩(wěn)定的問問題，令令管理人人員無法法有效地地作出改改善。此此方法不不適宜生生產(chǎn)表面面質(zhì)量要要求較高高之鑄件件，且難難以正確確計算流流道損耗耗成本。 中央熔爐爐回收水水口及次次品開始始流行于于產(chǎn)量大大的壓鑄鑄廠，它它的好處處非常明明顯，就就是集中中處理回回收料可可以提高高熔爐效效率，控控制合金金質(zhì)量。

4、如果以以金屬液液從中央央爐直接接加入機機爐，壓壓鑄機料料溫可保保持穩(wěn)定定，少爐爐渣，如如配以自自動加料料控制，液面高高度變化化可減至至最低。目前流流行的中中央熔爐爐分為數(shù)數(shù)類：有有較大容容量的鑄鑄鐵坩堝堝爐，不不銹鋼坩坩堝爐，及連續(xù)續(xù)熔化型型非坩堝堝爐。鋅鋅液運輸輸亦分為為數(shù)類：有天車車式液料料運輸，有地面面推車式式(無軌軌或有軌軌)保溫溫爐(附附有送料料裝置)運輸及及保溫槽槽式重力力輸送裝裝置，將將機爐與與中央爐爐相連。它的缺缺點是投投資較大大，只適適合單一一種合金金(這里里暫不討討論小型型坩堝爐爐)，車車間占地地較大，因此小小型壓鑄鑄廠(五五臺機以以下)則則不太適適合，而而且舊廠廠房難于于

5、改造配配合，故故一般只只會在建建新廠房房時才會會重新規(guī)規(guī)劃。 使用小小型坩堝堝爐翻熔熔澆口料料，由于于缺乏規(guī)規(guī)模效益益，成本本會較中中央熔爐爐高，因因此不以以此作計計算參考考。 翻翻熔成本本的計算算 就以以使用中中央熔爐爐的方式式計算流流道的翻翻熔成本本作為參參考。以以一所公公司有五五臺800噸或1160噸噸壓鑄機機為例，假設(shè)該該設(shè)備的的投資為為50萬萬，分十十年攤分分。每年年處理約約10000噸流流道回收收料(實實際情況況應(yīng)和新新料按比比例熔化化，這里里純粹方方便計算算翻熔成成本)。 每公公斤澆口口料之翻翻熔成本本為$00.933，按上上述以五五臺機的的計算，每年生生產(chǎn)10000噸噸流道水水

6、口，涉涉及金額額近一千千萬，如如包括次次品的回回收，此此數(shù)字更更為驚人人(如平平均鑄重重為1000克而而次品率率5%，周期112秒，五臺機機計算，每年回回收之次次品約為為53噸噸)。雖雖然，處處理數(shù)量量越大，翻熔成成本越低低，但這這里并沒沒有計算算環(huán)保及及嚴(yán)格的的品管成成本。由由此可見見，澆口口翻熔的的成本相相當(dāng)驚人人，壓鑄鑄廠必需需盡量降降低成本本。因此此，如何何減少澆澆口重量量是控制制成本的的重要關(guān)關(guān)鍵。 占地租租金 220.0000港港元 設(shè)設(shè)備投資資攤分 50.0000港元 利息成成本 55.0000港元元 保養(yǎng)養(yǎng)維修 25.0000港元 燃油費費（每噸噸用1000公升升油渣2美元元/

7、公升升） 2200.0000港元 電費（1美元元/度） 300.0000港元元 工資資（包括括操作工工人，管管理人員員，品管管人員） 1000.0000港港元 金金屬損耗耗5%（10美美元/公公斤） 5000.0000港元元 總計計： 9930.0000港元 攤分流流道成本本的計算算方式 水口的的翻熔成成本必須須算入鑄鑄件的生生產(chǎn)成本本，最常常見的做做法是以以用料乘乘固定百百分比計計算。例例如，原原料價為為$100/公斤斤，水口口翻熔成成本為鑄鑄件重量量的3%，計算算鑄件材材料價時時便會用用$100.3。此方法法雖然簡簡單，但但可能令令成本計計算出現(xiàn)現(xiàn)偏差，并隱藏藏起真實實的水口口回收成成本。

8、現(xiàn)現(xiàn)在可用用以下例例子作一一比較： 鑄件件A凈重重4000克，水水口流道道重1000克。 鑄件件B凈重重同為4400克克，水口口流道重重量則為為2500克。 如用固固定百分分比計算算： 鑄鑄件A與與鑄件BB的成本本應(yīng)同為為($110.33 x 0.44)= $4.12。 如用用實際回回收成本本計算： 鑄件件A應(yīng)為為($110 xx 0.4 + $00.933 x 0.11) = $44.0993 鑄鑄件B應(yīng)應(yīng)為($10 x 00.4 + $0.993 xx 0.25) = $4.2333 這差差別看似似細(xì)小，但以220秒作作生產(chǎn)周周期，機機器使用用率為880%及及以三班班生產(chǎn)，每臺機機每年生生

