ES2279211T3 - Cuerpo compuesto y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
Cuerpo compuesto y procedimiento para su fabricacion. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2279211T3 ES2279211T3 ES03788951T ES03788951T ES2279211T3 ES 2279211 T3 ES2279211 T3 ES 2279211T3 ES 03788951 T ES03788951 T ES 03788951T ES 03788951 T ES03788951 T ES 03788951T ES 2279211 T3 ES2279211 T3 ES 2279211T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- composite body
- body according
- heating
- layer
- base body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/46—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor mounted on insulating base
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater
- H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater non-flexible
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
- H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31678—Of metal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Cuerpo compuesto con un cuerpo base de acero y un revestimiento de calefacción aplicado sobre éste, caracterizado porque el cuerpo base es un tubo de distribución o de material de un sistema de canales calientes, estando realizado el cuerpo base de un acero de temple por precipitación.
Description
Cuerpo compuesto y procedimiento para su
fabricación.
La invención se refiere a un cuerpo compuesto
con un cuerpo base de acero y un revestimiento de calefacción
aplicado sobre éste, según el preámbulo de la reivindicación 1, así
como a un procedimiento para su fabricación según el preámbulo de
la reivindicación 1, así como a un procedimiento para su fabricación
según el preámbulo de la reivindicación 17.
Para diversas aplicaciones se han desarrollado
dispositivos de calefacción según la técnica de películas gruesas,
que se aplican como revestimiento sobre la superficie de un sustrato
metálico o de un cuerpo de acero. Los elementos de calefacción
compuestos generalmente por una disposición de bandas de resistencia
eléctrica, están aislados eléctricamente frente al sustrato
metálico o el cuerpo de acero por una capa aislante de un material
dieléctrico o de una vitrocerámica. Todas las capas se solidifican
por cocción después de la aplicación, formando un compuesto de
capas que junto con el cuerpo de acero forma un cuerpo compuesto.
Algunos ejemplos de ello se describen en los documentos
DE-A1-3536268 o
DE-A1-3545445.
Se producen problemas cuando el cuerpo de acero
presenta una superficie redonda o abombada y se tiene que templar,
como es el caso frecuentemente en los sistemas de canales calientes
en herramientas de moldeo por inyección. Éstos últimos poseen
habitualmente una red ramificada de canales de distribución y
toberas de canales calientes con tubos de material hechos de acero,
que según el caso de aplicación pueden estar expuestos a presiones
interiores extremadamente altas. Para que la masa caliente no se
enfríe prematuramente en el sistema de distribución, los tubos de
material están provistos por su contorno con un dispositivo de
calefacción.
Para este fin, el documento
WO-A1-0023245 propone aplicar el
dispositivo de calefacción según el llamado procedimiento de
impresión de películas finas, siendo aplicadas las distintas capas
mediante un distribuidor. Este procedimiento es relativamente
complicado, porque para la aplicación de las capas aislantes y de
recubrimiento, la cánula del distribuidor tiene que recorrer con
precisión toda la superficie del casquillo de cerámica o del tubo
de material para generar capas cerradas en sí. Por consiguiente,
éstas últimas presentan siempre un grosor o una densidad uniforme,
por lo que apenas es posible evitar la formación de grietas.
Se consigue otra ventaja durante el
funcionamiento del sistema de canales calientes, a saber, cuando a
la temperatura de servicio el tubo de material se ve expuesto a una
carga de presión interior pulsante, causada por el procedimiento de
moldeo por inyección. Estas cargas y el calentamiento de la pared
del canal de circulación, necesario para alcanzar las temperaturas
de funcionamiento, a temperaturas entre 300 y 450ºC, conducen a
procedimientos de dilatación elástica que se transmiten
directamente a la calefacción. Sus capas pueden llegar muy
rápidamente al intervalo de tensiones de tracción, lo que puede
conducir a grietas en la capa aislante, a cortocircuitos o incluso
al desconchado de la calefacción completa.
Para contrarrestar esto, el revestimiento de
calefacción se ha aplicado sobre un cuerpo (auxiliar) de acero no
templado que, a continuación, se coloca sobre el tubo de material.
Sin embargo, una calefacción separada de este tipo no posee ningún
contacto directo de cuerpo sólido con el tubo de material, lo que
conduce a una elevada resistencia de transición térmica y, por
tanto, a una transmisión térmica poco eficiente del elemento de
calefacción al canal de circulación tubular. Esto, a su vez, influye
en el ajuste total de la temperatura y en el trabajo de regulación
que conlleva.
