ボアフィット係数-0.1 mm が性能を左右する理由

新しいカートリッジヒーターは、あまりにも簡単にボアホールに滑り込みます。技術者は放熱グリスを塗布し、電源を入れて立ち去ります。数時間以内にヒーターが故障し、-膨張したり、ひび割れたり、焼き切れたりします。ヒーターが原因とされていますが、本当の原因は取り付け部分の緩みでした。

800 度では、わずかなエアギャップでも精密加熱ツールが自己破壊装置に変わる可能性があります。-

シングルヘッド電熱管は主に直接伝導によって熱を伝達します。対流と放射に依存するスペース ヒーターとは異なり、これらのコンポーネントは金型またはプラテンとの密接な接触を必要とします。したがって、ボア直径とヒーター直径の関係は重要です。

ほとんどの信頼できるカートリッジ ヒーター メーカーは、公称サイズに非常に近い直径 (通常は -0.05 mm ～ -0.01 mm) のシース直径を製造しています。この負の公差により、ヒーターが大きすぎることがなく、穴が正しいサイズに加工されたときに常に正しく適合することが保証されます。 H7 公差 (ISO 286) は受け穴の業界標準であり、正確な滑り嵌めを提供します。

800 度のシングルヘッド電熱管の場合、シースとボア壁の間のクリアランスはできる限り小さくする必要があります。-通常、半径方向で 0.03 ～ 0.05 mm（合計直径クリアランスは 0.06 ～ 0.10 mm）です。この小さなギャップにより、80 ～ 90% の表面接触を提供しながら、熱膨張差が許容されます。

そのクリアランスが大きすぎると何が起こるでしょうか?

空気は優れた断熱材です。 800 度での熱伝導率は約 0.05 W/m・K-で、鋼の約 1/300 です。カートリッジヒーターの取り付けが緩いと、抵抗線の熱を効率よく逃がすことができません。その代わりに、それはシースの内部に蓄積し、内部ワイヤ温度を工具温度より 150 ～ 300 度上昇させます。その結果は迅速かつ破壊的です。

FeCrAl または NiCr 抵抗線の酸化が促進される

過剰な熱による超高密度 MgO 絶縁体の破壊と亀裂{0}}

内部蒸気圧とクリープによるシースの膨張または長さに沿った亀裂

ワイヤーを溶かしたり回路を切断したりするホットスポット

数千件の設置からの現場データは、わずか 0.1 mm の直径ギャップが熱伝達効率を 25% 以上低下させる可能性があることを実証しています。800 度でのこの効率低下は、ワイヤ内部温度が 1,050 度を超える可能性があることを意味します。-これは、最良の合金であっても、急速故障の範囲に十分入ります-。カートリッジ ヒーターは、より低い温度でテストすると正常に動作する可能性がありますが、金型が通常の動作温度に達すると、損傷は数時間以内に永久に残ります。

サーマルペーストは解決策ではありません。多くのオペレーターは、緩みを補うためにサーマル ペーストや熱伝導コンパウンドを使用しています。{0}これらは小さな表面の傷を埋めて接触を 5 ～ 10% 改善することはできますが、大きすぎる穴を補うことはできません。ほとんどの化合物は 500 度を超える温度で分解、炭化、またはガスを放出し、熱伝達をさらに妨げる残留物を残します。

その逆の問題である-フィット感が強すぎる-場合も同様に問題があります。サイズの大きいカートリッジ ヒーターをサイズの小さい穴に無理に押し込むと、シースが損傷したり、内部の MgO 絶縁体に亀裂が入ったり、ヒーターが永久に固着したりする可能性があります。ヒーターは軽い抵抗で差し込む必要があります。-ハンマーで叩く必要はありません。

実際的な推奨事項: ぴったりフィットするように穴をドリルしてリーマー加工します。通常は最大 0.02 ～ 0.1 mm のクリアランスを確保します。緩すぎると熱伝達が低下し、内部過熱が発生します。締めすぎると取り付け破損や焼き付きの原因となります。 800 度のシングルヘッド電熱管の場合、0.06 ～ 0.10 mm の合計直径クリアランス範囲が、効率的な熱伝達を実現するのに十分な狭さと、熱膨張に対応するのに十分な緩いスイート スポットを表します。-