Kako tretmani premazivanja kalupima utječu na efikasnost prijenosa topline površine termoelementa

Mnogi proizvođači vrućih klizača primjenjuju tretmane površinskih premaza, kao što je nitriranje, DLC dijamantski premaz, PTFE premaz protiv prianjanja na razdjelnicima i mlaznicama kako bi spriječili koroziju čelika od kalupa, prianjanje plastike i taloženje ugljika. Različite debljine premaza i kvaliteta materijala modificiraju površinsku toplinsku provodljivost mjerne ravni, što ometa prijenos topline između metalne podloge i senzorske glave termoelementa, uzrokujući kašnjenje mjerenja temperature i fiksni pomak. Ovaj rad govori o utjecaju konvencionalnih vrućih premaza i tehnikama usklađivanja za praćenje termoelementa.

Tretman nitriranjem je najpopularniji premaz za površinsko ojačavanje vrućim klizačem male debljine, debljina premaza je samo 0,03~0,08 mm, a gusti sloj metalnog nitrida ima toplinsku provodljivost blizu čelika kalupa. Uticaj na prenos toplote termoelementa je mali, a pomak merenja temperature se kontroliše unutar ±0,3 stepena, što praktično ne utiče na uobičajenu kontrolu proizvodnje. Jedina skrivena poteškoća su malene neravne mikro-rupice koje se stvaraju na nitriranoj površini, a ugljična prašina se lakše deponuje u jamama, a dugotrajno nakupljanje će formirati termalne barijere koje uzrokuju odnošenje. Optimizacija podudaranja: . Za termoelemente postavljene na nitrirane merne površine, potrebno je u skladu sa tim povećati debljinu toplotno provodljive paste kako bi se popunile mikro jame i ciklus čišćenja ugljenikom skratiti za nedelju dana.

DLC karbonski premaz protiv prianjanja nalik dijamantu debljine 0,05-0,15 mm, premaz na bazi ugljika niske toplinske provodljivosti, koji stvara očigledan sloj toplinske otpornosti između čelične podloge za vruće vode i kontaktne površine termoelementa. Zabilježena temperatura termoelementa je 1-1,8 stepeni niža od temperature stvarnog metala protočnog kanala na istoj temperaturi, a kašnjenje temperaturnog odziva se povećava za 1-2 sekunde. Pomak postaje sve izraženiji kako DLC premaz postaje deblji. Za vruće vode sa punim DLC premazom na mjernim ravnima razdjelnika, mogu se poduzeti dvije mjere podešavanja. Jedan je da se poveća količina premaza visoke toplotne provodljivosti metalnog praha toplotno provodljive paste kako bi se probila toplotna barijera premaza niske provodljivosti. Drugi je da unapred postavite fiksni pozitivni pomak od 1-2 stepena na odgovarajućem kanalu kontrolera da bi se kompenzovalo nedovoljno očitavanje izazvano premazom. Nije preporučljivo obraditi DLC premaz samo na mjestu mjerenja. Lokalna oštećenja premaza rezultirat će nedosljednim trošenjem površine i brzim taloženjem ugljika na granici.

PTFE polimerni premaz protiv lepljenja. To je mekani organski premaz sa vrlo niskom toplotnom provodljivošću, debljine 0,1-0,3 mm i najvećim smetnjama u praćenju temperature termoelementa. Čak i tanak sloj PTFE-a će formirati jak toplotnoizolacioni sloj, uzrokujući kašnjenje očitavanja temperature od preko 3 sekunde i fiksni negativni pomak od 2~4 stepena. PTFE će se postepeno raspadati i karbonizirati iznad 280 stepeni, formirajući kompozitni izolacijski sloj od organskih ostataka i ugljične prašine, a pomak će rasti iz dana u dan. Rješenje: U dizajnu kalupa kako bi se izbjeglo raspoređivanje mjernih tačaka termoelementa na površinama obloženim PTFE. 1. U slučaju da je mjerna tačka prekrivena PTFE premazom, uklonite PTFE premaz na kontaktnoj poziciji senzorske glave tokom obrade kalupa i rezervišite mjernu ravan golog metala za direktan kontakt ravne glave. Izbjegavajte površine obložene PTFE-om za dugotrajne vruće vode visoke temperature iznad 300 stepeni.

Tvrdi hromirani premaz ima debljinu od 0,08-0,2 mm i srednju toplotnu provodljivost. Ima glatku i gustu površinu na kojoj nije lako razviti naslage ugljika. Pomak mjerenja temperature je otprilike 0,6 stepeni, što se može minimizirati tankoslojnom toplotno provodljivom pastom tokom ugradnje termoelementa. Glatka hromirana površina minimizira brzinu adhezije ugljika čime se produžava ciklus čišćenja senzorskih glava termoparova.

Preporuke za poboljšanje rasporeda premaza u fazi projektovanja kalupa. Sva mjerna mjesta termoparova trebaju biti centralizirana što je više moguće na golim neobloženim metalnim ravnima. Ako je cijeli kalup premazan, odaberite tankoslojno nitriranje ili jaku hromiranje, izbjegavajte DLC i PTFE premaz velike površine na mjestima mjerenja temperature. Prilikom prilagođavanja termoelementa za obložene vruće klizače, unaprijed savjetujte dobavljača o vrsti i debljini premaza i odaberite visokoosjetljive neuzemljene izložene senzore s ultratankom kontaktnom strukturom kako biste smanjili gubitak otpora prijenosa topline. Tokom normalne kalibracije, zabilježite pojedinačno fiksni pomak od premaza i napravite različite parametre korekcije za svaku obloženu zonu vrućih kliznika, kako biste stabilizirali dugoročnu tačnost mjerenja temperature.