Mesura de temperatura i control de fosa de precisió

Els fabricants d’èxits de fosa de precisió coneixen la importància del control de processos per a la producció de foses de qualitat. Les variables clau del procés de colada inclouen la temperatura del motlle, les propietats d’aïllament tèrmic del motlle, el temps de cicle i el mètode de l’operador, etc. No obstant això, la variable de procés més crítica és la temperatura del metall. En el procés de colada de precisió, la mesura sense contacte de la temperatura del metall té moltes dificultats importants. No obstant això, un conjunt de dispositius desenvolupats recentment poden proporcionar comentaris quantitatius precisos en temps real, que revelen possibles problemes.

La importància de la temperatura

En el procés de fosa de precisió, especialment en el procés "d'eix igual", la temperatura del metall és el factor dominant i, per tant, també té un impacte directe en moltes característiques de qualitat. Si la mesura i el control són incorrectes, la diferència de temperatura del metall afectarà la mida de la fosa acabada, la mida del gra, la porositat (superficial i interna), les propietats mecàniques, la qualitat del producte (és a dir, la tendència a l’esquinçament en calent), la -parts amb paret, etc. Feu un impacte.

Per tant, millorar la mesura i el control de la temperatura del metall millorarà la qualitat i la productivitat, reduirà els costos de manteniment i mà d’obra i reduirà els costos de proves i els costos de compensació de responsabilitats.

Dificultat per mesurar la temperatura

La fosa de precisió, especialment la fosa de precisió que utilitza equips de fusió per inducció, utilitza generalment un cert tipus de termoparell o piròmetre de radiació infraroja sense contacte com a mitjà primari o secundari de mesura de la temperatura del metall. És possible que les persones que fan servir piròmetres convencionals no entenguin les possibles fonts d'error en les seves mesures, sinó que simplement prestin atenció a les condicions tècniques de "precisió" de l'instrument i sovint se les indueixi a error. Aquestes especificacions de precisió són objectius ideals en un entorn de laboratori. Algunes condicions del món real poden conduir a valors d'error de mesura sorprenentment alts. Inclouen (entre d'altres) el següent:

• Emissivitat desconeguda / canviant: una varietat d’aliatges, efectes de pertorbació, dependència de la temperatura i la longitud d’ona, i canvis en la composició durant el processament, etc., que tenen un paper important en la imprevisibilitat de l’emissivitat.
• Emissió de vapor: per a la fusió a alta pressió (propera i superior a la pressió atmosfèrica), el gas que desborda a la piscina o gresol fos, augmentarà o disminuirà la radiació de calor, provocant així errors.
• Obstacle del forat d’observació: per a la majoria d’instruments, qualsevol debilitament del senyal farà caure el valor de la indicació de temperatura; la brutícia a la finestra d’observació afecta la precisió de la majoria dels piròmetres.
• Material de vidre de la finestra d’observació: no tots els vidres tenen les mateixes propietats de transmissió; alguns tenen un color "gris", mentre que les propietats de transmissió d'altres ulleres canvien amb la longitud d'ona. Això farà que el piròmetre convencional falli.
• Calibració: l'estàndard de la indústria consisteix a calibrar un cop a l'any. Tot i això, la deriva i el fracàs de l’instrument tenen el seu propi calendari. L’enfocament ideal és calibrar tots els components òptics que s’utilitzen a la fàbrica (vidre d’observació o mirall d’observació).
• Calibratge de l’instrument: l’objectiu de l’objectiu requereix dos recorreguts òptics per superposar-se amb precisió, cosa que afectarà tots els nivells de piròmetres convencionals.

Aquestes dificultats són exclusives de la mesura òptica de la temperatura. Al mateix temps, també hi ha dificultats relacionades amb el procés, que compliquen la mesura de la temperatura de qualsevol tipus d’instrumentació, incloent:

• El rang acceptable de variables de procés: tret que tot el forn de fusió estigui en un estat estable (normalment, això no és realista), en cas contrari, durant el procés de colada, la temperatura tindrà un rang i és molt important que aquest rang de temperatura hagi de ser capaç de garantir la qualitat del producte.
• Capacitat de processament del senyal: totes les conversions analògiques a digitals o digitals a analògiques entre instruments de mesura i equips de control són una font potencial d’error i l’ampli rang analògic comporta una manca de precisió.
• Tecnologia de fusió: una tecnologia de fusió deficient pot provocar l’ebullició de transició d’elements d’alta pressió de vapor, pertorbacions a la superfície de la piscina fosa o formació de productes de reacció, que causaran errors en els piròmetres convencionals.
• Coincidència entre lingots, gresols i bobines: per a les característiques del cicle de fusió, aquests tres components del sistema de fusió són importants. Una coincidència incorrecta provocarà un desglaç lent i desigual, un sobreescalfament local o polvoritzacions. També són fonts d’errors en piròmetres convencionals.

