Raus mit der Hitze
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VERBUNDEN DURCH NICKEL. Mit Nickellegierungen verlötete Metallkomponenten verlassen einen Vakuumofen |
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Nickellöten löst Probleme in bezug auf die Wärmeübertragung in der
Spritzgussindustrie
Nickel magazine, Mar. 02 -- Ein innovativer Ansatz, in dessen Rahmen Nickellöten und
Vakuumwärmebehandlung zur Anwendung gelangen, hilft Unternehmen der blühenden Kunststoff-Spritzgussindustrie,
Probleme in bezug auf die Wärmeübertragung zu lösen. Dies wiederum führt zu einer Verbesserung der
Produktivität.
Fused Metals Inc., ein in Georgetown in der kanadischen Provinz Ontario ansässiger Spezialist für Metallbehandlungsverfahren, wendet einen Prozess an, in dessen Verlauf die Kühlkanäle verlötet werden, die sich in den verschiedenen Komponenten von Formen einschließlich der Öffnung, des Kerns, der Keile und der Abstreifringe finden. Kühlkanäle dienen dazu, die Wärme aus den Komponenten der Form austreten zu lassen, während sich die Form mit geschmolzenem Kunststoff füllt. Sobald die Hitze entwichen ist, kühlt der Kunststoff ab und verfestigt sich, und der Gussteil kann aus der Form genommen werden. Die Zeit, die erforderlich ist, um diesen Prozess zu durchlaufen, wird als Zyklusdauer bezeichnet.
Der wichtigste Vorteil des Verlötens besteht jedoch darin, dass das Austreten von Wärme aus dem Kühlkanal maximiert und die Zyklusdauer reduziert wird, wodurch die Produktivität des Verfahrens verbessert wird. Durch das Vakuumverlöten der Kühlkanäle mit Nickellegierungen werden die Kanäle außerdem wasserdicht und korrosionsbeständig.
Das Unternehmen lötet Heizelemente in die Rohrverteiler, um sicherzustellen, dass der geschmolzene Kunststoff die richtige Temperatur beibehält, bis er in die Form gelangt. Durch die Verwendung von Nickellegierungen zum Anlöten der Elemente an Ort und Stelle, stellt Fused Metals sicher, dass das gesamte Element mit dem Rohrverteiler in Kontakt steht und der geschmolzene Kunststoff eine konstante und einheitliche Temperatur beibehält. Dies ist kritisch für das Verfahren, da Temperaturschwankungen die Integrität des Kunststoffs beeinträchtigen können. Wenn sich im Rohrverteiler einzelne heiße Stellen bilden, kann der Kunststoff beeinträchtigt werden oder anbrennen. Andererseits würde der Kunststoff, falls er an manchen Stellen zu stark abkühlen würde, trägflüssig werden und unzureichende Fließeigenschaften aufweisen.
Wenn ein Heizelement durchbrennt, kann ein Ersatzelement in den Rohrverteiler gelötet werden, ohne dass dadurch Bestehendes beeinträchtigt würde. Dies lässt sich bewerkstelligen, indem man eine andere Nickellegierung mit einem niedrigeren Schmelzpunkt verwendet. Dieses erneute Lötverfahren hat keine Auswirkungen auf die Dimensionen oder Materialeigenschaften des Rohrverteilers.
An anderen Stellen des Rohrverteilers werden Kupferstopfen mit Nickellegierungen angelötet, um Kanäle abzudichten, die dazu dienen, den geschmolzenen Kunststoff vom Rohrverteiler zur Düse zu befördern. Der Vorteil von angelöteten Stopfen beruht auf der Stärke der Dichtung. Man könnte auch angeschweißte Stopfen oder Metallschrauben verwenden, doch können angelötete Stopfen Drücken von bis zu 40.000 psi widerstehen.
Fused Metals untersucht gegenwärtig, ob diese Anwendung auch in anderen Industrien mit ähnlichen Herausforderungen in punkto Wärmeübertragung eingesetzt werden kann. Zwischen 80% und 90% des Nickellötens bei Fused Metals dient Anwendungen in der Kunststoffindustrie. Allerdings wird auch für andere Industriezweige wie die Elektronikindustrie, die Automobilindustrie und die Elektrizitätserzeugung gelötet. . Bei Fused Metals erfolgt das Nickellöten in Vakuumöfen mit einem Durchmesser von bis zu 90 Zentimetern und einer Tiefe von bis zu 120 Zentimetern. Die inneren Teile des Ofens bestehen aus reinem Molybdän, da die Betriebstemperaturen sehr extrem sind und ein Maximum von bis zu 1.350°C erreichen. Die äußeren Schichten des Ofens bestehen aus Edelstahl S30400, wobei allerdings für Öfen in experimentellen Umgebungen S40300 zur Anwendung gelangt.
Unter Vakuumlöten versteht man ein Verfahren, bei dem zwei Werkstoffe, normalerweise Metalle, in einem Vakuum zusammengefügt werden, wobei ein Füllmetall einer wiederum anderen Zusammensetzung verwendet wird, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Grundwerkstoffe besitzt, der aber über 450°C liegen muss. Die Grundmetalle schmelzen nicht, aber das Füllmetall diffundiert mehr oder weniger in die Grundmetalle und kann eine Verbindung ergeben, die sogar fester als das Grundmetall ist. Die Technik des Vakuumlötens kann angewandt werden, um zwei Metalle mit unterschiedlicher Zusammensetzung miteinander zu verbinden, wobei auch Legierungen miteinander verlötet werden können, die ansonsten nicht verbunden werden könnten. Im Gegensatz zum Schweißen wird das Vakuumlöten in einer reinen Umgebung durchgeführt, in der das Füllmetall über saubere, von Verunreinigungen freie Oberflächen fließt und eine Verbindung ergibt, die keinerlei Porosität, keinerlei eingeschlossene Säuberungselemente oder Oxideinschlüsse aufweist.
Photo: FUSED METALS
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Grant Robinson B.Sc. |
