熱芯盒與溫控箱溫度準(zhǔn)確性的研究

劉欣平，白素云，蔣立峰（.蕪湖永達(dá)科技有限公司，安徽蕪湖 4009；.沈陽德文特動(dòng)力機(jī)械制造有限公司，遼寧沈陽 079）

熱芯盒與溫控箱溫度準(zhǔn)確性的研究

劉欣平1，白素云1，蔣立峰2
（1.蕪湖永達(dá)科技有限公司，安徽蕪湖 241009；2.沈陽德文特動(dòng)力機(jī)械制造有限公司，遼寧沈陽 110179）

實(shí)際生產(chǎn)中有時(shí)熱芯盒溫控箱的顯示溫度過高，即使將溫控箱溫度調(diào)到工藝要求范圍內(nèi)，砂芯固化溫度仍低，砂芯強(qiáng)度不足。通過熱電偶法對比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，針對熱芯盒寬度為320 mm的481熱芯盒，熱電偶的深度必須要達(dá)到芯盒整體寬度的1/3，溫控箱的測量值才能與實(shí)際溫度相接近。

熱芯盒；溫度控制；熱電偶測溫

熱芯盒的溫度是控制熱芯制芯質(zhì)量的重要參數(shù)之一。溫度高會(huì)產(chǎn)生砂芯過燒，樹脂被燒掉，造成砂粒粘結(jié)力下降，輕者表皮脫落，重者砂芯斷裂；溫度低，樹脂沒有完全固化，砂芯強(qiáng)度不高，同樣也會(huì)產(chǎn)生斷芯。其不但給生產(chǎn)帶來很大的浪費(fèi)，而且對鑄件質(zhì)量也會(huì)帶來很大的影響。目前對這方面研究的人很少，也沒有個(gè)成型的理論支持，根據(jù)公司長期積累的經(jīng)驗(yàn)，熱芯盒溫度控制在200～260 ℃較好。但實(shí)際生產(chǎn)中個(gè)別溫控箱的顯示溫度過高，即使將溫控箱溫度調(diào)到工藝要求范圍內(nèi)，但砂芯固化溫度低、砂芯強(qiáng)度不足，在正常保溫時(shí)間情況下，斷裂的砂芯明顯增多，同時(shí)砂芯也容易變形。為此，需要找出一個(gè)合理的使溫控箱顯示的溫度與實(shí)際溫度具有一致性、準(zhǔn)確性的有效解決辦法。

圖1　生產(chǎn)中熱芯盒溫度顯示圖

1　現(xiàn)象的描述及影響因素分析

1.1現(xiàn)象的描述

在我們實(shí)際生產(chǎn)中采用的熱電偶與模具側(cè)壁是柔性接觸的，生產(chǎn)中熱芯盒溫度的顯示如圖1。

熱芯盒顯示的溫度異常，嚴(yán)重超過工藝要求的范圍，工藝要求制芯溫度為200～260 ℃，但現(xiàn)有的顯示溫度個(gè)別達(dá)到333 ℃，同時(shí)顯示的溫度雖在工藝范圍內(nèi)，但也不能全部代表熱芯盒的實(shí)際溫度。

1.2現(xiàn)狀的影響因素分析

根據(jù)公司的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與查找資料，在熱電偶接線正確的情況下，影響溫差的因素應(yīng)該有以下兩點(diǎn)：

（1）熱電偶所處模具位置深度，通過試驗(yàn)，找到一個(gè)合理的熱電偶所處位置。

（2）熱電偶與模具接觸緊密度，目前我們在用的熱電偶與模具側(cè)壁是柔性接觸，尋求一種剛性接觸的熱電偶，試驗(yàn)其接觸緊密度對溫差的影響。

2　實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備及實(shí)驗(yàn)過程

2.1實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

（1）為證明熱電偶所處位置深度不同對溫差的影響，選擇不同深度的兩種模具：481缸體的熱芯盒（圖2）和473缸體的熱芯盒（圖3）。由圖2可以看出，兩個(gè)紅線之間距離就是用鐵棒插入481熱芯盒放入熱電偶孔的深度測量值為110 mm；由圖3可以看出，473熱芯盒放入熱電偶孔的深度測量值為40 mm。

（2）為保證熱電偶的剛性接觸，分別采購了90、120、150 mm不同長度測頭的熱電偶。

2.2試驗(yàn)過程

（1）實(shí)驗(yàn)一：柔性接觸與剛性接觸對測量溫度的影響

將90 mm的熱電偶安裝在481熱芯盒靜模上（柔性接觸），見圖4.a；將120 mm的熱電偶安裝在481熱芯盒的動(dòng)模里（剛性接觸），見圖4.b。

利用表面測溫槍對動(dòng)模、靜模模具中心部位溫度進(jìn)行測量。圖5.a為靜模測量結(jié)果，圖5.b為動(dòng)模測量結(jié)果。圖6為溫控箱顯示的結(jié)果，溫控箱左側(cè)為靜模溫度162 ℃，右側(cè)為動(dòng)模溫度183 ℃。