Por el documento
DE-A1-19941038 se conoce aplicar el
sistema de capas de calefacción directamente sobre el tubo de
material y configurarlo de tal forma que después de la cocción
(formación) se encuentre bajo una tensión previa de presión
definida frente a la pared del tubo de material. Dicha tensión se
genera de tal forma que, en función de las magnitudes
características relevantes para la dilatación del tubo de canal
caliente, se predefine un desajuste específico del coeficiente de
dilatación lineal de la capa aislante de vitrocerámica al valor
correspondiente del tubo metálico de canal caliente. Una unión
resistente a la tensión de este tipo es capaz de resistir, dentro
de ciertos límites, a los procesos de dilatación elástica en el tubo
de material. Pero en caso de elevadas cargas se pueden seguir
produciendo grietas u otros daños en la capa aislante.
La invención tiene el objetivo de superar estas
y otras desventajas del estado de la técnica y dotar a un cuerpo de
acero de un revestimiento de calefacción que resista duraderamente
incluso a cargas extremas. Se aspira especialmente a un
procedimiento económico y fácil de realizar, para la aplicación sin
grietas de las distintas capas expuestas a cambios de temperatura,
sobre un cuerpo de acero tubular o abombado. En particular, un
revestimiento de calefacción sobre un tubo de material de una tobera
de canal caliente debe ser capaz de funcionar de forma
duradera.
Las características principales de la invención
se indican en la parte caracterizadora de las reivindicaciones 1 y
13, Algunas variantes son objeto de las reivindicaciones 2 a 12 y 14
a 24.
Como solución, según la reivindicación 1, la
invención prevé que en un cuerpo compuesto con un cuerpo base de
acero y un revestimiento de calefacción aplicado sobre éste, el
cuerpo base esté fabricado de un acero de temple por
precipitación.
Los aceros de temple por precipitación tienen la
característica de que durante el enfriamiento forman precipitaciones
intermetálicas que, además de la reducción de volumen condicionada
únicamente por la temperatura, conducen a otra reducción del
volumen del cuerpo de acero. Por ello, un acero de temple por
precipitación se contrae durante el procedimiento de temple por
precipitación, por lo que la tensión previa de presión de un
revestimiento de calefacción aplicado previamente sobre la
superficie de un cuerpo base aumenta después del temple. El
revestimiento está unido siempre de forma duraderamente fija con la
superficie del cuerpo de acero, incluso si el cuerpo compuesto es
expuesto a cargas térmicas o de presión extremadamente altas.
Mediante el uso de aceros altamente aleados
según la reivindicación 2 es posible ajustar de forma especialmente
precisa la magnitud y la distribución de la tensión previa de
presión dentro de la capa aislante, lo que es importante sobre todo
si el cuerpo de acero presenta una superficie redonda o abombada
para alojar la capa aislante o si el cuerpo de acero tiene una
forma tubular y si el revestimiento de calefacción ha de aplicarse
sobre la pared exterior.
El cuerpo base es un tubo de distribución o de
material de un sistema de canales calientes. Precisamente en el
ámbito de la técnica de canales calientes es importante que la masa
de moldeo por inyección que ha de suministrarse a un molde sencillo
esté acondicionada térmicamente de forma precisa y homogénea hasta
dentro de la zona de la tobera o la zona de incisión. Grietas en el
revestimiento de calefacción provocarían el fallo inmediato de la
tobera e interrupciones del proceso de fabricación, lo que, sin
embargo, se evita eficazmente mediante la configuración del cuerpo
compuesto según la invención.
Preferentemente, el revestimiento de calefacción
según la reivindicación 3 es un conjunto de capas compuesto por
varias capas y/o elementos de capa, que según la reivindicación 4
presenta una capa aislante aplicada sobre el cuerpo base. Esta
última es, según la reivindicación 5, una capa aislante de cerámica
o vitrocerámica, que según el método de aplicación y el grosor de
capa deseado, puede componerse de una o - como se prevé según la
reivindicación 6 - de dos o más capas individuales. Según la
reivindicación 7, sobre la capa aislante está aplicada una
disposición de elementos de resistencia. Éstos últimos forman una
calefacción que, para proteger las bandas de resistencia, está
recubierta al menos por tramos por una capa de recubrimiento
aislante (reivindicación 8).
Para la técnica de fabricación resulta favorable
que la capa aislante, los elementos de resistencia y/o la capa de
recubrimiento sean dispersiones cocidas según la reivindicación 9,
por ejemplo pastas de capa gruesa. Éstas se dejan aplicar de manera
uniforme y precisa, lo que es importante para la adherencia y
funcionalidad posteriores de la calefacción. Alternativamente,
según la reivindicación 10, las distintas capas o capas parciales
del revestimiento de calefacción pueden estar realizadas también
como láminas cocidas.
