ES2279211T3 - Cuerpo compuesto y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

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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.
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.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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Publication number Publication date
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