Les collecteurs et buses à canaux chauds sont fabriqués à partir d'acier inoxydable H13, 420, de cuivre-béryllium et d'autres matériaux en alliage. Différents substrats métalliques produisent un potentiel de contact thermoélectrique lorsqu'ils sont couplés à des alliages de gaine de thermocouple à haute température, créant ainsi un décalage de mesure supplémentaire si les deux matériaux métalliques ne correspondent pas. De nombreux ingénieurs de moules ignorent la compatibilité des alliages lors de la sélection du thermocouple, ce qui entraîne une dérive de température fixe qui ne peut être éliminée par l'étalonnage. Cet article trie les règles de compatibilité pour les matériaux courants en acier à canaux chauds et en gaine de thermocouple.
Principe de formation du potentiel de contact thermoélectrique
Lorsque deux alliages métalliques différents sont en contact étroit à haute température, la migration libre des électrons forme une minuscule tension thermoélectrique supplémentaire superposée au signal millivolt du thermocouple. Cette valeur de potentiel supplémentaire change avec l'augmentation de la température, générant une erreur de décalage variable. Plus la composition des éléments de la gaine du thermocouple et du substrat du canal chaud est proche, plus l'erreur de potentiel de contact est faible.
Table correspondante pour l'acier de moule à canaux chauds grand public
1. Acier de matrice pour travail à chaud H13 (matériau de collecteur/buse le plus courant)
• Gaines compatibles : Inox 316L, alliage Inconel ; Décalage du potentiel de contact Inférieur ou égal à 0,4 degré entre 200 et 420 degrés, négligeable pour tous les scénarios de production.
• Incompatible : gaine en cuivre pur, gaine en alliage d'aluminium ; le décalage atteint 1,2 ~ 2,0 degrés au-dessus de 350 degrés, dérive continue avec le changement de température.
2. 420 acier inoxydable martensitique (buse résistante à la corrosion-pour plastiques PVC/halogène)
• Adaptation optimale : gaine en acier inoxydable 316L électropoli ; décalage de contact Inférieur ou égal à 0,6 degrés.
• Alternative : gaine en Inconel, décalage inférieur ou égal à 0,8 degré, adaptée au moulage PPS à haute-température.
• Évitez les gaines 304 ordinaires à paroi mince- ; La différence d'élément de chrome provoque un décalage variable évident sur 1 degré.
3. Buses en cuivre au béryllium (moules à paroi mince -à haute conductivité thermique)
• Correspondance optimale : thermocouple à ruban conducteur thermique en alliage de cuivre ; potentiel de contact presque nul.
• Alternative : gaine Inconel ; décalage contrôlé à moins de 0,7 degrés.
• Éviter strictement le contact de l'alliage nu chromel-alumel de type K-avec le cuivre-béryllium ; une température élevée génère une dérive importante supérieure à 2 degrés.
Mesures d'optimisation supplémentaires pour un contact inévitable avec l'alliage mal adapté
1. Ajoutez une couche de pâte à base de nickel à haute conductivité thermique entre la tête de détection du thermocouple et la surface métallique du canal chaud ; la pâte de poudre métallique isole le contact direct entre deux alliages de base différents et affaiblit la génération de potentiel de contact.
2. Adopter une structure de thermocouple blindé isolé non mis à la terre ; la couche isolante en oxyde de magnésium isole complètement la gaine en alliage de l'acier à canaux chauds, éliminant fondamentalement les interférences potentielles de contact, ce qui constitue la solution la plus fiable pour les moules à canaux chauds en alliages mixtes.
3. Enregistrez les valeurs de décalage fixes à différents points de température lors de l'étalonnage initial du moule, définissez les paramètres de compensation de température segmentés sur le contrôleur pour compenser les erreurs potentielles de contact variable.
Suggestions de sélection de compatibilité pour les étapes de conception du moule
1. Canaux chauds standard H13 : les thermocouples conventionnels de type K/N- en acier inoxydable 316L peuvent être librement adaptés sans réglage spécial.
2. Canaux chauds en acier inoxydable 420 résistants à la corrosion traitant des plastiques halogènes : donnez la priorité aux thermocouples à gaine électropolie 316L, évitez les gaines soudées 304 bon marché.
3. Buses à haute conductivité thermique en cuivre-béryllium pour moules à paroi mince à haute vitesse- : sélectionnez des capteurs isolés non mis à la terre ou des thermocouples à ruban de cuivre pour éliminer la dérive de contact de l'alliage.
4. Canaux chauds composites en alliage mixte (buse collecteur H13 + cuivre-béryllium) : équiper des thermocouples isolés non mis à la terre pour tous les points de mesure afin d'unifier la précision de mesure sans compensation segmentée.
