Os coletores e bicos de câmara quente são fabricados em aço inoxidável H13, 420, cobre berílio e outros materiais de liga. Diferentes substratos metálicos produzem potencial de contato termoelétrico quando acoplados a ligas de bainha de termopar em alta temperatura, criando um deslocamento extra de medição se os dois materiais metálicos forem incompatíveis. Muitos engenheiros de moldes ignoram a correspondência de compatibilidade da liga durante a seleção do termopar, levando a um desvio fixo de temperatura que não pode ser eliminado pela calibração. Este artigo classifica regras de correspondência de compatibilidade para aço de câmara quente convencional e materiais de bainha de termopar.
Princípio de formação de potencial de contato termoelétrico
Quando duas ligas metálicas diferentes estão em contato próximo sob alta temperatura, a migração livre de elétrons forma uma pequena tensão termoelétrica extra sobreposta ao sinal de milivolts do próprio termopar. Este valor potencial extra muda com o aumento da temperatura, gerando um erro de compensação variável. Quanto mais próxima for a composição do elemento da bainha do termopar e do substrato da câmara quente, menor será o erro de potencial de contato.
Tabela correspondente para aço de molde de câmara quente convencional
1. Molde de aço para trabalho a quente H13 (material mais comum do coletor/bocal)
• Bainhas compatíveis: aço inoxidável 316L, liga Inconel; deslocamento potencial de contato Menor ou igual a 0,4 graus dentro de 200 ~ 420 graus, insignificante para todos os cenários de produção.
• Incompatível: Bainha de cobre puro, bainha de liga de alumínio; o deslocamento atinge 1,2 ~ 2,0 graus acima de 350 graus, deriva contínua com mudança de temperatura.
2. 420 aço inoxidável martensítico (bocal-resistente à corrosão para plásticos PVC/halógenos)
• Ótima combinação: bainha em aço inoxidável eletropolido 316L; deslocamento de contato menor ou igual a 0,6 graus.
• Alternativa: Bainha de Inconel, deslocamento menor ou igual a 0,8 grau, adequada para moldagem PPS em alta-temperatura.
• Evite bainhas comuns de parede-fina 304; a diferença do elemento cromo causa deslocamento variável óbvio acima de 1 grau.
3. Bicos de cobre-berílio (moldes de parede-fina de alta condutividade térmica)
• Combinação ideal: termopar de fita termocondutora de liga-de cobre; potencial de contato quase zero.
• Alternativa: bainha de Inconel; deslocamento controlado dentro de 0,7 graus.
• Evite estritamente o contato da liga nua de-cromelo-alumel tipo K com cobre-berílio; alta temperatura gera grande desvio acima de 2 graus.
Medidas suplementares de otimização para contato inevitável de liga incompatível
1. Adicione uma camada de pasta à base de níquel-de alta condutividade térmica entre a cabeça de detecção do termopar e a superfície metálica da câmara quente; a pasta de pó metálico isola o contato direto entre duas ligas de base diferentes e enfraquece a geração de potencial de contato.
2. Adote estrutura de termopar blindado isolado não aterrado; a camada de isolamento de óxido de magnésio isola completamente a bainha de liga do aço da câmara quente, eliminando fundamentalmente a interferência potencial de contato, que é a solução mais confiável para moldes de câmara quente de ligas mistas.
3. Registre valores de deslocamento fixo em diferentes pontos de temperatura durante a calibração inicial do molde, defina parâmetros de compensação de temperatura segmentados no controlador para compensar erros de potencial de contato variável.
Sugestões de seleção de compatibilidade de estágio de projeto de molde
1. Câmaras quentes padrão H13: Os termopares convencionais do tipo K/N{3}}de aço inoxidável 316L podem ser combinados livremente sem ajustes especiais.
2. Câmaras quentes-de aço inoxidável 420 resistentes à corrosão que processam plásticos halógenos: Priorize termopares com bainha eletropolida 316L, evite bainhas soldadas 304 baratas.
3. Bicos de alta condutividade térmica de cobre-berílio para moldes de parede fina-de alta-velocidade: selecione sensores isolados não aterrados ou termopares de fita de cobre para eliminar o desvio de contato da liga.
4. Câmaras quentes compostas de liga mista (coletor H13 + bico berílio cobre): Equipe termopares isolados não aterrados para todos os pontos de medição para unificar a precisão da medição sem compensação segmentada.