Para poder determinar tanto la distribución de
la temperatura como su desarrollo dentro de la calefacción o dentro
del cuerpo base, la configuración de la reivindicación 11 prevé que
en el plano del revestimiento de calefacción esté dispuesto al
menos un sensor de temperatura. Éste está alojado en el compuesto de
capas, sin que ello conduzca a un aumento notable del volumen. Al
mismo tiempo, los cambios de temperatura pueden registrarse de
forma extraordinariamente rápida y precisa.
Según la reivindicación 12, en el revestimiento
de calefacción están integrados contactos de conexión para los
elementos de resistencia y/o los sensores de temperatura. De esta
forma, la calefacción completa puede integrarse directamente en un
circuito de regulación.
Otras ventajas importantes se consiguen usando
un cuerpo compuesto según la invención como tubo de material con
calefacción exterior en un distribuidor de canales calientes y/o una
tobera de canal caliente. La aplicación de la calefacción en capas,
en unión positiva de materiales, proporciona una unión fija duradera
con la pared del cuerpo base y, por tanto, una fijación sólida al
distribuidor de canales calientes o la tobera de canal caliente.
Además, la invención evita de una manera extraordinariamente eficaz
el desconchado o desprendimiento de la calefacción, a saber, de tal
forma que la tensión previa de presión en el revestimiento de
calefacción se incrementa de forma selectiva mediante el temple por
precipitación del cuerpo base.
Gracias a las reducidas dimensiones del grosor
logradas por el revestimiento directo, el revestimiento de
calefacción ocupa en total sólo poco espacio, de manera que, a
diferencia de dispositivos de calefacción convencionales, con unas
características de prestaciones casi iguales, pueden realizarse unas
formas de construcción extraordinariamente compactas. Además, se
consigue aumentar sensiblemente la densidad de rendimiento, porque
el calor se genera y se toma directamente sobre la superficie del
elemento de canal caliente que ha de calentarse. Se evita de manera
fiable el sobrecalentamiento de los elementos de calefacción
generalmente sensibles.
En un procedimiento para fabricar un cuerpo
compuesto con un cuerpo base de acero y un revestimiento de
calefacción aplicado sobre éste, para el que se solicita una
protección independiente, según la reivindicación 13 la invención
prevé que una tensión previa de presión generada previamente en el
revestimiento de calefacción sea reforzada mediante el temple por
precipitación del cuerpo base.
Este procedimiento que se puede realizar de
forma tan fácil como económica, proporciona una unión fija duradera
entre el cuerpo base y el revestimiento de calefacción, porque éste
vuelve a contraerse dentro de límites definibles, por el movimiento
de contracción del cuerpo, que se produce durante el enfriamiento en
el proceso de temple, por lo que se produce una unión especialmente
eficaz y resistente a las tensiones. Todas las capas o capas
parciales de la calefacción poseen una adherencia
extraordinariamente buena. En particular, la capa aislante misma
resiste de forma duradera incluso a cargas mecánicas y térmicas
extremas, quedando garantizado siempre unos resultados de
producción óptimos.
Según la reivindicación 14, cada capa o cada
elemento de capa del revestimiento de calefacción se aplica sobre
el cuerpo base, se seca y se cuece o se forma, siendo enfriado el
cuerpo compuesto a la temperatura ambiente después de cada proceso
de cocción. De esta manera, todos los parámetros de procedimiento
pueden adaptarse individualmente a la capa de calefacción
correspondiente que se puede aplicarse siempre de forma óptima -
según las prestaciones requeridas.
Además, en la reivindicación 15, la invención
prevé que la aleación de acero del cuerpo base se someta a una
homogeneización o un recocido de solubilización durante el proceso
de cocción, lo que repercute de forma especialmente favorable en la
economía del procedimiento. A ello contribuye también la
reivindicación 16, según la cual la temperatura de cocción es igual
a la temperatura para la homogeneización o el recocido de
solubilización del cuerpo base. Mientras se formen las distintas
capas o elementos de capa del revestimiento de calefacción, por el
recocido de solubilización se producen cristales mixtos homogéneos
estables (cristales \alpha). Ya no hacen falta pasos de
fabricación que tengan que ser controlados por separado.
Resulta especialmente ventajosa la configuración
de la reivindicación 17, según la cual las distintas capas pueden
aplicarse mediante serigrafía, distribución, inmersión o
pulverización. Se puede elegir el procedimiento óptimo para cada
capa. Todos los parámetros de capa como el grosor de capa, la
densidad, la forma y similares pueden ajustarse de forma homogénea
y precisa, de modo que resulte siempre un revestimiento de
calefacción capaz de funcionar.
