Los plásticos modificados reforzados con fibra de vidrio (GF-PP, GF-ABS, GF-PA66, GF-PPS) se utilizan ampliamente en piezas estructurales de automóviles, soportes electrónicos y hardware industrial, y los termopares de canal caliente de soporte a menudo tienen una vida útil más corta, una deriva grave y fallas en la perforación de la funda en comparación con los moldes de plástico ordinarios no-reforzados. Las propiedades físicas y químicas especiales de la fibra de vidrio fundida son la causa principal del envejecimiento acelerado del termopar, y el diseño personalizado de la estructura de la sonda y la vaina puede resolver eficazmente este problema de la industria.
En primer lugar, la fibra de vidrio fundida a alta-temperatura tiene fuertes características físicas de desgaste abrasivo. Después de que el plástico se derrita bajo calentamiento por canal caliente, los filamentos de fibra de vidrio duro suspendidos en la masa fundida lavarán y frotarán continuamente la compuerta y la pared interior del colector a alta velocidad de flujo. Una pequeña parte de la masa fundida penetrará en el pequeño espacio entre la punta sensora del termopar y la pared del orificio de montaje bajo presión de inyección. La fibra de vidrio en la masa fundida permeada actúa como arena abrasiva, rayando continuamente la superficie de la funda de acero inoxidable durante cada ciclo de expansión y contracción térmica de apertura y cierre del molde. Las fundas normales de acero inoxidable 304 lisas se rayarán con pequeños hoyos después de uno o dos meses de producción, y los hoyos se convertirán en puntos de corrosión para el gas de descomposición del plástico, expandiéndose gradualmente hasta perforaciones y cortocircuitos internos del cable. Además, al desmontar la boquilla para limpiar los depósitos de carbón de la compuerta, los residuos de fibra de vidrio adheridos a la superficie de la sonda rayarán la funda durante la limpieza, acelerando la acumulación de daños.
En segundo lugar, los plásticos reforzados con fibra de vidrio liberan gases volátiles ácidos altamente corrosivos cuando se calientan excesivamente. Para mejorar la fuerza de unión entre la fibra de vidrio y la matriz plástica, a las materias primas se les agregarán agentes de acoplamiento de silano y aditivos retardantes de llama. Después de la descomposición térmica a alta-temperatura, estos aditivos producen cloruro de hidrógeno y gas corrosivo de sulfuro, que erosionarán continuamente la cubierta metálica del termopar. Los cables de termopar tipo J-de aleación ordinaria que contienen hierro-son extremadamente sensibles a la corrosión por sulfuro, y el cable se oxidará y se fracturará rápidamente; Las fundas comunes de acero inoxidable 304 carecen de componentes anticorrosión de molibdeno y formarán corrosión por picaduras bajo la erosión de gas ácido -a largo plazo, lo que provocará daños en la capa de aislamiento dentro de la sonda. Incluso los alambres de aleación de níquel-tipo K-tipo K tendrán una mayor velocidad de deriva de temperatura en un ambiente de gas corrosivo, y la precisión de la calibración fallará en 3 meses sin un mantenimiento frecuente.
En tercer lugar, la conductividad térmica de la fibra de vidrio fundida es menor que la del plástico puro, lo que fácilmente provoca un sobrecalentamiento local de la punta sensora del termopar. Para garantizar la fluidez de los materiales reforzados con fibra de vidrio, la temperatura de calentamiento del canal caliente debe aumentarse entre 20 y 40 grados en comparación con la resina pura. El entorno de trabajo-de alta-temperatura a largo plazo aumenta la tasa de oxidación de los cables de aleación de termopar y la amplitud de expansión térmica de la funda de la sonda es mayor. La fricción repetida de expansión y contracción entre la vaina y la pared del orificio de acero del molde agrava el desgaste abrasivo, formando un círculo vicioso de desgaste y corrosión. La alta dureza de los depósitos de carbón de fibra de vidrio adheridos a la punta de detección formarán una capa de aislamiento, bloqueando la conducción de calor, lo que resultará en fallas ocultas de deriva de temperatura que el controlador no puede detectar, y la temperatura real de fusión es mucho más alta que el valor de retroalimentación, lo que agrava aún más la descomposición del plástico y la corrosión del gas.
Con el objetivo de determinar las características de falla de los termopares en moldeos de plástico reforzado con fibra de vidrio, la industria ha creado esquemas de optimización estandarizados. En términos de material de la funda, reemplace el acero inoxidable 304 ordinario con acero inoxidable 316L o una aleación anticorrosión Hastelloy y realice un tratamiento de pulido espejo en la superficie para reducir la adhesión de la fibra de vidrio y el desgaste abrasivo. En el diseño estructural, aumente adecuadamente el espesor de la pared de la funda de la sonda, adopte una estructura de bayoneta de resorte completamente sellada para reducir el espacio entre la punta de detección y la pared del orificio, corte el canal para que penetre la fibra de vidrio que contiene fusión. Se da prioridad a los termopares con aislamiento mineral-tipo K-Clase 1 de alta-pureza, abandonando las sondas tipo J-con poca resistencia a la corrosión; Aumente la frecuencia de limpieza regular de la punta sensora durante la producción para eliminar los depósitos de carbón de fibra de vidrio a tiempo. Para moldes de producción en masa de materiales con alto contenido de fibra de vidrio (más del 30 % de GF), acorte el ciclo de calibración del termopar a cada dos meses y el ciclo de reemplazo completo a cuatro meses, para evitar fallas repentinas que afecten el programa de producción.
Después de adoptar esquemas de termopar personalizados anti-desgaste y anti-corrosión, la vida útil promedio de los sensores en moldes de canal caliente de plástico reforzado con fibra de vidrio se puede aumentar en más del doble, reduciendo efectivamente la frecuencia de mantenimiento de apagado del molde y las pérdidas de productos defectuosos en lotes causadas por fallas en el control de temperatura.
