I collettori e gli ugelli dei canali caldi sono realizzati in acciaio inossidabile H13, 420, rame berillio e altri materiali in lega. Diversi substrati metallici producono potenziale di contatto termoelettrico se accoppiati con leghe di guaina di termocoppia ad alta temperatura, creando un ulteriore offset di misurazione se i due materiali metallici non corrispondono. Molti ingegneri di stampi ignorano la corrispondenza della compatibilità della lega durante la selezione della termocoppia, portando a una deriva termica fissa che non può essere eliminata mediante calibrazione. Questo articolo ordina le regole di corrispondenza della compatibilità per i principali materiali di guaina per termocoppie e acciaio per canali caldi.
Principio di formazione del potenziale del contatto termoelettrico
Quando due diverse leghe metalliche sono a stretto contatto ad alta temperatura, la migrazione degli elettroni liberi forma una minuscola tensione termoelettrica extra sovrapposta al segnale in millivolt della termocoppia. Questo valore potenziale aggiuntivo cambia con l'aumento della temperatura, generando un errore di offset variabile. Quanto più vicina è la composizione degli elementi della guaina della termocoppia e del substrato del canale caldo, tanto minore è l'errore potenziale di contatto.
Tabella di abbinamento per l'acciaio per stampi a canale caldo tradizionale
1. Acciaio per stampi per lavorazioni a caldo H13 (materiale per collettore/ugello più comune)
• Guaine compatibili: acciaio inossidabile 316L, lega Inconel; offset del potenziale di contatto Inferiore o uguale a 0,4 gradi entro 200~420 gradi, trascurabile per tutti gli scenari di produzione.
• Incompatibile: guaina in rame puro, guaina in lega di alluminio; l'offset raggiunge 1,2~2,0 gradi sopra 350 gradi, deriva continua con il cambiamento di temperatura.
2. 420 acciaio inossidabile martensitico (ugello resistente alla corrosione-per plastica in PVC/alogenata)
• Abbinamento ottimale: guaina in acciaio inossidabile elettrolucidato 316L; offset del contatto Inferiore o uguale a 0,6 gradi.
• Alternativa: guaina Inconel, offset inferiore o uguale a 0,8 gradi, adatta per stampaggio PPS ad alta-temperatura.
• Evitare le normali guaine 304 a pareti sottili-; La differenza tra gli elementi di cromo provoca un evidente spostamento variabile di oltre 1 grado.
3. Ugelli in rame-berillio (stampi a pareti sottili-ad alta conduttività termica)
• Abbinamento ottimale: termocoppia a nastro termoconduttivo in lega di rame-; potenziale di contatto quasi nullo.
• Alternativa: Guaina Inconel; offset controllato entro 0,7 gradi.
• Evitare assolutamente il contatto della lega nuda di tipo K-chromel-alumel con rame-berillio; l'alta temperatura genera una grande deriva superiore a 2 gradi.
Misure di ottimizzazione supplementari per inevitabili contatti di lega non corrispondenti
1. Aggiungere uno strato di pasta a base di nichel- ad elevata conduttività termica tra la testa di rilevamento della termocoppia e la superficie metallica del canale caldo; la pasta di polvere metallica isola il contatto diretto tra due leghe di base diverse e indebolisce la generazione del potenziale di contatto.
2. Adottare una struttura di termocoppia corazzata isolata senza messa a terra; lo strato isolante in ossido di magnesio isola completamente la guaina in lega dall'acciaio del canale caldo, eliminando sostanzialmente le potenziali interferenze di contatto, che è la soluzione più affidabile per gli stampi a canale caldo in leghe miste.
3. Registrare valori di offset fissi in diversi punti di temperatura durante la calibrazione iniziale dello stampo, impostare parametri di compensazione della temperatura segmentati sul controller per compensare errori potenziali di contatto variabili.
Suggerimenti per la selezione della compatibilità della fase di progettazione dello stampo
1. Canali caldi standard H13: le termocoppie convenzionali di tipo K/N- in acciaio inossidabile 316L possono essere abbinate liberamente senza regolazioni speciali.
2. Canali caldi in acciaio inossidabile 420 resistenti alla corrosione-per la lavorazione di plastica alogena: dai la priorità alle termocoppie con guaina elettrolucidata 316L ed evita le guaine saldate 304 economiche.
3. Ugelli ad alta conduttività termica in rame-berillio per stampi ad alta velocità-con pareti sottili-: seleziona sensori isolati senza messa a terra o termocoppie a nastro di rame per eliminare la deriva dei contatti in lega.
4. Canali caldi compositi in lega mista (rame berillio ugello collettore H13 +): equipaggiare termocoppie isolate senza messa a terra per tutti i punti di misurazione per unificare la precisione della misurazione senza compensazione segmentata.
