Kalıp Kaplama İşlemleri Termokupl Yüzey Isı Transfer Verimliliğini Nasıl Etkiler?

Birçok sıcak yolluk üreticisi, kalıp çeliği korozyonunu, plastik yapışmayı ve karbon birikmesini önlemek için manifoldlar ve nozüller üzerine nitrürleme, DLC elmas kaplama, PTFE yapışmaz kaplama gibi yüzey kaplama işlemlerini uygular. Farklı kaplama kalınlığı ve malzeme nitelikleri, ölçüm düzleminin yüzey termal iletkenliğini değiştirerek metal alt tabaka ile termokupl algılama kafası arasındaki ısı transferini engelleyerek sıcaklık ölçüm gecikmesine ve sabit sapmaya neden olur. Bu makale, geleneksel sıcak yolluk kaplamalarının etkisini ve termokupl izleme için uygun ayarlama tekniklerini tartışmaktadır.

Nitrasyon işlemi, düşük kalınlığa sahip en popüler sıcak yolluk yüzey güçlendirme kaplamasıdır, kaplama kalınlığı sadece 0,03 ~ 0,08 mm'dir ve yoğun metal nitrür katmanı, kalıp çeliğine yakın termal iletkenliğe sahiptir. Termokuplun ısı transferi üzerindeki etkisi küçüktür ve sıcaklık ölçümünün ofseti ±0,3 derece içinde kontrol edilir, bu da pratikte olağan üretim kontrolünü etkilemez. Tek gizli zorluk, nitrürlenmiş yüzeyde oluşan küçük, düzensiz mikro çukurlardır ve karbon tozunun çukurlarda birikmesi daha kolaydır ve uzun vadeli birikme, sürüklenmeye neden olacak termal bariyerler oluşturacaktır. Optimizasyon eşleştirmesi: . Nitrürlenmiş ölçüm yüzeylerine monte edilen termokupllar için, mikro çukurları dolduracak şekilde termal iletken macunun kalınlığı arttırılmalı ve karbon temizleme döngüsü bir hafta kısaltılmalıdır.

0,05-0,15 mm kalınlığa sahip DLC elmas benzeri karbon yapışmaz kaplama, Sıcak yolluklu çelik alt tabaka ile termokupl temas yüzeyi arasında bariz bir termal direnç katmanı oluşturan düşük termal iletkenliğe sahip karbon bazlı kaplama. Termokuplun kaydedilen sıcaklığı, aynı sıcaklıktaki gerçek akış kanalı metalinin sıcaklığından 1-1,8 derece daha düşüktür ve sıcaklık tepkisi gecikmesi 1-2 saniye artar. DLC kaplaması kalınlaştıkça ofset daha belirgin hale gelir. Manifold ölçüm düzlemlerinde tam DLC kaplamalı sıcak yolluklar için iki ayar önlemi alınabilir. Bunlardan birincisi, düşük iletkenlikli kaplama ısı bariyerini aşmak için yüksek termal iletkenliğe sahip metal tozu termal iletken macunun kaplama miktarını arttırmaktır. Diğeri, kaplamanın neden olduğu yetersiz okumayı telafi etmek için karşılık gelen kontrolör kanalında 1-2 derecelik sabit bir pozitif ofseti önceden ayarlamaktır. DLC kaplamanın yalnızca ölçüm noktasında makineyle çıkarılması önerilmez. Yerel kaplama hasarı tutarsız yüzey aşınmasına ve sınırda hızlı karbon birikmesine neden olacaktır.

PTFE polimer yapışmaz kaplama. Çok düşük ısı iletkenliğine, 0,1-0,3 mm kalınlığa ve termokupl sıcaklık izlemesine en önemli müdahaleye sahip yumuşak bir organik kaplamadır. İnce bir PTFE tabakası bile güçlü bir ısı yalıtım tabakası oluşturarak 3 saniyeden fazla sıcaklık okuma gecikmesine ve 2~4 derecelik sabit bir negatif kaymaya neden olur. PTFE, 280 derecenin üzerinde kademeli olarak ayrışacak ve karbonlaşacak, organik kalıntı ve karbon tozundan oluşan kompozit bir yalıtım katmanı oluşturacak ve sapma ofseti gün geçtikçe büyüyecek. Çözüm: Kalıp tasarımında, termokupl ölçüm noktalarının PTFE kaplı alanlar üzerinde düzenlenmesini önlemek için. 1. Ölçüm noktasının PTFE kaplama ile kaplanması durumunda, kalıp işleme sırasında algılama kafasının temas konumundaki PTFE kaplamayı çıkarın ve termokupl düz kafasının veya prob ucunun doğrudan teması için çıplak bir metal ölçüm düzlemi ayırın. 300 derecenin üzerinde uzun süreli yüksek sıcaklıktaki sıcak yolluklar için PTFE kaplı yüzeylerden kaçının.

Sert krom kaplama kaplama 0,08-0,2 mm kalınlığa ve orta düzeyde ısı iletkenliğine sahiptir. Karbon birikintilerinin oluşması kolay olmayan pürüzsüz ve yoğun bir yüzeye sahiptir. Sıcaklık ölçümünün sapması kabaca 0,6 derecedir ve bu, termokuplun kurulumu sırasında ince termal iletken macun tabakasıyla en aza indirilebilir. Pürüzsüz krom kaplı yüzey, karbon yapışma hızını en aza indirerek termokupl algılama kafalarının temizleme döngüsünü uzatır.

Kalıp tasarımı aşamasında kaplama düzeninin iyileştirilmesine yönelik öneriler. Tüm termokupl ölçüm bölgeleri mümkün olduğunca çıplak, kaplanmamış metal düzlemlerde merkezileştirilmelidir. Kalıbın tamamı kaplanmışsa, ince katmanlı nitrürleme veya güçlü krom kaplamayı seçin; sıcaklık ölçüm yerlerinde geniş alanlı DLC ve PTFE kaplamadan kaçının. Kaplanmış sıcak yolluklar için termokuplları özelleştirirken, tedarikçiye kaplama tipini ve kalınlığını önceden bildirin ve ısı transfer direnci kaybını en aza indirmek için ultra ince temas yapısına sahip yüksek hassasiyetli topraklanmamış açıkta kalan boncuk sensörlerini seçin. Normal kalibrasyon sırasında, sıcaklık ölçümünün uzun vadeli doğruluğunu stabilize etmek için kaplamadan sabit ofseti ayrı ayrı kaydedin ve her kaplanmış sıcak yolluk bölgesi için farklı düzeltme parametreleri yapın.