En la configuración según la reivindicación 18,
cada capa o cada elemento de capa se cuece o se forma bajo
atmósfera de aire, estando comprendida la temperatura de cocción
según la reivindicación 19 entre 750ºC y 900ºC.
La reivindicación 20 prevé que la superficie del
cuerpo base se haga rugosa antes de aplicar el revestimiento de
calefacción, por ejemplo mediante chorro de arena. De esta manera
mejora la adherencia mecánica de la capa aislante. La adherencia
química se puede optimizar si el cuerpo base se limpia y se oxida
según la reivindicación 21 antes de aplicar el revestimiento.
Después de aplicar el revestimiento de
calefacción, la aleación de acero del cuerpo base se somete a una
precipitación en caliente o un envejecimiento por un nuevo
recocido, de acuerdo con la reivindicación 22. De esta manera se
forman finas precipitaciones intermetálicas que conducen a una
reducción selectiva del volumen del cuerpo base. Dentro del
revestimiento de calefacción aplicado sobre el cuerpo base se
produce una tensión de presión capaz de compensar duraderamente las
cargas mecánicas del cuerpo base, por ejemplo, las cargas de presión
interior de un tubo de material de una tobera de canal
caliente.
Lo importante es que, según la reivindicación
23, la temperatura de temple por precipitación sea inferior a la
temperatura de cocción para las distintas capas del revestimiento de
calefacción. De esta forma no se ve perturbada ni la formación de
las distintas capas o elementos de capa del revestimiento de
calefacción ni su unión. Además, la tensión previa de presión en el
revestimiento de calefacción se incrementa de forma óptima sin que
se vean mermados sus parámetros de rendimiento o su funcionalidad.
Todo el proceso puede controlarse de manera precisa con medios
sencillos, por lo que los gastos del procedimiento se mantienen
reducidos.
De manera conveniente, el proceso de temple por
precipitación según la reivindicación 24 se realiza bajo atmósfera
de aire o de nitrógeno.
Más características, detalles y ventajas de la
invención resultan del contenido de las reivindicaciones y de la
siguiente descripción de ejemplos de realización con la ayuda de los
dibujos.
Según una forma de realización preferible de la
invención, como material de partida para la fabricación del cuerpo
base se usa un acero de temple por precipitación, altamente aleado
con Ni, Co, Mo, Ti y/o Al, por ejemplo, X 3 Cr Ni Al Mo 12921. el
cuerpo base forma, por ejemplo, un tubo de material con una
superficie redonda para una tobera de canal caliente con
calefacción exterior que se emplea en una herramienta de moldeo por
inyección.
Sobre el cuerpo base se aplica un revestimiento
de calefacción. Este se compone de una capa aislante de
vitrocerámica, situada directamente sobre el cuerpo base, de una
disposición de bandas de resistencia, aplicada sobre ésta como
elemento de calefacción, y de una capa de recubrimiento superpuesta
para proteger la calefacción desde fuera contra influencias
externas. El revestimiento de calefacción y el cuerpo base están
unidos entre sí de forma inseparable formando un cuerpo
compuesto.
El temple por precipitación del tubo de material
se realiza, habitualmente, en 2 pasos, a saber, el recocido de
solubilización de la aleación y la precipitación en caliente o
envejecimiento siguiente.
Previamente, sin embargo, las distintas capas o
elementos de capa del revestimiento de calefacción se aplican en
forma de pastas de capa gruesa y se cuecen o se forman, realizándose
simultáneamente con la cocción de las pastas de capa gruesa el
recocido de solubilización de la aleación de metales.
Al principio del procedimiento, una vez
finalizado el mecanizado mecánico, el cuerpo de acero aún no
templado, en primer lugar, se somete a un chorreado con arena para
mejorar las propiedades de adherencia mecánica para el
revestimiento de calefacción, teniendo que cumplirse una rugosidad
superficial determinada. A continuación, el tubo de material se
oxida con etanol y con ácido nítrico (HNO3) caliente y se oxida a
aproximadamente 850ºC. De esta forma se produce una fina película
de óxido sobre la superficie del cuerpo base que mejora la
adherencia de la capa aislante.
Una vez finalizado el tratamiento previo, se
realiza el revestimiento de calefacción.
El material de partida para la capa aislante es,
preferentemente, una dispersión, especialmente una pasta de capa
gruesa electroaislante que se imprime con un grosor uniforme, en
procedimiento de serigrafía, sobre la superficie del cuerpo base.
Preferentemente, se aplican sucesivamente cuatro capas aislantes,
secándose cada capa por separada. Una vez alcanzado el grosor de
capa deseado, el tubo de material se forma a aproximadamente 850ºC
en un horno adecuado bajo atmósfera de aire, resultando una
estructura homogénea de vitrocerámica.
