Как обработка покрытия пресс-формы влияет на эффективность теплопередачи поверхности термопары

Многие производители горячеканальных систем применяют обработку поверхности, такую ​​как азотирование, алмазное покрытие DLC, антипригарное покрытие из ПТФЭ-на коллекторах и соплах, чтобы предотвратить коррозию стали пресс-формы, адгезию пластика и отложение углерода. Различная толщина покрытия и качество материала изменяют поверхностную теплопроводность плоскости измерения, что препятствует передаче тепла между металлической подложкой и чувствительной головкой термопары, вызывая задержку измерения температуры и фиксированное смещение. В этой статье обсуждается влияние традиционных покрытий горячеканальных каналов и соответствующие методы регулировки для мониторинга термопар.

Азотирование является самым популярным покрытием для укрепления поверхности горячеканальных систем с небольшой толщиной, толщина покрытия составляет всего 0,03 ~ 0,08 мм, а плотный слой нитрида металла имеет теплопроводность, близкую к литейной стали. Влияние на теплообмен термопары невелико и смещение измерения температуры контролируется в пределах ±0,3 градуса, что практически не влияет на обычный производственный контроль. Единственная скрытая трудность — это крошечные неровные микро-ямки, образующиеся на азотированной поверхности. В них легче откладывается углеродная пыль, а долгосрочные-накопления образуют тепловые барьеры, вызывающие снос. Соответствие оптимизации: . Для термопар, установленных на азотированных измерительных поверхностях, толщину теплопроводящей пасты следует соответственно увеличить для заполнения микро-ямок, а цикл очистки нагаром сократить на одну неделю.

DLC-алмазное-углеродное антипригарное-покрытие толщиной 0,05-0,15 мм. Покрытие на основе углерода с низкой теплопроводностью-, которое создает очевидный слой термического сопротивления между горячеканальной стальной подложкой и контактной поверхностью термопары. Зарегистрированная температура термопары на 1-1,8 градуса ниже температуры реального металла проточного канала при той же температуре, а задержка температурного реагирования увеличивается на 1-2 секунды. Смещение становится более выраженным по мере увеличения толщины DLC-покрытия. Для горячеканальных каналов с полным покрытием DLC на измерительных плоскостях коллектора можно выполнить две регулировки. Один из них — увеличить количество покрытия из теплопроводной пасты из металлического порошка с высокой теплопроводностью, чтобы преодолеть тепловой барьер покрытия с низкой проводимостью. Другой вариант — установить фиксированное положительное смещение в 1–2 градуса на соответствующем канале контроллера, чтобы компенсировать занижение показаний, вызванное покрытием. Не рекомендуется удалять DLC-покрытие только в точке измерения. Локальное повреждение покрытия приведет к неравномерному износу поверхности и быстрому отложению углерода на границе.

Полимерное покрытие из ПТФЭ, препятствующее-прилипанию. Это мягкое органическое покрытие с очень низкой теплопроводностью, толщиной 0,1-0,3 мм и наиболее существенно мешающее контролю температуры термопарой. Даже тонкий слой ПТФЭ образует прочный теплоизоляционный слой, вызывая задержку измерения температуры более 3 секунд и фиксированный отрицательный дрейф в 2–4 градуса. ПТФЭ будет постепенно разлагаться и карбонизироваться при температуре выше 280 градусов, образуя композитный изоляционный слой из органических остатков и углеродной пыли, а смещение сдвига будет расти с каждым днем. Решение: в конструкции пресс-формы следует избегать расположения точек измерения термопары на участках с покрытием из ПТФЭ.. 1. В случае, если точка измерения покрыта покрытием из ПТФЭ, удалите покрытие из ПТФЭ в месте контакта чувствительной головки во время обработки формы и зарезервируйте измерительную плоскость из голого металла для прямого контакта с плоской головкой термопары или наконечником зонда. Избегайте поверхностей с покрытием из ПТФЭ в случае длительного использования в горячеканальных системах с высокой температурой выше 300 градусов.

Твердое хромированное покрытие имеет толщину 0,08-0,2 мм и среднюю теплопроводность. Он имеет гладкую и плотную поверхность, на которой нелегко образовывать нагар. Смещение измерения температуры составляет примерно 0,6 градуса, которое можно свести к минимуму с помощью тонкого слоя теплопроводной пасты во время установки термопары. Гладкая хромированная поверхность минимизирует скорость прилипания углерода, тем самым удлиняя цикл очистки чувствительных головок термопар.

Рекомендации по улучшению схемы покрытия на этапе проектирования пресс-формы. Все места измерения термопар должны быть сосредоточены, насколько это возможно, на голых металлических плоскостях без покрытия. Если вся форма покрыта покрытием, выберите тонкое-слойное азотирование или сильное хромирование, избегайте нанесения DLC-покрытия большой-площади и покрытия из ПТФЭ в местах измерения температуры. При настройке термопар для горячеканальных каналов с покрытием заранее сообщите поставщику тип и толщину покрытия и выберите высокочувствительные незаземленные датчики с открытыми шариками со сверх-тонкой контактной структурой, чтобы минимизировать потери сопротивления теплопередаче. Во время обычной калибровки записывайте индивидуально фиксированное смещение от покрытия и устанавливайте отдельные параметры коррекции для каждой зоны горячеканальных каналов с покрытием, чтобы стабилизировать долгосрочную-точность измерения температуры.