Горячеканальные коллекторы и сопла изготавливаются из нержавеющей стали H13, 420, бериллиевой меди и других сплавов. Различные металлические подложки создают термоэлектрический контактный потенциал при соединении со сплавами оболочки термопары при высокой температуре, создавая дополнительное смещение измерений, если два металлических материала не совпадают. Многие инженеры по пресс-формам игнорируют соответствие совместимости сплавов при выборе термопары, что приводит к фиксированному температурному дрейфу, который невозможно устранить путем калибровки. В этой статье приведены правила соответствия совместимости основных материалов из горячеканальной стали и материалов оболочек термопар.
Принцип формирования термоэлектрического контактного потенциала
Когда два разных металлических сплава находятся в тесном контакте при высокой температуре, миграция свободных электронов образует небольшое дополнительное термоэлектрическое напряжение, наложенное на собственный милливольтовый сигнал термопары. Это дополнительное значение потенциала изменяется с повышением температуры, создавая переменную ошибку смещения. Чем ближе элементный состав оболочки термопары и подложки горячеканального канала, тем меньше ошибка контактного потенциала.
Таблица соответствия основной стали для горячеканальных форм
1. Сталь для горячей обработки H13 (наиболее распространенный материал коллектора/сопла)
• Совместимые оболочки: нержавеющая сталь 316L, сплав Инконель; Смещение контактного потенциала Меньше или равно 0,4 градуса в пределах 200–420 градусов, незначительно для всех производственных сценариев.
• Несовместимо: оболочка из чистой меди, оболочка из алюминиевого сплава; смещение достигает 1,2 ~ 2,0 градуса выше 350 градусов, постоянный дрейф при изменении температуры.
2. 420 мартенситная нержавеющая сталь (коррозионно--стойкая насадка для ПВХ/галогенных пластиков)
• Оптимальное сочетание: оболочка из электрополированной нержавеющей стали 316L; Смещение контакта Меньше или равно 0,6 градуса.
• Альтернатива: оболочка из инконеля, смещение меньше или равно 0,8 градуса, подходит для высоко-формования PPS.
• Избегайте обычных тонкостенных-оболочек 304; Разница в элементах хрома приводит к очевидному смещению переменной более чем на 1 градус.
3. Форсунки из бериллиевой меди (формы с тонкими стенками и высокой теплопроводностью)
• Оптимальное сочетание: теплопроводящая ленточная термопара из медного-сплава; Контактный потенциал почти нулевой.
• Альтернатива: оболочка из инконеля; смещение контролируется в пределах 0,7 градуса.
• Строго избегайте контакта хромельного-алюмелевого сплава типа K с бериллиевой медью; Высокая температура приводит к большому дрейфу более 2 градусов.
Дополнительные меры по оптимизации для предотвращения неизбежного несоответствия контакта сплава
1. Нанесите слой пасты на основе никеля с высокой теплопроводностью- между чувствительной головкой термопары и металлической поверхностью горячеканального канала; паста из металлического порошка изолирует прямой контакт между двумя разнородными базовыми сплавами и ослабляет генерацию контактного потенциала.
2. Принять незаземленную изолированную бронированную конструкцию термопары; изоляционный слой из оксида магния полностью изолирует оболочку из сплава от горячеканальной стали, принципиально устраняя контактные потенциальные помехи, что является наиболее надежным решением для форм для горячеканальных систем из смешанных сплавов.
3. Запишите фиксированные значения смещения в различных температурных точках во время первоначальной калибровки пресс-формы, установите параметры сегментированной температурной компенсации на контроллере, чтобы компенсировать переменные ошибки контактного потенциала.
Рекомендации по выбору совместимости на этапе проектирования пресс-формы
1. Стандартные горячеканальные каналы H13. Обычные термопары типа K/N- из нержавеющей стали 316L можно свободно подбирать без специальной регулировки.
2. Коррозионно--стойкие горячеканальные каналы из нержавеющей стали 420, обрабатывающие галогенные пластмассы. Отдавайте предпочтение термопарам с электрополированной оболочкой из 316L, избегайте дешевых сварных оболочек из 304.
3. Сопла из бериллиевой меди с высокой теплопроводностью для тонких-высокоскоростных-форм. Выбирайте изолированные незаземленные датчики или медные ленточные термопары, чтобы исключить дрейф контактов сплава.
4. Композиционные горячеканальные каналы из смешанного сплава (коллектор H13 +, сопло, бериллий, медь): оборудуйте незаземленные изолированные термопары для всех точек измерения, чтобы унифицировать точность измерений без сегментированной компенсации.