La temperatura de cocción corresponde a la
temperatura necesaria para la homogeneización o el recocido de
solubilización del cuerpo base. Ambos procesos - la cocción y el
recocido de solubilización - se realizan al mismo tiempo.
Además, mediante un desajuste específico del
coeficiente de dilatación térmico lineal de la capa aislante al
coeficiente de dilatación térmica lineal del tubo de material
durante la cocción de la capa aislante, dentro de ésta se genera
una tensión previa de presión mecánica. La unión resultante,
resistente a la tensión, en el cuerpo compuesto hace que la capa
aislante como capa portadora de la calefacción sea capaz de resistir
dentro de ciertos límites a las cargas de presión interior
pulsantes en el tubo de material, causadas tecnológicamente por el
proceso de moldeo por inyección, sin que se produzcan grietas ni
daños en la calefacción.
Cuando el cuerpo base con la capa aislante
cocida se ha enfriado a la temperatura ambiente, en primer lugar,
se aplican y se secan los contactos de conexión para los elementos
de resistencia electroconductivos y, dado el caso, para un sensor
de temperatura. Partiendo de los contactos de conexión, se aplican
las bandas de resistencia, que generalmente tienen forma de meandro
o de espiral, para la calefacción y para el sensor de temperatura,
para lo cual - al igual que para los contactos de conexión - se usan
pastas electroconductivos que se aplican sobre la capa aislante o
bien en procedimiento de serigrafía, o bien, con un distribuidor. El
secado se realiza respectivamente después de aplicar las capas
individuales. A continuación, todos los elementos conductivos de la
capa se cuecen juntos y se enfrían a temperatura ambiente. También
aquí, el cuerpo base se vuelve a someter a un recocido de
solubilización, lo cual, sin embargo, no tiene ningún efecto
definitivo para su estructura.
La capa de recubrimiento también es una
vitrocerámica electroaislante que se imprime en procedimiento de
serigrafía sobre los elementos de resistencia, los contactos de
conexión y la capa aislante que aún está al descubierto en zonas
parciales, se seca y, a continuación, se forma a entre 750 y 900ºC,
aproximadamente.
Después del último proceso de cocción, el cuerpo
base con el revestimiento de calefacción aplicado se vuelve a
calentar a aproximadamente 525ºC bajo atmósfera de nitrógeno y se
mantiene a esta temperatura durante un tiempo definido. Una vez
finalizado el tiempo de espera, el cuerpo compuesto se enfría,
preferentemente con una velocidad de enfriamiento de
10 K/min.
10 K/min.
El acero de temple por precipitación se contrae
aproximadamente un 0,07% por todos los lados durante el temple a
525ºC y otros 11 ppm/K, aproximadamente, durante el enfriamiento,
por lo que las capas de la calefacción, aplicadas y formadas
previamente, siguen siendo sometidas a tensión de presión. El temple
por precipitación conduce a una tensión previa de tensión
adicional, por lo que el conjunto del revestimiento de calefacción
es capaz de resistir duraderamente incluso a temperaturas y cargas
de presión interior extremas en el tubo de material. La tobera de
canal caliente es acondicionada térmicamente siempre de forma óptima
en cualquier estadio del procedimiento, por la calefacción aplicada
en unión positiva de materiales.
La dureza del cuerpo base, alcanzada después del
proceso de temple, asciende aproximadamente a HRC 52.
El sensor de temperatura se encuentra,
preferentemente, en el mismo nivel que las bandas de resistencia de
la calefacción. Al igual que los contactos de conexión, está
integrado en el revestimiento de calefacción. Éste último forma un
conjunto de capas compuesto por varias capas o elementos de capa,
que en unión separable con el cuerpo base forma un cuerpo compuesto
calentable.
Por el elevado valor TKR, también la resistencia
de calefacción misma puede servir de sensor de temperatura. Para
ello, tomas de tensión de regiones deseadas de las bandas de
resistencia de extensión en forma de meandro o helicoidal se hacen
pasar hacia fuera. Conociendo la corriente, a través de la tensión
parcial determinada puede determinarse la temperatura en la zona
correspondiente.
La invención no se limita a ninguna de las
formas de realización descritas anteriormente, pudiendo variarse de
muchas maneras. Así, algunas o todas las capas o elementos de capa
del revestimiento de calefacción pueden aplicarse por pulverización
o inmersión. Alternativamente, sin embargo, también pueden usarse
láminas que se cuecen de la misma manera que las pastas de capa
gruesa.
