Materiālzinātne — apvalka saskaņošana ar procesu

Vissvarīgākās specifikācijas, izvēloties kārtridžu sildītāju, parasti ir diametrs, garums, spriegums un jauda. Tomēr smagos rūpnieciskos apstākļos ārējā apvalka materiāls bieži izlemj, vai sildītāju var noņemt un izmantot vēlreiz, vai arī tas kļūst par pastāvīgu, dārgu veidnes daļu. Kad apvalka virsmas temperatūra paaugstinās virs 400 grādiem vai 500–800 grādiem augsta vatu blīvuma vai sliktas siltuma nogrimšanas dēļ, apvalka metalurģija no sekundāras detaļas mainās uz primāro inženiertehnisko lēmumu, kas tieši ietekmē tā kalpošanas laiku, to, cik viegli to uzturēt un cik uzticams ir process.

Nerūsējošais tērauds 304 ir labākais apvalka materiāls standarta lietojumiem, kas darbojas temperatūrā līdz aptuveni 400 grādiem, kas parasti ir plastmasas iesmidzināšanas veidnēm, iepakošanas mašīnām, blīvēšanas stieņiem un vispārējai plākšņu karsēšanai. 304. tips ir ļoti rentabls-, tam ir laba vispārējā izturība pret koroziju tīros, sausos apstākļos, un tas ir pietiekami izturīgs, lai izturētu mērenu temperatūru. Tā 18–20% hroma saturs veido pasīvu hroma oksīda slāni, kas pasargā no oksidācijas un vieglas ķīmiskās iedarbības no plastmasas tvaikiem vai gaisa mitruma. Ja 304 apvalkus izmanto ar pareizām pielaidēm (0,05–0,10 mm klīrenss) un zemu vatu blīvumu (5–10 W/cm²), 304 apvalki var ilgt 18–36 mēnešus nepārtrauktas lietošanas sistēmās, kas ir labi uzturētas.


Bet, ja veidnes vai procesa temperatūra pārsniedz 400 grādus vai ja pielietojums ir saistīts ar lielu termisko ciklu, vibrāciju, agresīvu gāzu izdalīšanos no inženiertehniskajiem sveķiem vai augsta apvalka temperatūra, ko izraisa liels vatu blīvums, Stainless Steel 304 ātri parāda savas robežas . 304 kļūst daudz mīkstāks virs 650–2 00 grādiem. telpas -temperatūras vērtības), ātri noziežot un veidojot biezus, trauslus oksīda slāņus, kas atdalās dzesēšanas ciklu laikā. Šī zvīņošanās padara virsmu raupjāku un palielina berzi pret veidnes sienu, kas var novest pie saspiešanas un apgrūtināt vai padarīt neiespējamu sildītāja izņemšanu, nesabojājot precīzu dobumu ar urbšanu vai EDM. Vietās, kur lietas stipri satricina, piemēram, ātrgaitas preses, ultraskaņas metināšana vai blīvēšanas līnijas, atkārtota oksīda plaisāšana un uzkrāšanās paātrina noguruma plaisāšanu un uz pusi samazina detaļas kalpošanas laiku.

Šajos bargākos apstākļos ir jāpārslēdzas uz augstāka-niķeļa sakausējumiem, piemēram, Incoloy 800, Incoloy 825 vai Stainless Steel 310S. Incoloy 800 ir niķeļa-dzelzs-hroma sakausējums, kas satur 30–35% niķeļa. Tam ir liela izturība augstās temperatūrās, un tas rada stabilu, cieši pieguļošu hroma{11}}alumīnija oksīda nogulsnēšanos, kas neatdalās pat pēc tūkstošiem karstuma ciklu līdz 1100 grādiem. Tā kā tas ir labāk izturīgs pret karburizāciju, nitridēšanu un iekšējo oksidāciju no plastmasas sadalīšanās produktiem, tas ir lieliski piemērots karstiem{14}}skriešanas kolektoriem, augstas{15}}temperatūras presformām vai ekstrūzijas darbiem. Incoloy 825 ir pievienots molibdēns un varš, kas samazina tā korozijas iespējamību hlorīdu{18}}bagātos vai viegli skābās situācijās. Nerūsējošais tērauds 310S (25% hroms, 20% niķelis) lieliski iztur oksidēšanos tīrā oksidējošā vidē līdz 1150 grādiem. To parasti izmanto, ja izmaksas ir problēmas, bet temperatūras stabilitāte ir ļoti svarīga.

