Zastosowania grzejników kasetowych do wytwarzania ciepła procesowego w odlewnictwie ciśnieniowym i obróbce metali

Zastosowania grzejników kasetowych do wytwarzania ciepła procesowego w odlewnictwie ciśnieniowym i obróbce metali
Podnoszenie matryc, form i płyt do temperatur, które umożliwiają odpowiedni przepływ metalu, zmniejszają szok termiczny i poprawiają jakość powierzchni odlewanych lub formowanych części, jest głównym celem ciepła technologicznego w obróbce metali i odlewaniu ciśnieniowym. W zależności od stopu typowe zakresy robocze zazwyczaj wahają się od 150 stopni do 400 stopni lub więcej, ze szczególnym naciskiem na jednorodność temperatury w przypadku ogromnych mas metali. Elektryczne ogrzewanie wstawkowe zapewnia precyzyjną, zlokalizowaną kontrolę samego oprzyrządowania, ale systemy spalania są nadal często używane do topienia o dużej-objętości.
Ciepło jest przenoszone poprzez przewodzenie, gdy grzejnik kasetowy jest wkładany do precyzyjnie wywierconych otworów w blokach matryc lub płytach dociskowych. Metalowa osłona, cewka oporowa i blisko rozmieszczona izolacja z tlenku magnezu przekształcają energię elektryczną w energię cieplną, która skutecznie przenika przez otaczającą stal lub stop narzędzia. Grzejniki kasetowe utrzymują stałą temperaturę matrycy podczas odlewania ciśnieniowego magnezu, cynku lub aluminium, dzięki czemu ciekły metal całkowicie wypełnia puste przestrzenie i krzepnie z mniejszą liczbą wad. Rozproszone grzejniki kasetowe są również stosowane w matrycach-do tłoczenia na gorąco i do kucia, aby utrzymać powierzchnie robocze w określonym zakresie temperatur podczas cyklu produkcyjnego.
Jak wynika z doświadczenia odlewni produkcyjnych i tłoczni, równomierny rozkład ciepła na powierzchni matrycy często ma większe znaczenie niż maksymalna prędkość nagrzewania. Zamiast skupiać moc w małej liczbie-jednostek o dużej mocy, które wytwarzają lokalne strefy gorące, bardziej wiarygodne wyniki zapewnia zrównoważone rozmieszczenie kilku grzejników kasetowych o średniej-mocy. Wydajność i trwałość są wspierane przez wybór gęstości watów. W przypadku typowych zastosowań związanych z przewodzeniem stali, gęstości utrzymywane w zakresie od 5 do 7 W/cm² umożliwiają szybkie nagrzewanie przy jednoczesnym utrzymaniu odpowiednich temperatur wewnętrznych drutu, gdy kontakt jest dobry. Niższe gęstości zachęcają do ciągłego utrzymywania dużych mas termicznych, podczas gdy wyższe gęstości można zastosować do szybkiego odzyskiwania po otwarciu formy, jeśli dopasowanie pozostaje doskonałe. Przy obliczaniu rzeczywistego zapotrzebowania na moc bierze się pod uwagę masę matrycy, straty ciepła do ramy maszyny i otaczającego powietrza, a także planowany czas regeneracji pomiędzy strzałami.
Jakość instalacji ma bezpośredni wpływ na trwałość elementu i jednorodność temperatury. Aby mieć pewność, że osłona styka się z metalem na większości swojej powierzchni, otwory należy rozwiercić tak, aby zapewnić ciasne pasowanie ślizgowe. Szczeliny powietrzne przyspieszają utlenianie, działając jako izolacja i zmuszając grzałkę kasetową do wyższej temperatury wewnętrznej. Aby zapobiec przegrzaniu odsłoniętych obszarów, należy całkowicie wsunąć nagrzaną długość. Przewody należy chronić przed wysokimi temperaturami otoczenia i ruchami mechanicznymi występującymi w pobliżu pras. W czystych wnękach pozbawionych wypływek metalu lub resztek smaru do matryc należy unikać powłok izolacyjnych, które stopniowo pogarszają przenoszenie ciepła.
Korozja ołowiu na skutek wibracji lub ruchu zacisku, akumulacja węgla ze smarów i rosnące powiększenie otworów montażowych na skutek powtarzających się cykli cieplnych to częste problemy. Utrzymanie wydajności jest wspomagane przez rutynowe badanie wymiarów otworu, czyszczenie wnęki i weryfikację stanu przewodu. Czujniki temperatury umieszczone blisko powierzchni roboczej, a nie bezpośrednio na osłonie grzejnika, zwiększają precyzję sterowania i zmniejszają przeregulowania. Kiedy grzejniki kasetowe są dopasowane do masy termicznej, szybkości cykli i narażenia na środowisko każdej matrycy lub płyty dociskowej, poprawia się spójność ciepła procesu obróbki metalu. Aby zachować jakość części i trwałość narzędzi, różne geometrie matryc, rodzaje stopów i wielkości produkcji wymagają odpowiednio dostosowanych konfiguracji ogrzewania.