La aleación de acero del cuerpo base puede ser
también un acero de herramientas para trabajos en caliente, de
níquel y cobalto. Es importante que el acero sea adecuado para una
temperatura máxima hasta entre 850 y 900ºC con vistas a la cocción
o la sinterización del revestimiento de calefacción. Además, en las
condiciones de uso tiene que resistir unas temperaturas de hasta
450ºC y unas cargas de presión interior de hasta 2000 bares.
Se ve que como material de partida para el
cuerpo de acero se usan aceros que se templan por precipitación. En
éstos - al contrario del temple habitual mediante martensita de
carbono - se producen precipitaciones intermetálicas que pueden
controlarse exactamente mediante la elección de la aleación. La
contracción que se produce durante el temple incrementa la tensión
de presión en la capa aislante y en todo el revestimiento de
calefacción, mejorando considerablemente la durabilidad y la
seguridad funcional de la calefacción.
Los aceros de temple normal no son capaces de
ofrecer todo esto, a no ser que el cuerpo de acero se enfríe a una
velocidad de enfriamiento crítica. La elevada temperatura necesaria
y la alta velocidad de enfriamiento, sin embargo, destruyen el
revestimiento de calefacción, lo que la invención evita de una
manera sencilla y económica.
Claims (24)
1. Cuerpo compuesto con un cuerpo base de
acero y un revestimiento de calefacción aplicado sobre éste,
caracterizado porque el cuerpo base es un tubo de
distribución o de material de un sistema de canales calientes,
estando realizado el cuerpo base de un acero de temple por
precipitación.
2. Cuerpo compuesto según la reivindicación 1,
caracterizado porque el acero es un acero altamente
aleado.
3. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el revestimiento
de calefacción es un conjunto de capas compuesto por varias capas
y/o elementos de capa.
4. Cuerpo compuesto según la reivindicación 3,
caracterizado porque el revestimiento de calefacción presenta
una capa aislante aplicada sobre el cuerpo base.
5. Cuerpo compuesto según la reivindicación 4,
caracterizado porque la capa aislante es una cerámica o una
vitrocerámica
6. Cuerpo compuesto según la reivindicación 4
ó 5, caracterizado porque la capa aislante se compone de al
menos dos capas individuales.
7. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque sobre la capa
aislante está aplicada una disposición de elementos de
resistencia.
8. Cuerpo compuesto según la reivindicación 7,
caracterizado porque los elementos de resistencia están
cubiertos, al menos por tramos, por una capa de recubrimiento
aislante.
9. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque la capa
aislante, los elementos de resistencia y/o la capa de recubrimiento
son dispersiones cocidas, por ejemplo, pastas de capa gruesa.
10. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque la capa
aislante, los elementos de resistencia y/o la capa de recubrimiento
son láminas cocidas.
11. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque en el plano del
revestimiento de calefacción está integrado al menos un sensor de
temperatura.
12. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 3 a 11, caracterizado porque en el
revestimiento de calefacción están integrados contactos de conexión
para los elementos de resistencia y/o los sensores de
temperatura.
13. Procedimiento para fabricar un cuerpo
compuesto con un cuerpo base de acero y un revestimiento de
calefacción aplicado sobre éste, según una de las reivindicaciones
1 a 12, caracterizado porque una tensión previa de presión
generada previamente en el revestimiento de calefacción se refuerza
por el temple por precipitación del cuerpo base.
14. Cuerpo compuesto según la reivindicación
13, caracterizado porque cada capa o cada elemento de capa
del revestimiento de calefacción se aplica sobre el cuerpo base, se
seca y se cuece o se forma y porque el cuerpo compuesto se enfría a
temperatura ambiente después de cada proceso de cocción.
15. Cuerpo compuesto según la reivindicación 13
ó 14, caracterizado porque, durante el proceso de cocción,
la aleación de acero del cuerpo base se homogeneiza o se somete a un
recocido de solubilización.
16. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque la temperatura
de cocción es igual a la temperatura para la homogeneización o el
recocido de solubilización del cuerpo base.
17. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque las capas o
los elementos de capa del revestimiento de calefacción se aplican
mediante serigrafía, distribución, inmersión o pulverización.
18. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque cada capa o
cada elemento de capa se cuece o se forma bajo atmósfera de
aire.
19. Cuerpo compuesto según la reivindicación
18, caracterizado porque la temperatura de cocción se sitúa
entre 750ºC y 900ºC.
20. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 13 a 19, caracterizado porque la superficie
del cuerpo base se hace rugosa antes de aplicar el revestimiento de
calefacción, por ejemplo, mediante chorro de arena.
21. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 13 a 20, caracterizado porque el cuerpo base
se limpia y/o se oxida antes de aplicar el revestimiento de
calefacción.
22. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 13 a 21, caracterizado porque, después de
aplicar el revestimiento de calefacción, la aleación de acero del
cuerpo base se somete a una precipitación en caliente o un
envejecimiento por recocido.
23. Cuerpo compuesto según la reivindicación
22, caracterizado porque la temperatura de precipitación en
caliente es inferior a la temperatura de cocción para las distintas
capas del revestimiento de calefacción.
24. Cuerpo compuesto según una de las
reivindicaciones 13 a 23, caracterizado porque la
precipitación en caliente se realiza bajo atmósfera de aire o de
nitrógeno.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2002147618 DE10247618A1 (de) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Verbundkörper und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE10247618 | 2002-10-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2279211T3 true ES2279211T3 (es) | 2007-08-16 |
Family
ID=32038559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03788951T Expired - Lifetime ES2279211T3 (es) | 2002-10-11 | 2003-10-13 | Cuerpo compuesto y procedimiento para su fabricacion. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7569799B2 (es) |
| EP (1) | EP1550353B1 (es) |
| JP (1) | JP2006502882A (es) |
| KR (1) | KR20050071566A (es) |
| CN (1) | CN1703935B (es) |
| AT (1) | ATE349877T1 (es) |
| AU (1) | AU2003293613A1 (es) |
| CA (1) | CA2501868A1 (es) |
| DE (2) | DE10247618A1 (es) |
| DK (1) | DK1550353T3 (es) |
| ES (1) | ES2279211T3 (es) |
| PT (1) | PT1550353E (es) |
| WO (1) | WO2004036956A2 (es) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7662122B2 (en) * | 2005-03-07 | 2010-02-16 | Bellacure, Inc. | Orthotic or prosthetic devices with adjustable force dosimeter and sensor |
| DE102006049667A1 (de) | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Günther Heisskanaltechnik Gmbh | Elektrische Heizeinrichtung für Heißkanalsysteme |
| DE102008032509A1 (de) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Epcos Ag | Heizungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Heizungsvorrichtung |
| US10259152B2 (en) | 2014-12-11 | 2019-04-16 | Otto Männer Innovation GmbH | Injection molding apparatus with heated mold cavities |
| JP6530663B2 (ja) * | 2015-07-17 | 2019-06-12 | イビデン株式会社 | 構造体の製造方法及び構造体 |
| CN106982480B (zh) * | 2016-08-30 | 2021-02-26 | 广东天物新材料科技有限公司 | 一种多层厚膜发热元件 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3533730A1 (de) * | 1985-09-21 | 1987-03-26 | Schneider Carl Gmbh & Co Kg | Heisskanal fuer spritzgiessvorrichtungen |
| DE3536268A1 (de) * | 1985-10-11 | 1987-04-16 | Bayer Ag | Flaechenheizelemente |
| DE3545445A1 (de) * | 1985-12-20 | 1987-06-25 | Bosch Siemens Hausgeraete | Heizelement insb. fuer kochstellen |
| JPH01120483A (ja) * | 1987-11-02 | 1989-05-12 | Nisshin Steel Co Ltd | メタルガスケット材料とその製法 |
| JPH02282424A (ja) * | 1989-04-20 | 1990-11-20 | Uchiyama Mfg Corp | メタルガスケットの製造方法 |
| DE4127036C2 (de) * | 1991-08-16 | 1995-05-04 | Guenther Herbert Gmbh | Heißkanaldüse |
| JPH0994911A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Ntn Corp | 硬質カーボン膜成形体 |
| JP3773000B2 (ja) * | 1996-09-30 | 2006-05-10 | 株式会社ジェイテクト | 転がり軸受および転がり軸受の耐食膜形成方法 |
| US6069910A (en) * | 1997-12-22 | 2000-05-30 | Eckert; C. Edward | High efficiency system for melting molten aluminum |
| US5973296A (en) * | 1998-10-20 | 1999-10-26 | Watlow Electric Manufacturing Company | Thick film heater for injection mold runner nozzle |
| DE19908936C2 (de) * | 1999-03-02 | 2002-10-31 | Feinwerktechnik Wetzlar Gmbh | Spritzgießvorrichtung und Verfahren zur Herstellung präzisionsoptischer und präzisionsmechanischer Teile aus einem thermoplastischen Kunststoff |
| DE19941038A1 (de) * | 1999-08-28 | 2001-03-01 | Guenther Heiskanaltechnik Gmbh | Elektrische Heizung für Heißkanalsysteme und Verfahren zur Herstellung einer solchen Heizung |
| KR100656634B1 (ko) * | 2000-01-31 | 2006-12-11 | 군터 하이스카날테크닉 게엠베하 | 사출금형용 노즐 및 노즐 조립체 |
