Aplicações de aquecedores de cartucho para aquecimento de processo em fundição sob pressão e metalurgia

Aplicações de aquecedores de cartucho para aquecimento de processo em fundição sob pressão e metalurgia
Elevar matrizes, moldes e placas a temperaturas que permitam o fluxo apropriado do metal, diminuam o choque térmico e melhorem a qualidade da superfície de peças fundidas ou moldadas é o principal objetivo do processo de calor na metalurgia e na fundição sob pressão. Dependendo da liga, as faixas operacionais típicas variam normalmente de 150 graus a 400 graus ou mais, com grande foco na homogeneidade de temperatura em grandes massas metálicas. O aquecimento elétrico por inserção oferece controle preciso e localizado para o próprio ferramental, mas os sistemas de combustão ainda são frequentemente usados ​​para fusão de alto-volume.
O calor é transferido por condução quando um aquecedor de cartucho é inserido em orifícios perfurados com precisão em blocos de matrizes ou placas. Sua bainha de metal, bobina de resistência e isolamento de óxido de magnésio bem espaçado transformam energia elétrica em energia térmica que penetra efetivamente no aço circundante ou na liga da ferramenta. Os aquecedores de cartucho mantêm a temperatura da matriz constante durante a fundição de magnésio, zinco ou alumínio, para que o metal líquido preencha totalmente as cavidades e solidifique com menos falhas. Aquecedores de cartucho distribuídos também são usados ​​em estampagem-a quente e matrizes de forjamento para manter as superfícies de trabalho dentro de uma faixa de temperatura específica durante o ciclo de produção.
A distribuição uniforme de calor em toda a face da matriz frequentemente é mais importante do que a velocidade máxima de aquecimento, de acordo com a experiência em fundições de produção e oficinas de prensagem. Em vez de concentrar a energia em um pequeno número de unidades-de alta saída que produzem zonas quentes locais, um arranjo equilibrado de vários aquecedores de cartucho de saída-moderada produz resultados mais confiáveis. O desempenho e a durabilidade são suportados pela escolha da densidade de watts. Para aplicações comuns de condução em aço, densidades mantidas entre 5 e 7 W/cm² permitem aquecimento rápido, mantendo temperaturas internas adequadas do fio quando o contato é bom. Densidades mais baixas incentivam a retenção contínua de grandes massas térmicas, enquanto densidades mais altas podem ser empregadas para recuperação rápida assim que o molde for aberto, se o ajuste permanecer excelente. A maior parte da matriz, as perdas de calor para a estrutura da máquina e para o ar circundante e o tempo de recuperação pretendido entre os disparos são levados em consideração no cálculo dos requisitos reais de energia.
A vida útil do elemento e a uniformidade da temperatura são diretamente afetadas pela qualidade da instalação. Para garantir que a bainha toque o metal na maior parte de sua superfície, os furos devem ser escareados para um ajuste deslizante perfeito. As lacunas de ar aceleram a oxidação agindo como isolamento e forçando o aquecedor do cartucho a ficar mais quente internamente. O superaquecimento das áreas expostas é evitado inserindo totalmente o comprimento aquecido. Os cabos precisam ser protegidos das altas temperaturas ambientes e dos movimentos mecânicos observados perto das prensas. Revestimentos isolantes que deterioram gradualmente a transferência de calor são evitados em cavidades limpas, desprovidas de rebarbas metálicas ou resíduos de lubrificante de matriz.
A corrosão por chumbo devido à vibração ou ao movimento da braçadeira, o acúmulo de carbono dos lubrificantes e o aumento crescente dos furos de montagem devido aos ciclos térmicos repetidos são problemas comuns. A manutenção do desempenho é auxiliada pelo exame rotineiro das dimensões do furo, limpeza da cavidade e verificação da condição do condutor. Sensores de temperatura colocados próximos à superfície de trabalho, em vez de apenas na bainha do aquecedor, aumentam a precisão do controle e diminuem o excesso. Quando os aquecedores de cartucho são adaptados à massa térmica, à taxa de ciclo e à exposição ambiental de cada matriz ou placa, a consistência do calor do processo de usinagem melhora. Para manter a qualidade das peças e a vida útil das ferramentas, diferentes geometrias de matrizes, tipos de ligas e volumes de produção necessitam de configurações de aquecimento adaptadas de forma correspondente.