高热导率镶件的优化设计

另一个减小温度梯度的方法是使用高热导率的镶件材料（如Cu 940或Al QC7）制作部分或整个型芯镶件。因为这些材料比钢有更高的热导率，将它们应用于其中会减小沿型芯的温度变化。对于采用了Cu 940作为型芯镶件的杯子模具，在成型周期后预测的温度分布如图9.18所示。如前所述，每一条等温线代表了2℃的温度改变。结果与图9.11比较表明，温度梯度减小了约60%。

图9.18 较深高热导率型芯中的温度

导热镶件也可以改善成型内部拐角处的冷却。因为传热是沿三维方向并且受到临近冷却通道至模具壁的限制，型腔镶件会比型芯镶件传导多两倍的热量。使用了同一材料的型芯和型腔的典型模具设计的温度分布如图9.19a。当型芯和型腔都用P20制造时，沿注射制品壁厚有5℃的温度梯度。但是，当型芯镶件使用Cu 940时，沿注射制品壁厚的温度梯度仅有1℃，如图9.19b所示。

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图9.19 拐角处的温度分布

a）P20型腔和型芯 b）P20型腔和Cu940型芯

高热导率型芯的主要优点是可以有效地控制热流。这些材料可提高热导率，但它们的性质不适合用于整个模具。主要有两个原因。其一，应该注意的是图9.19b中获得的改善的温度分布是对型芯和型腔使用了不同材料而得到的。如果型芯和型腔均采用Cu940制造，这些温度分布将是不一致的。其二，这些高热导率材料的硬度低，且易磨损。因此，高热导率镶件用于高生产量、低至中等注射压力和无磨损材料的情况是最好的。