Espectròmetre d’alta temperatura per resoldre el problema

La tecnologia de mesura d’alta temperatura té els seus avantatges inherents: sense contaminació, sense intoxicació per sensor quan s’elimina; fàcil instal·lació i ús; es pot realitzar un mesurament continu; sense materials consumibles; el fracàs catastròfic (pèrdua de la funció de mesura) és extremadament rar. Ara, els avenços en la ciència de la pirometria han resolt diversos problemes associats al món real en ús. El pirospectròmetre és un instrument completament nou, és un piròmetre de sistema de tipus expert de múltiples longituds d’ona, té una bona capacitat per resoldre aquests problemes.

A més de proporcionar una precisió excel·lent al món real, l’espectròmetre d’energia a alta temperatura té molts altres avantatges: pot proporcionar lectures en temps real de la qualitat i les toleràncies (és a dir, el grau d’incertesa durant la mesura) durant cada mesura; també pot proporcionar intensitat de senyal, la comparació entre l'objectiu i l'objectiu ideal sota la mateixa temperatura i estat. Aquestes dues funcions poden proporcionar informació valuosa sobre la matèria primera i l'estat del procés, ajudar a garantir la composició correcta de l'aliatge i mostrar si el material d'aliatge es bull i s'evapora. Viouslybviament, els usuaris que dominin aquesta informació també la poden aplicar a alguns camps més avançats.

En una varietat d’aplicacions diferents, els espectròmetres d’alta temperatura han resolt la dificultat de mesurar la temperatura sense contacte.

• Emissivitat: l’emissivitat canviarà amb cada lot de mostres de material, que és una correlació entre els càlculs teòrics en la mesura d’alta temperatura i el comportament del material al món real. Per a la indústria de colada de precisió, l’emissivitat dels metalls varia molt. Per a qualsevol mostra, la seva emissivitat depèn de les condicions històriques de composició, propietats mecàniques i tèrmiques, la longitud d’ona a la qual es fa la mesura i la temperatura mateixa. Els analistes creuen que l'error relatiu de temperatura és proporcional a l'error relatiu d'emissivitat, és a dir:
• Entre ells: T és la temperatura, és l’emissivitat, ΔT i Δ són els seus respectius errors. Per a la fosa de precisió, el valor d’emissivitat del metall líquid sovint oscil·la entre 0.15 i 0.30 i el petit valor d’emissivitat del denominador tindrà un gran impacte en l’error de temperatura.

Una foneria pot proporcionar peces de 20 o 30 elements d’aliatge diferents. La quantificació de l'impacte d'una petita quantitat de canvis en els materials d'aliatge sobre l'emissivitat dels metalls no s'ha dut a terme a gran escala. Per tant, no hi ha cap manual per a l’emissivitat dels aliatges de fosa de precisió. . La similitud de la composició no es pot utilitzar per estimar l’emissivitat, una petita quantitat d’additius pot canviar molt l’emissivitat. Com es mostra a la figura 1, l’emissivitat dels dos aliatges que es mostren a la figura, la diferència de composició és d’un total del 2% de pes atòmic de l’element afegit. La diferència resultant d'emissivitat fa que un piròmetre "calibrat" segons un aliatge produeixi un error de lectura de diversos centenars de graus. Els grans errors causaran el caos del procés i tancaran el forn de fosa durant diversos dies.

El pirospectròmetre és un piròmetre que no necessita preparar cap informació per endavant i pot realitzar mesures precises, independentment de l’emissivitat, i no està restringit per l’entorn. Mostra la temperatura i l’emissivitat registrades per l’espectròmetre d’alta temperatura FAR per controlar els aliatges de fosa de precisió basats en níquel. Es pot observar a partir de la figura que cada canvi del valor de configuració de potència provoca un ràpid augment de l’emissivitat similar a un pic, que és causat per la pertorbació de l’agitació electromagnètica del material fos, que enfortirà l’emissivitat. El moviment del líquid forma una petita cavitat, que augmenta l’absorció i l’emissió a causa de l’efecte de múltiples reflexions. En segon lloc, quan la massa fosa es refreda, l’emissivitat experimenta un canvi similar a un pas: cap a la 1:15, la incidència es redueix en més d’un 10%, de 0.245 a 0.220.

Aquest efecte és coherent amb l’ebullició i l’evaporació de materials d’aliatge. Quan es produeix aquest canvi, la temperatura es manté constant. Finalment, la fosa es congela i l’emissivitat canvia dràsticament, de 0.22 a 0.60. La temperatura que disminueix lentament i l’emissivitat que augmenta lentament simultàniament indiquen que el procés d’enduriment del metall experimenta un estat de suspensió, en lloc d’un canvi sobtat de fase com si l’aigua es convertís en gel. La figura 3 mostra el mateix procés que la figura 2, però aquesta vegada s’ha afegit la sortida d’un piròmetre convencional. A més del gran error de temperatura, cal tenir en compte que durant el procés de refrigeració de l’apagada, els piròmetres convencionals no poden mesurar. Entre la 1:35 i la 1:50, el piròmetre va reportar un augment de la temperatura. Es tracta d’una condició falsa, causada per l’augment de l’emissivitat durant el procés de refredament del metall.

