Control de temperatura de precalentamiento en el proceso de inmersión en lecho fluidizado
Introducción de antecedentes
En el proceso de inmersión en lecho fluidizado , se aprovecha la capacidad calorífica de la pieza para fundir el polvo termoplástico y lograr el espesor y la calidad de recubrimiento deseados. Por lo tanto, es crucial determinar la temperatura de precalentamiento adecuada. Esta temperatura debe ser ligeramente superior a la temperatura de fusión del polvo termoplástico. Si es demasiado alta, pueden producirse defectos de flujo debido a recubrimientos excesivamente gruesos o al agrietamiento de la resina polimérica, lo que puede provocar burbujas, amarillamiento o quemaduras. Por el contrario, si es demasiado baja, una fusión insuficiente dará lugar a recubrimientos delgados con porosidades o imperfecciones en la superficie que no cumplirán con los objetivos de inmersión.
En términos generales, la temperatura de precalentamiento de la pieza de trabajo está influenciada por factores como su material, tamaño, forma, rendimiento del polvo termoplástico, espesor de recubrimiento requerido, tiempo de calentamiento y duración de la inmersión. Sin embargo, en operaciones prácticas, las piezas de trabajo varían significativamente en términos de espesor, tamaño y forma, lo que dificulta determinar cuantitativamente la temperatura de precalentamiento.
Para determinar la temperatura de precalentamiento óptima para las piezas durante el proceso de inmersión en polvo de lecho fluidizado , utilizamos nuestro sistema automático de inmersión en lecho fluidizado, diseñado y fabricado por nosotros mismos. Al combinar esto con nuestra experiencia en la producción de diversos productos, como vallas de aislamiento vial, redes de protección para barandillas de jardines y edificios municipales, estantes para refrigeradores, estanterías para supermercados, redes para jaulas de cría, resortes y tuberías de acero, utilizando diferentes polvos termoplásticos, los experimentos proporcionan una base teórica y una metodología para optimizar el proceso de inmersión.
Metodos experimentales
Preparación de la muestra 1.
Las muestras se componen principalmente de barras de acero, algunas también de cobre y aluminio, con diámetros de 0.8, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0, 12.0, 14.0, 16.0, 18.0. , 20.0
2.Polvo termoplástico
En el experimento se utilizó predominantemente polvo termoplástico LDPE, mientras que PVCTambién se sometieron a pruebas , PA y otros polvos.
3 proceso
Pretratamiento → precalentamiento → inmersión en polvo → postcalentamiento (curado) → enfriamiento
4.Calidad del recubrimiento
Se emplearon diferentes temperaturas de precalentamiento para sumergir las muestras antes mencionadas en varios polvos termoplásticos; después de los procesos de curado y nivelación a baja temperatura, se evaluó la calidad del recubrimiento y se registró en la Tabla 1, Tabla 2 y Tabla 3.
Análisis de factores influyentes
Con base en los resultados experimentales y junto con los datos presentados en la Tabla 1, Tabla 2 y Tabla 3, se trazó una curva para representar el valor de temperatura de precalentamiento óptimo para cada muestra, como se ilustra en la figura.
Impactos del polvo termoplástico
La curva de calentamiento de la pieza de trabajo varía según las diferentes resinas en polvo, como se muestra en la figura anterior. Debido al amplio rango entre el punto de reblandecimiento (80 – 90 ℃) y el punto de fusión (105 – 130 ℃) del polietileno (PE)Además de una temperatura de agrietamiento de 300 ℃, se requiere una temperatura de precalentamiento más alta para la pieza de trabajo. Sólo cuando se calienta a temperaturas superiores a 360 ℃ durante un período prolongado se produce un color amarillento en el revestimiento.
Cloruro de polivinilo (PVC) carece de un punto de fusión distinto pero comienza a ablandarse a 130 ℃ y puede fluir a 180 ℃. Comienza a descomponerse por encima de los 200 ℃, liberando cloruro de hidrógeno, humo y emitiendo un olor nasal. Ligeros aumentos de temperatura o tiempos de exposición más prolongados provocan gradualmente un amarillamiento y ennegrecimiento del revestimiento. Como PVCDado que la temperatura de fusión está cerca de su temperatura de descomposición, es necesario un control más estricto sobre la temperatura de precalentamiento de la pieza de trabajo.