9、產(chǎn)1,2611,4440次來來計算，差別如如下： 流道水水口成本本 鑄件件A 鑄鑄件B 差別 固定比比例法 5.1197.1322港元 5.1197.1322港元 0港元元 實際際成本法法 5.1633.0774港元元 5.3399.6775港元元 1776.6601港港元 差差別 334.0058港港元 1142.5433港元 如如用固定定比例法法，鑄件件A與BB的成本本一樣，但實際際上鑄件件B的成成本較高高。從這這案例看看出，用用固定比比例法計計算鑄件件B，不不但低估估了生產(chǎn)產(chǎn)成本，更間接接鼓勵設(shè)設(shè)計者不不以減少少水口流流道的重重量為目目標(biāo)，應(yīng)應(yīng)該推廣廣實際成成本法的的應(yīng)用(見下表表)。

10、要減低低澆口重重量，較較常見的的是短澆澆口(短短唧咀)設(shè)計，及減薄薄定模板板厚度。它使用用較長的的機器射射咀(一一般較正正常長220mmm)，配配合深穴穴的進澆澆口模具具設(shè)計，以減少少澆口重重量，以以下是一一項嶄新新的熱室室壓鑄澆澆道設(shè)計計。 熱熱室壓鑄鑄澆道設(shè)設(shè)計 壓壓鑄澆道道是金屬屬液從射射咀流入入模腔的的路徑，它是由由直澆道道及橫澆澆道的分分支組成成。由于于需要附附著鑄件件及便于于脫模，直澆道道必須要要有斜度度。同時時，動模模板上的的分流塊塊，可以以減低直直澆道的的厚度；在分流流塊里加加冷卻水水道，方方便平衡衡模熱、縮短冷冷卻時間間及拉出出鑄件并并頂出。澳洲CCSIRRO機構(gòu)構(gòu)在700年

11、代初初期的研研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，在可可接受的的誤差下下，鋅合合金液在在壓鑄情情況下可可歸納為為： 液液態(tài)表現(xiàn)現(xiàn)為非壓壓縮性流流體 符符合一般般流體力力學(xué)原理理 雷諾諾數(shù)值(Reyynolld nnumbber)高，顯顯示流動動過程為為紊流。 根據(jù)據(jù)以上研研究結(jié)果果，理想想的金屬屬液流動動狀態(tài)應(yīng)應(yīng)為： 圖21. 流流道剖面面為圓形形 由于于圓周面積比比數(shù)值最最低，圓圓形剖面面管道的的表面阻阻力最低低，因此此壓力損損失亦最最低。比比起相等等梯形剖剖面積，周邊少少20%以上。(圖) 22. 流流動管道道為直線線 彎曲曲管道會會產(chǎn)生偏偏流，把把氣泡混混入熔液液，并造造成壓力力損失。尤其當(dāng)當(dāng)彎曲半半徑/管管道直

12、徑徑比小于于1，壓壓力損耗耗急速增增加。 3. 流道剖剖面往液液流方面面漸次縮縮小 管管道剖面面急促改改變，不不論變大大或變小小，均會會造成高高壓力損損耗及產(chǎn)產(chǎn)生渦流流。最佳佳的方案案是剖面面漸次縮縮小，以以補償管管道面造造成的阻阻力損耗耗。 傳傳統(tǒng)設(shè)計計的缺點點 目前前流行的的流道在在設(shè)計上上與理想想的流動動狀態(tài)相相違： 1. 流動剖剖面變化化時大時時小，造造成渦流流(Edddy currrennt)(圖) 2. 橫澆澆道剖面面為梯形形，死角角位置容容易產(chǎn)生生冷隔 (Coold flaake)，不利利表面要要求高的的鑄件。 3. 橫澆澆道與直直澆道的的急促彎彎曲角會會造成偏偏流卷氣氣 (FF

13、loww seeparratiion) (圖圖4) 圖3 圖圖4要填補以以上缺憾憾，就要要用較大大的壓力力以抵消消高壓力力損耗，這樣會會導(dǎo)至飛飛邊，降降低鑄件件尺寸精精度，及及縮短模模具壽命命。此外外，渦流流卷氣導(dǎo)導(dǎo)至鑄件件內(nèi)部氣氣孔，電電鍍或烤烤漆時起起泡，及及增加溢溢流井來來排出雜雜渣氣泡泡(圖55)。短短澆口設(shè)設(shè)計雖然然可節(jié)省省澆口重重量，但但無助于于解決以以上問題題。 圖5HOTFFLO壓壓鑄熱流流道設(shè)計計 熱流流道系統(tǒng)統(tǒng)在注塑塑工藝上上已廣泛泛受應(yīng)用用，它減減低了水水口回收收的問題題，對減減低注塑塑件困氣氣亦有很很大幫助助。相同同的概念念正應(yīng)用用于熱室室鋅壓鑄鑄上，從從事壓鑄鑄工藝的