圖2　481熱芯盒熱電偶深度示意圖

圖3　473熱芯盒模具熱電偶深度示意圖

圖4　熱電偶在靜、動(dòng)模上安裝示意圖

圖5　表面測溫槍對靜、動(dòng)模檢測結(jié)果

圖6　溫控箱顯示的溫度測量結(jié)果

圖7　熱芯盒動(dòng)模在模具中的測量位置

小結(jié)：熱電偶在模具中深度達(dá)到110 mm以上，無論是剛性接觸還是柔性接觸，模具心部溫度與溫控箱測量的溫度很一致、很準(zhǔn)確，誤差在2～5 ℃。

（2）實(shí)驗(yàn)二：熱電偶所處模具的位置對測量溫度的影響

本試驗(yàn)采用柔性接觸的熱電偶，利用表面測溫槍對473熱芯盒心部①和靠近邊緣部位②進(jìn)行溫度測量（圖7），并與溫控箱顯示的溫度（圖8）進(jìn)行對比，從而找出熱電偶所處位置的變化對溫度的影響。

圖9為對473熱芯盒的動(dòng)模①、②位置使用表面測溫槍進(jìn)行測試的結(jié)果。

圖8　溫控箱顯示的動(dòng)模溫度圖

圖9　表面測溫槍在不同位置的測量結(jié)果

模具中心部位、邊緣部位用表面測溫槍測得的溫度與溫控箱測量的溫度相差很大，邊緣部位②和溫控箱顯示的溫度接近，溫差2 ℃；而中心部位①測得的實(shí)際溫度比溫控箱顯示的溫度高32 ℃。熱電偶在473熱芯盒模具深度40 mm時(shí)，盡管顯示的溫度在工藝要求范圍內(nèi)，但溫控箱測得的溫度并不是模具的實(shí)際溫度，中心部位實(shí)際測得的溫度遠(yuǎn)高于溫控箱顯示的溫度。又分別對90 mm、120 mm熱電偶進(jìn)行測試，使用90 mm熱電偶的熱芯盒溫差介于473和481熱芯盒之間，使用120 mm熱電偶的熱芯盒溫差與481熱芯盒溫度相差不大。

小結(jié)：熱電偶在473缸體熱芯盒模具中深度40 mm太淺，不代表模具實(shí)際心部溫度；熱電偶在481缸體熱芯盒模具中深度110 mm正好，只要深度達(dá)到110 mm以上就可以代表模具中心部實(shí)際溫度。

3　結(jié)論

（1）剛性接觸和柔性接觸對溫控箱測量值影響不大；

（2）熱電偶所處芯盒的位置深度對溫控箱測量值影響很大；

（3）要想得到和實(shí)際相接近的溫控箱測量值，熱電偶所處位置深度要足夠的深。481熱芯盒寬度為320 mm，而熱電偶深度110 mm，那么熱電偶的深度必須要達(dá)到芯盒整體寬度的1/3，溫控箱的測量值才能與實(shí)際溫度相接近。

［1］ 陳劍敏.水套砂芯熱芯盒射芯機(jī)［J］. 中國鑄造裝備與技術(shù)，2000（4）.

Study on the Hot Core Box and a Temperature Control Box Temperature Accuracy

LIU XinPing1， BAI SuYun1， JIANG LiFeng2
（1.Wuhu Yongda Technology Co.， Ltd， Wuhu 241009，Anhui，China；2.Shenyang Devin Power Machinery Manufacturing Co. Ltd.， Shenyang 110179，Liaoning，China）

In the actual production， sometimes hot core box temperature control box to display the temperature is too high， even the temperature control box temperature to process the required range， sand core curing temperature is still low， lack of strength of sand core. The thermocouple method through contrast test，according to the hot core box width of 481 hot core box 320 mm， the depth of the thermocouple must reach the core box the whole width of 1/3， the measurement of temperature control box temperature is close to the actual value and.

Hot core box； Temperature control； Thermocouple

TG231.6+6;

A；

1006－9658（2015）02-0040-03

10.3969/j.issn.1006—9658.2015.02.012

2014-09-25

稿件編號(hào)：1409-666

劉欣平（1964—），男，鑄造工藝工程師，從事鑄造工藝開發(fā).