Измерение температуры и контроль точного литья

Время публикации: 07 / 06 2021 Автор: Редактор сайта Посещений: 12531

Успешные производители прецизионных отливок осознают важность контроля процесса для производства высококачественных отливок. Ключевые переменные в процессе литья включают температуру формы, теплоизоляционные свойства формы, время цикла, метод работы оператора и т. Д. Однако наиболее важной переменной процесса является температура металла. В процессе точного литья бесконтактное измерение температуры металла сопряжено со многими серьезными трудностями. Однако недавно разработанный набор устройств может обеспечивать точную количественную обратную связь в реальном времени, выявляя потенциальные проблемы.

Важность температуры

В процессе точного литья, особенно в процессе «равных осей», температура металла является доминирующим фактором и, следовательно, также оказывает прямое влияние на многие характеристики качества. Если измерения и контроль неправильные, разница в температуре металла повлияет на размер готовой отливки, размер зерна, пористость (поверхностную и внутреннюю), механические свойства, качество продукта (то есть склонность к горячему разрыву), полноту тонкого материала. -стенные детали и т.п.

Следовательно, улучшение измерения и контроля температуры металла улучшит качество и производительность, снизит затраты на техническое обслуживание и рабочую силу, а также снизит затраты на испытания и затраты на компенсацию ответственности.

Сложность измерения температуры

При прецизионном литье, особенно прецизионном литье с использованием оборудования для индукционной плавки, обычно используются определенные типы бесконтактных термопар или пирометров инфракрасного излучения в качестве первичного или вторичного средства измерения температуры металла. Люди, использующие обычные пирометры, могут не понимать потенциальных источников ошибок в своих измерениях, а просто обращать внимание на «прецизионные» технические условия прибора и часто вводятся в заблуждение. Эти характеристики точности - просто идеальные цели в лабораторных условиях. Некоторые условия в реальном мире могут привести к удивительно высоким значениям погрешности измерения. Они включают (но не ограничиваются) следующее:

Неизвестный / изменяющийся коэффициент излучения - различные сплавы, эффекты возмущения, зависимость от температуры и длины волны, изменения в составе во время обработки и т. Д., Все из которых играют роль в непредсказуемости коэффициента излучения.
Эмиссия пара: при плавлении под высоким давлением (близким к атмосферному и выше), выходящий за пределы газа в ванне расплава или тигле увеличивает или уменьшает тепловое излучение, что приводит к ошибкам.
Препятствие к смотровому окну: для большинства приборов любое ослабление сигнала приведет к падению показания температуры; грязь на смотровом окошке влияет на точность большинства пирометров.
Материал стекла смотрового окна: не все стекла имеют одинаковые пропускные свойства; некоторые из них окрашены в «серый» цвет, в то время как пропускающие свойства других стекол меняются в зависимости от длины волны. Это приведет к отказу обычного пирометра.
Калибровка: промышленным стандартом является калибровка один раз в год. Однако дрейф и выход из строя инструмента имеет свой график. Идеальный подход - откалибровать все оптические компоненты, используемые на заводе (смотровое стекло или смотровое зеркало).
Калибровка прибора: для наведения через линзу требуется точное перекрытие двух оптических путей, что повлияет на все уровни обычных пирометров.

Эти трудности присущи только оптическому измерению температуры. В то же время существуют и технологические трудности, которые усложняют измерение температуры любым типом приборов, в том числе:

Допустимый диапазон переменных процесса: если вся плавильная печь не находится в стабильном состоянии (обычно это нереально), в противном случае во время процесса литья температура будет иметь диапазон, и очень важно, чтобы этот диапазон температур был способны гарантировать качество продукта.
Возможность обработки сигнала: любое аналого-цифровое или цифро-аналоговое преобразование между измерительными приборами и контрольным оборудованием является потенциальным источником ошибок, а широкий диапазон аналоговых сигналов ведет к снижению точности.
Технология плавления: некачественная технология плавления может вызвать переходное кипение элементов с высоким давлением пара, нарушение поверхности ванны расплава или образование продуктов реакции, все это приведет к ошибкам в обычных пирометрах.
Соответствие между слитками, тиглями и змеевиками: для характеристик цикла плавления важны все эти три компонента системы плавления. Неправильный подбор приведет к медленному и неравномерному плавлению, локальному перегреву или разбрызгиванию. Это также источники ошибок в обычных пирометрах.

