毎日の生産用ホット ランナー金型は、室温での停止→生産温度までの加熱→室温までの冷却という繰り返しの熱衝撃サイクルを受け、熱接点溶接点、合金ワイヤ、鉱物絶縁充填材、金属シースなど、熱電対のすべてのコンポーネントに引張熱応力と圧縮熱応力が交互に発生します。周期的な熱衝撃による損傷が長期間蓄積すると、熱電対の理論上の耐用年数が継続的に短くなり、毎日頻繁に起動と停止を行う金型では、24 時間ノンストップで連続生産する金型の故障率の 2 倍以上の故障率が発生します。-熱衝撃下での各コンポーネントの損傷メカニズムを分析し、徐加熱および徐冷の標準化された操作手順を策定することで、熱応力強度を効果的に低減し、熱電対の平均使用サイクルを 40% 以上延長できます。
熱衝撃による損傷に対して最も脆弱な部分は、熱電対の熱接点溶接点です。 K- タイプのクロメル合金ワイヤとアルメル合金ワイヤは異なる線熱膨張係数を持っています。温度が上昇および下降するたびに、2 本のワイヤは異なる速度で膨張および収縮し、溶接接合部に小さな交互応力が発生します。数百回の熱衝撃サイクルの後、溶接点の表面に微小な疲労亀裂が発生し、それが徐々に拡大して部分的な断線の隠れた欠陥になります。金型が加熱され、熱膨張により亀裂が拡大すると、回路が切断され、最高温度 TC アラームが作動します。金型が冷えて収縮すると、亀裂が再び接触して正常な読み取り値が回復され、再現が困難な断続的な開回路故障がランダムに形成され、大量生産のスケジュールに重大な影響を及ぼします。--真空密閉溶接を採用した熱電対は、内部の気泡の熱応力を低減し、通常のオープンエア溶接プローブと比較して亀裂の発生速度を 60% 以上遅くすることができます。これは、頻繁に起動および停止する熱衝撃が伴う金型のコア選択基準です。{9}}
シース内部に充填されている鉱物酸化マグネシウムは、周期的な温度変化により緩い圧縮損傷を受けます。 -高密度の圧縮酸化マグネシウム粉末とステンレス鋼シースの膨張率は一致しません。加熱による膨張と冷却による収縮を繰り返すと、元は固かった充填粉末が徐々に緩み、内部の合金ワイヤと絶縁粉末の間に多数の小さな空隙が形成されます。空隙は熱伝導効率を低下させ、温度ドリフトを引き起こし、金型の冷却中に作業場の空気中の湿気がゆるい空隙に侵入し、絶縁抵抗を低下させ、断続的な短絡障害を引き起こします。-。頻繁に冷却することなく一定温度での動作を 24 時間維持する金型は、酸化マグネシウム充填の安定した緻密性を長期間維持しますが、各シフト後に完全に冷却される金型は、使用後 2 ～ 3 か月以内に充填が緩んだようになり、プローブの劣化が大幅に加速されます。
外側の金属シースは、熱衝撃サイクル中に金型取り付け穴の壁との往復摩擦損傷に耐えます。加熱するとシースの外径が拡大し、穴の壁をしっかりと圧迫します。冷却されるとシースが収縮して、シースと穴の壁の間に小さな隙間が形成されます。繰り返される往復押出と摩擦により、研磨されたシース表面に傷がつき、微細な腐食ピットが形成されます。プラスチックの分解腐食性ガスがピットに蓄積し、時間の経過とともにシース孔食の穿孔損傷が加速します。頻繁に熱衝撃を受ける金型では、1 か月使用するとプローブ シースに明らかな傷腐食の痕跡が残りますが、連続稼働する金型では、半年後でもわずかな均一な磨耗が生じるだけです。壁厚が 0.15 mm 未満の薄壁マイクロ熱電対シースは、熱衝撃による摩擦損傷に敏感であり、短期間の頻繁な冷却と加熱サイクルの後に貫通不良が発生する傾向があります。-
内部の多条撚り合金ワイヤは、交互の熱応力下でねじり疲労損傷を蓄積します。マルチ-ストランドワイヤ内の各細い合金フィラメントの異なる熱膨張により、熱衝撃サイクルごとにストランド間に相互摩擦と押し出しが発生します。 -長期間繰り返される摩擦により、フィラメントの表面酸化物不動態層が摩耗し、ストランド間の酸化ドリフトが加速します。-単芯ワイヤは素線間の摩擦による損傷を回避しますが、ワイヤ全体に集中した熱応力がかかるため、複数の熱衝撃サイクルの後に曲げ位置に亀裂が発生しやすくなります。{6}}したがって、熱衝撃が頻繁に発生し、配線レイアウトが曲がっている金型では、抗曲げ性能と抗熱衝撃性能のバランスをとるために、各フィラメント表面に不動態化コーティングを施した太いマルチストランド ワイヤを選択する必要があります。-
徐加熱・徐冷運転仕様を標準化することで熱衝撃を軽減します。正式に生産を開始する前に、分割された加熱手順を実装します。最初にすべてのホット ランナー ゾーンを 120 度に加熱して 30 分間保持し、その後、生産設定温度に達するまで 15 分ごとに温度を 50 度ずつ上げます。これにより、瞬間的な激しい熱応力を発生させる 1 ステップの急速加熱を避けます。-毎日の生産停止後は、すべての加熱電源を直接遮断しないでください。ホット ランナーの一定温度を 150 度で 1 時間維持し、その後室温まで冷却するまで 20 分ごとに温度を 40 度ずつ徐々に下げ、冷却収縮速度を遅くして交番応力振幅を低減します。 1日以上生産を停止する必要がある金型の場合は、マニホールドとノズルを厚手の断熱綿で覆い、自然冷却を遅らせ、温度変化率を低減します。
熱衝撃が頻繁に発生する金型向けに、ターゲットを絞った熱電対選択の最適化をサポート: 厚みのある耐摩耗合金シースを備えた真空-密封熱接点-密度 MI ミネラル-絶縁プローブを優先します。-超薄肉マイクロ プローブや-コストの低いオープンエア溶接プローブ-は避けてください。熱電対の定期分解検査周期を 2 週間に短縮し、溶接箇所の変色や微小な亀裂を確認し、疲労亀裂のあるプローブを事前に交換して、突然の開回路の生産停止を回避します。-標準化された加熱および停止プロセスを通じて熱衝撃強度を軽減し、熱衝撃防止高性能プローブを適合させることにより、周期的な温度変化によって引き起こされる熱電対の耐用年数の減衰速度を根本的に遅らせることができ、金型の頻繁な起動と停止に伴う年間のスペアパーツ交換コストを大幅に削減できます。
