Cơ chế lão hóa do mỏi nhiệt: Quy tắc trôi dạt của cặp nhiệt điện của bộ làm nóng vòi phun khi khởi động thường xuyên-Dừng đạp xe
Khởi động và tắt thiết bị thường xuyên là đặc điểm hoạt động chính của sản xuất khuôn ép phun hàng loạt. Mỗi chu kỳ bắt đầu-dừng mang lại ứng suất nhiệt xen kẽ nhiệt-lạnh nghiêm trọng cho bộ làm nóng vòi phun, gây ra hiện tượng mất mỏi liên tục của dây dẫn nhiệt và cấu trúc cách nhiệt. Hầu hết các hư hỏng sớm của bộ phận làm nóng vòi phun và nhiệt độ không ổn định không phải do khiếm khuyết về chất lượng mà do-lão hóa do mỏi nhiệt tích lũy lâu dài. Theo xác minh kiểm tra độ mỏi theo chu kỳ, các cấu trúc bộ gia nhiệt vòi phun khác nhau có khả năng chống mỏi nhiệt riêng biệt, hình thành các quy tắc trôi dạt dài hạn-của cặp nhiệt điện hoàn toàn khác nhau trong các điều kiện bắt đầu-dừng làm việc thường xuyên.
Máy sưởi vòi phun mica mở có khả năng chống mỏi nhiệt yếu nhất. Vật liệu cách nhiệt mica nhiều lớp dựa vào cụm cán vật lý mà không có lực liên kết cấu trúc tích hợp. Sự giãn nở và co lại do nhiệt lặp đi lặp lại trong các chu kỳ bắt đầu{2}}dừng khiến các lớp cách nhiệt bị lỏng, tách dần và biến dạng vi mô. Cấu trúc cách nhiệt bị biến dạng tạo ra sự thay đổi nhiệt trở không đều trong mỗi chu kỳ dẫn đến nhiệt lượng tỏa ra không ổn định. Dữ liệu cảm biến cặp nhiệt điện tạo ra hiện tượng biến động định kỳ và độ lệch tích lũy khi thời gian đạp xe tăng lên. Trong sản xuất hàng loạt tần số cao, độ lệch tích lũy hàng năm của hệ thống cặp nhiệt điện hỗ trợ lò sưởi mica đạt tới 2,3 độ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ ổn định của quy trình.
Máy sưởi vòi phun gốm phân đoạn đã cải thiện đáng kể khả năng chống mỏi nhiệt. Vật liệu cách nhiệt bằng gốm cứng có đặc tính vật lý và hóa học ổn định trong chu kỳ nhiệt, không bị lỏng hoặc biến dạng theo lớp. Cấu trúc phân đoạn có thể giải phóng ứng suất nhiệt một cách thích hợp trong quá trình tăng và giảm nhiệt độ, duy trì khả năng chịu nhiệt bên trong và tỏa nhiệt ổn định. Trong cùng điều kiện khởi động-dừng thường xuyên, độ lệch cặp nhiệt điện hàng năm của hệ thống lò sưởi gốm được kiểm soát trong khoảng 0,7 độ, vượt trội hơn nhiều so với cấu trúc mica mở. Mối nguy hiểm tiềm ẩn duy nhất là sự tích tụ ứng suất nhiệt lâu dài có thể gây ra các vết nứt nhỏ trên vật liệu gốm giòn, dẫn đến sai lệch nhiệt cục bộ.
Bộ gia nhiệt vòi phun đúc-bằng kim loại được bao bọc hoàn toàn đạt được độ ổn định mỏi nhiệt tối ưu. Ma trận kim loại đổ tích hợp tạo thành một cấu trúc cân bằng ứng suất tích hợp, có thể giải phóng đồng đều ứng suất giãn nở và co nhiệt trong mỗi chu kỳ khởi động-dừng mà không bị biến dạng cấu trúc hoặc hư hỏng lớp cách nhiệt bên trong. Dây dẫn nhiệt bằng hợp kim bên trong và vật liệu cách nhiệt được cố định hoàn toàn trong ma trận kim loại dày đặc, tránh sự dịch chuyển mỏi và suy giảm hiệu suất. Trong điều kiện làm việc theo chu kỳ tần số cực cao, độ lệch cặp nhiệt điện hàng năm của hệ thống lò sưởi đúc kim loại-được kiểm soát ổn định trong phạm vi 0,2 độ, giúp thực hiện hoạt động lâu dài-độ lệch gần như bằng 0.
Dữ liệu thử nghiệm theo chu kỳ tần số cao-xác minh trực quan sự khác biệt về khả năng chống mỏi. Sau 6000 lần khởi động-dừng chu kỳ nhiệt liên tục mô phỏng sản xuất hàng loạt, bộ gia nhiệt vòi phun mica có tỷ lệ hỏng mỏi là 8,9%, cấu trúc gốm đạt 2,6% và cấu trúc đúc kim loại-không có lỗi mỏi. Sai số cảm biến động của cặp nhiệt điện của cấu trúc mica dao động trong khoảng từ 1,5 độ đến 2,4 độ, cấu trúc gốm duy trì từ 0,4 độ đến 0,8 độ và cấu trúc đúc kim loại-ổn định dưới 0,3 độ.
Khả năng chống mỏi nhiệt quyết định trực tiếp đến tuổi thọ sử dụng và độ ổn định chính xác lâu dài-của hệ thống làm nóng vòi phun. Lựa chọn cấu trúc hợp lý dựa trên tần suất lô sản xuất và hiệu chuẩn bù mỏi cặp nhiệt điện phù hợp có thể làm giảm hiệu quả tỷ lệ sai lệch và sai sót do lão hóa, giúp các dây chuyền sản xuất theo lô không liên tục hoạt động ổn định lâu dài.