En el funcionament real, l’enorme error de temperatura causat per una emissivitat incorrecta no només afecta la qualitat del producte, sinó que també té algunes conseqüències evidents com el malbaratament d’electricitat, el temps de cicle prolongat i l’augment del desgast dels materials refractaris. Les dues corbes de traça són la temperatura i l’emissivitat. en quatre cicles de colada consecutius mesurats per un piròmetre. La temperatura màxima no és sense que es pugui repetir especialment. Podeu veure que hi ha molts pics força grans en l’emissivitat de la figura 4, cosa que indica que hi ha una pertorbació particularment gran. La pujada és causada per agitacions electromagnètiques greus.

El procés és el següent: la pertorbació de la massa fosca enforteix l’emissivitat i els piròmetres convencionals interpreten això com un valor de sobre temperatura; després, com a reacció al fenomen, el controlador talla l’alimentació; l’alimentació es tanca Després d’això, la molèstia va disminuir i, aleshores, el piròmetre convencional va detectar l’estat de la temperatura massa baixa i es va tornar a encendre l’alimentació. La pujada de corrent resultant va agitar violentament el material fos i es va iniciar el cicle periòdic i la greu pertorbació va provocar la corrosió de materials refractaris. Com a resultat, es generen inclusions al producte.

Conserveu la font i l'adreça d'aquest article per tornar a imprimir-les:Mesura de temperatura i control de fosa de precisió

Minghe Empresa de fosa a pressió es dediquen a la fabricació i proporcionen peces de fosa de qualitat i alt rendiment (la gamma de peces de fosa a pressió metàl·lica inclou principalment Fosa a pressió de paret prima,Fundició a càmera calenta,Fosa a pressió a càmera freda), Servei rodó (Servei de fosa a pressió,Mecanitzat en cnc,Fabricació de motllesQualsevol requisit personalitzat de fosa a pressió d’alumini, fosa a pressió de magnesi o de Zamak / zinc i altres foses es pot posar en contacte amb nosaltres.

Sota el control d’ISO9001 i TS 16949, tots els processos es duen a terme a través de centenars de màquines avançades de fosa a pressió, màquines de 5 eixos i altres instal·lacions, que van des de les bombes a les rentadores Ultra Sonic. equip d’enginyers, operadors i inspectors experimentats per fer realitat el disseny del client.

Fabricant contractual de peces de fosa a pressió. Les capacitats inclouen peces de fosa a pressió d’alumini de cambra freda des de 0.15 lliures. fins a 6 lliures, configuració de canvis ràpids i mecanitzat. Els serveis de valor afegit inclouen polit, vibració, desbarbat, granallat, pintura, revestiment, recobriment, muntatge i eines. Els materials treballats inclouen aliatges com 360, 380, 383 i 413.

Assistència al disseny de fosa a pressió de zinc / serveis d'enginyeria simultània Fabricant a mida de peces de fosa a pressió de zinc. Es poden fabricar peces de fosa en miniatura, peces de fosa a pressió a alta pressió, peces de motlle multi-lliscant, peces de motlle convencionals, peces de matrius unitats i peces de fosa independents i peces de fosa segellades a cavitat. Les peces de fosa es poden fabricar en longituds i amplades de fins a 24/0.0005 polzades +/- XNUMX polzades de tolerància.  

Fabricant certificat ISO 9001: 2015 de magnesi fos a pressió, les capacitats inclouen fosa a pressió de magnesi a alta pressió de fins a 200 tones de càmera calenta i 3000 tones de càmera freda, disseny d’eines, polit, emmotllament, mecanitzat, pintura en pols i líquid, QA complet amb capacitats CMM , muntatge, embalatge i lliurament.

Certificat ITAF16949. Inclou un servei de càsting addicional càsting d'inversió,colada de sorra,Fundició Gravity, Colada d'escuma perduda,Fundició centrífuga,Fundició al buit,Fundició permanent de motllesLes capacitats inclouen EDI, assistència en enginyeria, modelatge sòlid i processament secundari.

Indústries de fosa Estudis de casos de peces per a: Cotxes, Bicicletes, Avions, Instruments musicals, Embarcacions, Dispositius òptics, Sensors, Models, Dispositius electrònics, Tancaments, Rellotges, Maquinària, Motors, Mobles, Joieria, Plantilles, Telecom, Il·luminació, Dispositius mèdics, Dispositius fotogràfics, Robots, escultures, equip de so, equipament esportiu, eines, joguines i molt més. 

Què us podem ajudar a fer a continuació?

∇ Aneu a la pàgina d'inici de Fundició a la Xina

By Fabricant de fosa a pressió Minghe | Categories: Articles útils |material etiquetes: Fosa d'alumini, Fosa de zinc, Fosa de magnesi, Fundició de titani, Fundició d'acer inoxidable, Fosa de llautó,Fosa de bronze,Emetent vídeo,Història de l'empresa,Colada de fosa d'alumini | Comentaris desactivats