Высокотемпературный спектрометр для решения проблемы

Технология измерения высоких температур имеет свои неотъемлемые преимущества: отсутствие загрязнения, отсутствие отравления сенсора при снятии; простота установки и использования; возможность непрерывного измерения; нет расходных материалов; катастрофический отказ (потеря функции измерения) случается крайне редко. Теперь достижения в области пирометрии позволили решить различные проблемы, связанные с использованием в реальном мире. Пироспектрометр - это совершенно новый прибор, это многоволновый пирометр экспертной системы, обладающий хорошими способностями в решении этих задач.

Помимо обеспечения превосходной точности в реальном мире, спектрометр высокотемпературной энергии имеет много других преимуществ: он может обеспечивать в реальном времени показания качества и допусков (то есть степени неопределенности во время измерения) во время каждого измерения; он также может обеспечить мощность сигнала, сравнение между целью и идеальной целью при одинаковой температуре и состоянии. Эти две функции могут предоставить ценную информацию о сырье и состоянии процесса, помочь обеспечить правильный состав сплава и показать, кипит ли и испаряется ли материал сплава. Очевидно, что пользователи, которые усвоили эту информацию, могут также применить ее к некоторым более сложным областям.

В целом ряде различных приложений высокотемпературные спектрометры решили проблему бесконтактного измерения температуры.

Коэффициент излучения: коэффициент излучения будет изменяться с каждой партией образцов материала, что является корреляцией между теоретическими расчетами при измерении высоких температур и поведением материала в реальном мире. В индустрии точного литья коэффициент излучения металлов сильно различается. Для любого образца его излучательная способность зависит от исторических условий состава, механических и термических свойств, длины волны, на которой проводится измерение, и самой температуры. Аналитики считают, что относительная погрешность измерения температуры пропорциональна относительной погрешности коэффициента излучения, а именно:
Среди них: T - температура, - коэффициент излучения, ΔT и Δ - их соответствующие ошибки. Для прецизионного литья коэффициент излучения жидкого металла часто находится в диапазоне от 0.15 до 0.30, а небольшое значение коэффициента излучения в знаменателе будет иметь большое влияние на температурную погрешность.

Литейный цех может предоставить детали из 20 или 30 различных легирующих элементов. Количественная оценка влияния небольшого количества изменений в материалах сплава на излучательную способность металлов не проводилась в большом масштабе. Поэтому нет руководства по излучательной способности сплавов для точного литья. . Сходство состава нельзя использовать для оценки излучательной способности, небольшое количество добавок может сильно изменить излучательную способность. Как показано на Фигуре 1, излучательная способность двух сплавов, показанных на рисунке, разница в составе составляет в общей сложности 2% атомной массы добавленного элемента. Результирующая разница в излучательной способности приводит к тому, что пирометр, «откалиброванный» в соответствии со сплавом, дает ошибку считывания в несколько сотен градусов. Крупные ошибки вызовут хаос в процессе и остановят плавильную печь на несколько дней.

Пироспектрометр - это пирометр, который не требует предварительной подготовки какой-либо информации и может выполнять точные измерения независимо от коэффициента излучения и не ограничивается окружающей средой. Он показывает температуру и коэффициент излучения, зарегистрированные высокотемпературным спектрометром FAR для мониторинга прецизионных литейных сплавов на основе никеля. Из рисунка видно, что каждое изменение установленного значения мощности вызывает быстрое скачкообразное увеличение излучательной способности, которое вызвано нарушением электромагнитного перемешивания расплавленного материала, которое усиливает излучательную способность. Движение жидкости образует небольшую полость, которая увеличивает поглощение и излучение из-за эффекта многократных отражений. Во-вторых, когда расплав охлаждается, коэффициент излучения изменяется ступенчато: около 1:15 частота уменьшается более чем на 10%, с 0.245 до 0.220.

Этот эффект согласуется с кипением и испарением материалов сплава. Когда происходит это изменение, температура остается постоянной. Наконец, расплав замерзает, и коэффициент излучения резко меняется с 0.22 до 0.60. Медленно снижающаяся температура и одновременно медленно увеличивающаяся излучательная способность указывают на то, что процесс упрочнения металла претерпевает суспензионное состояние, а не резкое изменение фазы, как вода превращается в лед. На рис. 3 показан тот же процесс, что и на рис. 2, но на этот раз добавлен выходной сигнал обычного пирометра. Помимо большой погрешности температуры, следует отметить, что во время процесса охлаждения при отключенном питании обычные пирометры не могут выполнять измерения. Между 1:35 и 1:50 пирометр сообщил о повышении температуры. Это ложное условие, вызванное увеличением коэффициента излучения в процессе охлаждения металла.