| DE10004072C2 (de) * | 2000-01-31 | 2002-07-25 | Guenther Heiskanaltechnik Gmbh | Düse für Spritzgießwerkzeuge und Düsen-Anordnung |
| DE10029244A1 (de) * | 2000-06-14 | 2002-01-03 | Elias Russegger | Elektrische Heizvorrichtung |
-
2002
- 2002-10-11 DE DE2002147618 patent/DE10247618A1/de not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-10-13 CN CN2003801011906A patent/CN1703935B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-10-13 KR KR1020057006215A patent/KR20050071566A/ko not_active Abandoned
- 2003-10-13 US US10/531,185 patent/US7569799B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-10-13 CA CA 2501868 patent/CA2501868A1/en not_active Abandoned
- 2003-10-13 AU AU2003293613A patent/AU2003293613A1/en not_active Abandoned
- 2003-10-13 DK DK03788951T patent/DK1550353T3/da active
- 2003-10-13 AT AT03788951T patent/ATE349877T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-10-13 DE DE50306133T patent/DE50306133D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-13 PT PT03788951T patent/PT1550353E/pt unknown
- 2003-10-13 EP EP03788951A patent/EP1550353B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-13 JP JP2004544201A patent/JP2006502882A/ja active Pending
- 2003-10-13 ES ES03788951T patent/ES2279211T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-13 WO PCT/EP2003/011318 patent/WO2004036956A2/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20060165901A1 (en) | 2006-07-27 |
| DE50306133D1 (de) | 2007-02-08 |
| DK1550353T3 (da) | 2007-05-07 |
| WO2004036956A3 (de) | 2004-06-24 |
| CN1703935B (zh) | 2011-03-09 |
| EP1550353B1 (de) | 2006-12-27 |
| JP2006502882A (ja) | 2006-01-26 |
| AU2003293613A1 (en) | 2004-05-04 |
| CA2501868A1 (en) | 2004-04-29 |
| PT1550353E (pt) | 2007-03-30 |
| US7569799B2 (en) | 2009-08-04 |
| EP1550353A2 (de) | 2005-07-06 |
| KR20050071566A (ko) | 2005-07-07 |
| WO2004036956A2 (de) | 2004-04-29 |
| ATE349877T1 (de) | 2007-01-15 |
| AU2003293613A8 (en) | 2004-05-04 |
| CN1703935A (zh) | 2005-11-30 |
| DE10247618A1 (de) | 2004-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6797925B1 (en) | Electric heating element for hot runner systems and a method for producing a heating element of this type | |
| US9167628B2 (en) | Electric heating device for hot runner systems | |
| US20150262739A1 (en) | Moisture resistant layered sleeve heater and method of manufacture thereof | |
| EP1089593A2 (en) | Ceramic heater | |
| EP1729328B1 (en) | Substrate processing device | |
| EP2704519B1 (en) | Heater and glow plug comprising same | |
| US20100068331A1 (en) | Electric heating device for hot runner systems | |
| ES2207553T3 (es) | Uso de una aleacion termorresitente con buena resitencia a la oxidacion a altas temperaturas para laminas o como conductor electrotermico. | |
| CA2412268A1 (en) | Pressure sensor with a radially tensioned metal diaphragm | |
| WO1996009738A1 (de) | Elektrisches heizelement | |
| DE50003135D1 (de) | Wärmeausdehnungsarme eisen-nickel-legierung mit besonderen mechanischen eigenschaften | |
| US20050173411A1 (en) | Heating resistances and heaters | |
| US20140048112A1 (en) | Thermoelectric heat exchanger | |
| JP2006502882A (ja) | 複合体及びこの複合体を製造するための方法 | |
| CN1100160C (zh) | 一种高强高温恒弹性合金及其制造方法 | |
| US20050252909A1 (en) | Electrical heating resistance element | |
| JP5832552B2 (ja) | セラミック構造体、セラミックヒータおよびこれを備えたグロープラグ | |
| KR101964318B1 (ko) | 방열성 및 가공성이 향상된 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조 방법 | |
| ES2248625T3 (es) | Acero inoxidable ferritico y utilizacion de este ultimo en la fabricacion de productos resistentes a altas temperaturas. | |
| US7220320B2 (en) | Systems for producing semiconductors and members therefor | |
| KR20210038192A (ko) | 단조품 제조방법 및 제조장치 | |
| TWI264478B (en) | Composite body and method for production thereof | |
| JPH1154245A (ja) | セラミックスヒーター | |
| ES2995024T3 (en) | Magnetic sheet created through additive manufacture, laminated core and electric machine | |
| JPS6351003B2 (es) |