铸造流道损失

了解压铸的人都知道，流道或剩余材料是铸件的一部分。虽然没有利润价值，但在生产过程中无法避免。这部分成本一般只按铸件成本的固定比例计算。同时，考虑到锌合金的可回收性，最常见的局部处理方法是实时抛回机炉重熔。由于需要控制质量问题，使用中央熔炼炉回收流道或废品逐渐被业界接受（图 1）。至于炉渣，规模较大的压铸厂可自行回收，一般会将剩余材料卖回给原材料供应商，以换取新材料。锌材料在当地的回收价格一般是新材料价格的 50% 至 70%。如果没有良好的环境条件，锌渣处理很容易造成空气污染。

以一台 160 吨热室压铸机为例。每次至少生产 150 克流道（不包括溢流井），假设三班倒，生产周期为 20 秒，机器利用率为 80%，年产量为 口流道可达 190 吨。另一个例子：用一台 80 吨的机器每次生产 100 克流道，假设相同，但生产周期改为 12 秒，流道年产量超过 210 吨。

可见，转轮设计会影响成本的重要性。

各种回收方法

在回收方法中，直接将流道扔回炉内是最简单、最节省成本的方法。回流熔炼刚产生的流道不需要预热，减少了储存空间，但熔融材料的质量难以控制，其中熔渣较多，炉温难以控制，合金成分无法得知；更重要的是，它靠的是操作人员的手艺，比如新材料的配比、观察锅炉水的变化等，而工作人员把溢流井、闪蒸炉等放入炉内，不仅会使情况变得更糟，这种直接熔化废料的方法还藏污纳垢。缺陷率高、模具设计和压铸参数不稳定等问题使管理者无法进行有效的改进。这种方法不适合生产表面质量要求高的铸件，而且很难准确计算流道损失成本。

中央熔炉回收喷嘴和次品已在产量较大的压铸厂中得到普及。其好处非常明显，即回收材料的集中处理可以提高熔炉效率，控制合金质量。如果熔融金属直接从中央熔炉送入熔炉，压铸机材料温度可保持稳定，熔渣也较少。如果配备自动进料控制装置，液位变化可降至最低。目前流行的中央熔炼炉分为几类：容量较大的铸铁坩埚炉、不锈钢坩埚炉和连续熔炼型非坩埚炉。锌液运输也分为几类：有天车式液料运输、地面小车式（无轨或有轨）保温炉（带加料装置）运输和保温槽式重力输送装置，它将熔炉与中心熔炉连接起来。其缺点是投资比较大，只适用于单一合金（小型坩埚炉在此不谈），车间占地面积大，小型压铸厂（五台以下）不适用，老车间改造和合作困难。因此，一般只有在新建厂房时才会重新规划。使用小型坩埚炉重新熔化浇口材料，由于缺乏规模效益，成本会高于中心炉，所以不作为计算参考。

熔化成本计算

只需以中央熔炼炉为参考，计算流道的熔炼成本即可。以一家拥有五台 80 吨或 160 吨压铸机的公司为例。假设设备投资为 50 万，分 10 年计算。每年处理约 1,000 吨流道回收料（实际情况应按新料比例熔化，纯粹方便计算重熔成本）。

每公斤浇口材料的熔炼成本为 0.93 美元。按以上五台机器计算，年产 1000 吨流道喷嘴涉及近 1000 万元。如果算上次品回收，这个数字就更惊人了（如 平均铸件重量 100 克，次品率 5%，周期 12 秒，年回收次品约 53 吨）。虽然加工量越大，熔炼成本越低，但环保和严格的质量控制成本在此不作计算。可见，浇口重熔的成本相当惊人，压铸厂必须将成本降到最低。因此，如何减轻浇口重量是控制成本的重要关键。

转轮费用分摊计算方法

精炼喷嘴的成本必须计入铸件的生产成本。最常用的方法是将所用材料乘以一个固定的百分比。例如，如果原材料价格为 10 美元/千克，而喷嘴熔炼成本为铸件重量的 3%，则在计算铸件材料价格时将使用 10 美元。这种方法虽然简单，但可能会导致成本计算出现偏差，掩盖水口回收的真实成本。现在可以用下面的例子进行比较：

如果以固定百分比计算：

如按实际回收成本计算：

这个差距看似很小，但以 20 秒为生产周期，机器利用率为 80%，三班制生产，每台机器每年生产 1 261 440 次。差距如下

如果采用固定比率法，则 A 和 B 的铸件成本相同，但实际上 B 的铸件成本更高。从这个案例中可以看出，使用固定比率法计算铸件 B 不仅低估了生产成本，还间接鼓励设计人员不要以减轻喷嘴流道重量为目标，而应推广应用实际成本法（见下表）。

为了减轻浇口的重量，比较常见的是采用短浇口（短喷嘴）设计，并减少模板的厚度。它使用较长的机器喷嘴（一般比普通喷嘴长 20 毫米），结合深腔浇口模具设计来减轻浇口重量。以下是一种新型热室压铸流道设计。

热室压铸流道设计

压铸流道是熔融金属从喷嘴流入模腔的通道。它由浇道和流道的分支组成。由于需要固定铸件并方便脱模，浇道必须具有一定的倾斜度。同时，活动模板上的分流块可以减小浇道的厚度；在分流块上增加冷却水道，有利于模具热量的平衡，缩短冷却时间，并将铸件拉出和顶出。澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）在 20 世纪 70 年代初进行的一项研究发现，在误差可接受的情况下，锌合金液在压铸情况下可归纳如下：

液体表现为不可压缩流体

符合流体力学的一般原理

高雷诺数表明流动过程是湍流。

根据上述研究成果，熔融金属的理想流动状态应为

1.流道部分为圆形

由于圆周/面积比最小，圆形截面管道的表面电阻最小，因此压力损失也最小。与相同的梯形截面积相比，圆周面积减少了 20% 以上。

2.流动管道是直的

弯曲的管道会产生偏流，在熔体中混入气泡，造成压力损失。特别是当弯曲半径/管道直径比小于 1 时，压力损失会迅速增加。

3.就液体流量而言，流道剖面逐渐缩小

管道剖面的快速变化，无论是变大还是变小，都会造成较高的压力损失和涡流。最好的解决办法是逐渐缩小管道轮廓，以补偿管道表面造成的阻力损失。