В реальной эксплуатации огромная температурная погрешность, вызванная неправильным коэффициентом излучения, не только влияет на качество продукта, но также имеет некоторые очевидные последствия, такие как потери электроэнергии, увеличение времени цикла и повышенный износ огнеупорных материалов. Две кривые - это температура и коэффициент излучения. за четыре последовательных цикла литья, измеренные пирометром. Не обошлось и без пикового значения температуры. В частности, вы можете видеть, что на рисунке 4 имеется много довольно больших всплесков коэффициента излучения, указывающих на наличие особенно большого возмущения. Скачок вызван сильным электромагнитным перемешиванием.

Процесс заключается в следующем: возмущение в расплаве усиливает излучательную способность, и обычные пирометры интерпретируют это как значение превышения температуры; затем, как реакция на явление, контроллер отключает питание; отключение питания. После этого возмущения утихли, а затем обычный пирометр определил состояние слишком низкой температуры, и питание было включено снова. Возникший скачок тока сильно перемешал расплавленный материал, и начался периодический цикл, и серьезное нарушение вызвало коррозию огнеупорных материалов. В результате в продукте образуются включения.

Сохраните источник и адрес этой статьи для перепечатки.:Измерение температуры и контроль точного литья

Минхэ Компания по литью под давлением специализируются на производстве и предоставлении качественных и высокопроизводительных литых деталей (ассортимент металлических деталей для литья под давлением в основном включает Тонкостенное литье под давлением,Литье под давлением,Литье под давлением в холодной камере), Round Service (Служба литья под давлением,Обработка с ЧПУ,Изготовление пресс-форм, Обработка поверхности) .Любое индивидуальное литье под давлением из алюминия, магния или замака / цинка, а также другие требования к отливкам, пожалуйста, свяжитесь с нами.

МАГАЗИН ЛИТЕЙНОЙ КОМПАНИИ ISO90012015 И ITAF 16949

Под контролем ISO9001 и TS 16949, все процессы выполняются на сотнях передовых машин для литья под давлением, 5-осевых станках и других объектах, от струйных до стиральных машин Ultra Sonic. Minghe не только имеет современное оборудование, но и имеет профессиональное оборудование. команда опытных инженеров, операторов и инспекторов для воплощения в жизнь проекта заказчика.

Контрактный производитель отливок под давлением. Возможности включают в себя детали для литья под давлением алюминия с холодной камерой весом от 0.15 фунта. до 6 фунтов, быстрая установка и обработка. Дополнительные услуги включают полировку, вибрацию, удаление заусенцев, дробеструйную очистку, окраску, гальванику, нанесение покрытий, сборку и оснастку. Обрабатываемые материалы включают такие сплавы, как 360, 380, 383 и 413.

ИДЕАЛЬНЫЕ ЦИНКОВЫЕ ДЕТАЛИ ДЛЯ ЛИТЬЯ В КИТАЕ

Помощь в проектировании литья цинка под давлением / сопутствующие инженерные услуги. Изготовление на заказ прецизионных отливок из цинка под давлением. Могут изготавливаться миниатюрные отливки, отливки под высоким давлением, отливки в формы с несколькими суппортами, отливки в обычные формы, единичные отливки под давлением и независимые отливки под давлением, а также отливки с герметизацией полости. Отливки могут изготавливаться длиной и шириной до 24 дюймов с допуском +/- 0.0005 дюйма.

Сертифицированный ISO 9001 2015 производитель литья под давлением из магния и изготовления форм

Производитель литья под давлением из магния, сертифицированный по стандарту ISO 9001: 2015. Возможности включают литье под давлением магния под высоким давлением с горячей камерой до 200 тонн и холодной камерой на 3000 тонн, проектирование инструментов, полировку, формование, механическую обработку, порошковую и жидкостную окраску, полный контроль качества с возможностями CMM , сборка, упаковка и доставка.

Minghe Casting Дополнительные услуги литья по выплавляемым моделям и т. Д.

Сертифицирован ITAF16949. Дополнительные услуги трансляции включают инвестиционное литье,литье в песчаные формы,Гравитационное литье, Литье по выплавляемым моделям,Центробежное литье,Вакуумное литье,Постоянное литье формыВозможности включают EDI, техническую поддержку, твердотельное моделирование и вторичную обработку.

Литейная промышленность Примеры использования запчастей для: автомобилей, велосипедов, самолетов, музыкальных инструментов, судов, оптических устройств, датчиков, моделей, электронных устройств, корпусов, часов, машинного оборудования, двигателей, мебели, ювелирных изделий, приспособлений, телекоммуникаций, освещения, медицинских устройств, фотографических устройств, Роботы, скульптуры, звуковое оборудование, спортивное оборудование, инструменты, игрушки и многое другое.