Los revestimientos de poliamida (PA) (normalmente nailon 1010, nailon 11, nailon 12) tienen un punto de fusión que oscila entre 180 y 230 ℃ y temperaturas de descomposición térmica que superan los 300 ℃; sin embargo, el rango entre sus temperaturas de fusión y descomposición sigue siendo estrecho. La inmersión del nailon a menudo requiere un enfriamiento rápido y controlar la temperatura de precalentamiento resulta un desafío.
Influencia del espesor de la pieza de trabajo
En teoría, la temperatura de precalentamiento de la pieza de trabajo debe ser ligeramente superior a la temperatura de fusión del polvo para facilitar el curado y la deposición del polvo sobre la superficie del metal. Sin embargo, los resultados experimentales indican variaciones significativas en las temperaturas de precalentamiento para piezas de trabajo con diferentes diámetros y espesores. Esto se atribuye a la mayor capacidad térmica de las piezas de trabajo más gruesas, lo que dificulta la disipación eficiente del calor después del calentamiento y conduce a cambios mínimos de temperatura durante la transferencia del horno al tanque de polvo. En consecuencia, no se puede aplicar una temperatura de precalentamiento alta a piezas de trabajo más gruesas; en cambio, deben calentarse a temperaturas más bajas durante períodos más prolongados. Por el contrario, las piezas de trabajo más pequeñas poseen capacidades térmicas más bajas y disipan el calor rápidamente, lo que requiere la utilización del "efecto de choque térmico" a través de temperaturas de precalentamiento más altas para una fusión eficaz de la resina en polvo. Las piezas de trabajo ultradelgadas tienen una capacidad térmica mínima e incluso con temperaturas elevadas se vuelve un desafío lograr una adhesión completa del recubrimiento.
Para las piezas de trabajo hechas de materiales con diferentes diámetros o espesores, se debe dar una consideración exhaustiva al determinar las temperaturas de precalentamiento, asegurando que la temperatura más baja garantice una cobertura completa del recubrimiento en las áreas más delgadas y evitando al mismo tiempo el amarilleo en las secciones más gruesas seleccionando un límite superior apropiado.
Influencia del material de la pieza
La mayoría de las piezas de prueba mencionadas anteriormente están hechas de acero con bajo contenido de carbono. Para diferentes tipos de acero, ya sea acero al carbono o acero aleado, la temperatura de precalentamiento tiene un impacto mínimo. La temperatura de precalentamiento del cobre es similar a la del acero pero ligeramente superior. El aluminio tiene una rápida conducción y disipación del calor, por lo que la temperatura de precalentamiento debe ser mayor.
Influencia de la forma de la pieza de trabajo
También se realizaron experimentos en piezas de trabajo con diferentes formas, revelando que las piezas sólidas exhiben tasas de almacenamiento y disipación de calor más lentas, mientras que las piezas huecas cerradas, como los componentes tubulares, también demuestran una disipación de calor reducida. Por el contrario, las piezas de malla y delgadas experimentan la pérdida de calor más rápida. La tasa de almacenamiento y disipación de calor está determinada principalmente por la relación volumen-superficie de la pieza de trabajo. Por lo tanto, es necesario ajustar la temperatura de precalentamiento basándose en un coeficiente apropiado correspondiente a la forma de la pieza de trabajo. Se requiere más investigación en esta área.
Conclusión
- La temperatura de precalentamiento de la pieza de trabajo es el factor más crítico para determinar la calidad del recubrimiento durante la inmersión en lecho fluidizado.
- La temperatura de precalentamiento de la pieza de trabajo está determinada principalmente por su diámetro o espesor, y puede determinarse consultando la Figura 1 como guía.
- Las diferentes resinas en polvo tienen diferentes puntos de fusión y de descomposición, lo que debe tenerse en cuenta al determinar el proceso de inmersión.
- El material y la forma de la pieza también influyen en la temperatura de precalentamiento necesaria, que puede compensarse mediante un factor de corrección.
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