Apvalka materiālam ir arī liela ietekme uz to, cik labi darbojas un cik labi ir sagatavoti caurumi. Apstrādes urbumi, netīrumi vai no-apaļie urbumi, visticamāk, atstāj pēdas uz mīkstākiem metāliem, piemēram, 304. Šie rādītāji veido sprieguma paaugstinājumus, kas var izraisīt gareniskas plaisas vai lūzumus, kad temperatūra paaugstinās vai spiediens objekta iekšpusē. Incoloy 800 ir aptuveni 50% stiprāks par 304 600 grādu leņķī, kas padara to cietāku un izturīgāku pret deformāciju un slīdēšanu. Tas nozīmē, ka var izmantot stingrākus atstarpes (0,02–0,05 mm), neradot risku, ka uzstādīšanas vai ekspluatācijas laikā tas varētu saķerties vai saspiesties. Šis ciešāks piegulums samazina temperatūras starpību starp apvalku un veidni, pazemina temperatūru vadu iekšpusē un padara sildītāja kalpošanas laiku ilgāku.

Speciālos apstākļos, piemēram, tīrajās telpās, pusvadītāju ražošanā, medicīniskajā liešanā, pārtikas un zāļu apstrādē vai īpaši -augstas-tīrības lietojumos, ir vairāk prasību attiecībā uz apvalku. Kasetņu sildītājs nedrīkst reaģēt ar ķīmiskām vielām, radīt daļiņas vai ļaut gāzei izplūst. Lai nepieļautu daļiņu iestrēgšanu un atvieglotu tīrīšanu, apvalkiem parasti tiek prasīta elektropulēta vai spoguļa apdare (Ra<0.4 μm). 316L stainless steel (low-carbon for better weldability and corrosion resistance) or Incoloy 800 with high-purity surface treatment are common for these situations. In very acidic, etchant, solvent, or high-purity gas conditions, titanium grade 2, Hastelloy C-276, or fluoropolymer-sheathed designs may be needed to keep things from getting dirty or corroding.

Galu galā apvalka metalurģijas pielāgošana procesam ir visas darbības vides pārzināšana, nevis tikai temperatūra, kurā tā darbojas. Svarīgi elementi ir: - Augstākā temperatūra, ko paredzams, ka apvalka virsma sasniegs (parasti 100–300 grādus virs pelējuma temperatūras). - Kodīgi tvaiki, hlorīdi, halogēni vai sveķi, kas izdala gāzi. - Cik bieži un cik slikti ir siltuma cikls un vibrācija, apdares materiāls, apdare un apdare cauruma virsma. - Tīrība, piesārņojums vai FDA vai USP VI klases noteikumi.

Neatkarīgi no tā, cik precīzi norādāt spriegumu, jaudu un piemērotību, kasetnes sildītājs ar nepareizu apvalku var satvert, saplaisāt, piesārņot produktu vai pārāk ātri sabojāties. No otras puses, izvēloties pareizo sakausējumu-304 normālai lietošanai, Incoloy 800/825 augstām temperatūrām vai skarbiem apstākļiem-nodrošina, ka sildītājs visu mūžu ir noņemams, uzticams un bez piesārņotājiem. Augstas-vērtības ražošanā, kad dīkstāves ir dārgas un detaļu kvalitāte ir ļoti svarīga, tērējot naudu pareizai apvalka metalurģijai, tiek aizsargāts gan sildītājs, gan izgatavoto detaļu kvalitāte. Tas pārvērš iespējamo vājo posmu par ilgtermiņa aktīvu.