14、的澳洲HHOTFFLO公公司的壓壓鑄熱流流道系統(tǒng)統(tǒng)的工作作原理(圖6和和7a-7e)。 該該設(shè)計不不再需要要動模上上的分流流錐，機機器上的的射咀緊緊貼鎖合合環(huán)(CClammpinng rringg)，熱熱流道的的杯套(Sprrue bussh)裝裝在定模模板上，由發(fā)熱熱條加熱熱至4000以上，令鋅液液不會在在杯套內(nèi)內(nèi)凝固，導(dǎo)流塊塊(Sppruee tiip)裝裝在動模模板，金金屬液由由射咀進進入杯套套，經(jīng)過過導(dǎo)流塊塊再流入入橫澆道道。整個個流道的的剖面為為圓形并并漸次變變小，導(dǎo)導(dǎo)流塊的的彎曲設(shè)設(shè)計使壓壓力損耗耗及渦流流卷氣的的情況減減至最低低(圖88)。鑄鑄件的凝凝固過渡渡在這彎彎曲位置置前，

15、杯杯套內(nèi)的的鋅液流流回鵝鵝頸，鑄件冷冷卻后開開模頂出出。 圖6圖8HOTFFLO熱熱流道的的特點 大大縮縮短冷流流程(圖圖9)，過長的的冷流程程會產(chǎn)生生冷紋， 不利利于生產(chǎn)產(chǎn)表面要要求高之之鑄件，HottFloo熱流道道可改善善這一缺缺點。 流道剖剖面全程程均為圓圓形，由由于面積積最小，令熱流流失、 表面阻阻力減至至最低。相對于于現(xiàn)時通通用的梯梯形設(shè)計計， 存存在死角角容易產(chǎn)產(chǎn)生冷隔隔，圓形形設(shè)計更更顯優(yōu)越越。過去去由于分分流錐設(shè)設(shè)計的主主導(dǎo)下，分流錐錐上的流流道呈梯梯形， 因此余余下的橫橫澆道亦亦跟隨其其形狀。此外，漸變的的梯形 澆道在在傳統(tǒng)機機床上較較易加工工。由于于數(shù)控加加工已成成為主

16、流，加加工漸變變圓形流流道不存存在難度度。 沒沒有固化化的直澆澆道(雪雪糕筒)，大大大降低澆澆道(水水口)重重量。(圖100a,110b) 圖9圖10圖11圖12無冷熱接接口(圖圖11)，在傳傳統(tǒng)的模模具設(shè)計計，射咀咀在冷熱熱接口上上需保持持高溫以以防熱量量流失，造成壽壽命較短短，同時時射咀位位置的切切面變化化并非理理想的流流動狀態(tài)態(tài)，熱流流道免除除了這問問題。 系列化化的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)組件設(shè)設(shè)計(圖圖12)，可更更換零件件，射咀咀直徑由由6mmm至488mm。 可在在任何標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)臥式式熱室機機上使用用(圖113)，電熱或或氣體加加熱射咀咀均可。 適用用于組合合模，令令產(chǎn)量少少的鑄件件亦可受受惠。 圖1

17、3HotFFloww完整鑄鑄件熱流道的的優(yōu)點 綜合來來說，熱熱流道系系統(tǒng)有以以下優(yōu)點點： 11. 縮縮短生產(chǎn)產(chǎn)周期。冷卻時時間取決決于壁厚厚及散熱熱速度，熱流道道的澆道道較傳統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計小小，而且且沒有直直澆道需需要冷卻卻，可提提高生產(chǎn)產(chǎn)速度。尤以薄薄壁件的的效果至至為明顯顯。 22. 小小澆口令令浮渣減減少。大大部分浮浮渣均由由回爐澆澆道的氧氧化皮形形成。 3. 無須經(jīng)經(jīng)常更換換機器射射咀。在在傳統(tǒng)的的壓鑄模模設(shè)計上上，機器器射咀直直徑必須須配合。由于熱熱流道沒沒有凝固固的直澆澆道，使使用較大大的射咀咀直徑可可覆蓋不不同模具具鑄件要要求。 4. 小澆口口比例節(jié)節(jié)省能源源，每年年每臺機機可減少少過百噸噸澆口，降低材材料成本本。 55. 減減少翻熔熔澆口可可降低廢廢氣排放放，為應(yīng)應(yīng)付日益益收緊的的環(huán)保條條例，尤尤為重要要。 66. 可可避免堆堆放大量量澆口，令車間間整潔及及節(jié)省空空間。減減少渦流流卷氣，亦降低低對溢流流井的需需要。傳傳統(tǒng)的分分流錐設(shè)設(shè)計容易易導(dǎo)致渦渦流及偏偏流。 7. 熱流道道的合理理標(biāo)準(zhǔn)設(shè)