Реклама i
Стань нашим партнером - зарабатывай с нами!
| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Отраслевые разделы > Машиностроение > Помощь при выборе материала для нагревателя.

Помощь при выборе материала для нагревателя.

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 05.03.2016, 00:10 #1
Помощь при выборе материала для нагревателя.
alexkar
 
Регистрация: 04.03.2016
Сообщений: 3

Доброго времени суток форумчанам!
Краткое описание проблемы и конструкции:
1. Узел - нагреватель для запайки пластиковых стаканчиков с продуктом алюминиевой крышкой (как пример, стандартный стаканчик диаметром 95 мм со сметаной).
2. Конструкция - нагреватель цилиндрической формы (утюг, тело, корпус - затрудняюсь как правильно назвать) диаметром 95 мм, высотой 60 мм в который установлены 2 пальчиковых нагревательных элемента.
3. Процесс - стаканчик с продуктом устанавливается в кольцо, сверху на него укладывается алюминиевая крышка, опускается разогретый до 180-250 С нагреватель и под давлением запечатывает стаканчик.
4. Проблема - из какого материала лучше всего сделать нагреватель (утюг, тело, корпус т.е. то что входит в контакт со стаканчиком и крышкой).
Требования - хорошая теплопроводность, достаточная прочность для продолжительной работе при ударных нагрузках, относительно неплохая коррозионная стойкость, стойкость к деформациям от механических и тепловых нагрузок.
Варианты:
- алюминий AL6061
- нержавеющая сталь AiSi 304
- бронза
- латунь

Заранее благодарен!
Просмотров: 5146
 
Непрочитано 05.03.2016, 07:22
#2
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646


Для подобных дел и равномерного нагрева берут материал с большой теплоемкостью. Скажем, в толстой чугунной сковородке пища пригорает меньше. Значит, алюминий нежелателен. А нержавейка в самый раз, если эту марку разрешают в пищевой промышленности. Она чему соответствует в советских обозначениях?
ratay вне форума  
 
Непрочитано 05.03.2016, 12:25
#3
Солидворкер
Moderator

Конструктор (машиностроение)
 
Регистрация: 23.10.2006
Россия
Сообщений: 22,991
<phrase 1=


Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
Она чему соответствует в советских обозначениях?
Ничему. Примерно 12Х18Н10Т. В пищевке и медицине идет на ура.
Солидворкер вне форума  
 
Непрочитано 05.03.2016, 12:57
#4
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646


Если 12Х18Н10Т - не ничему, а то самое, что меня интересовало. Она на ура идет практически везде. Еще и в химпромышленности, и лопатки для турбин из нее делают. Очень хорошую марку американцы лет сто назад запустили.
ratay вне форума  
 
Непрочитано 05.03.2016, 15:48
#5
Солидворкер
Moderator

Конструктор (машиностроение)
 
Регистрация: 23.10.2006
Россия
Сообщений: 22,991
<phrase 1=


Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
Если 12Х18Н10Т
Пардон, это примерно 08Х18Н10. Там селен в составе, по этому я и написал, что точных аналогов нет.
Солидворкер вне форума  
 
Непрочитано 05.03.2016, 16:06
#6
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646


А их даже у нас целый пучок с похожими составами и похожими свойствами: 08Х18Н10, 12Х18Н9, ...Н9Т, ...Н10, ...Н10Т. Мне вот кажется, что это разнообразие вообще оттого, что на разных рудниках руда немного разная. Впрочем, это лишь предположение.
ratay вне форума  
 
Непрочитано 05.03.2016, 19:19
#7
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Обычно подобные нагреватели изготавливаются из материала с высокой теплопроводностью. Чаще всего из меди или алюминия.
А обыкновенный бытовой утюг с подошвой из алюминиевого сплава чем, в качестве образца, не устраивает?
Теплопроводность Вт/(м*К):
Медь - 401
Алюминий - 202—236
Латунь - 97—111
Бронза - 64
Сталь - 47
нерж. сталь - 16
Liukk вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 05.03.2016, 22:37
#8
alexkar


 
Регистрация: 04.03.2016
Сообщений: 3


Медь в чистом виде дорого и не практично из-за низкой прочности при ударной нагрузке.
Нержавеющая сталь имеет низкую теплопроводность, а так же при нагреве иногда происходит деформация рабочей поверхности.
Бронза - все вроде хорошо, но дорого.
Остается алюминий или латунь.
Склоняюсь в сторону латуни из-за большей прочности.
Буду рад выслушать еще мнения и если есть возможность указать марку латуни - буду благодарен.
alexkar вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 01:03
#9
Солидворкер
Moderator

Конструктор (машиностроение)
 
Регистрация: 23.10.2006
Россия
Сообщений: 22,991
<phrase 1=


Цитата:
Сообщение от alexkar Посмотреть сообщение
Склоняюсь в сторону латуни из-за большей прочности.
Я бы склонялся в сторону сплавов алюминия.
Солидворкер вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 06:42
#10
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646


Деформация (коробление) при нагреве зависит от неоднородности толщины детали и коэффициента теплового расширения. Так если для меди он 17*{10^{-6}} град{-1}, для нержавейки где-то 18... , то для алюминия он 24... . Т.е. алюминиевые детали будет коробить еще больше.
ratay вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 10:14
#11
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от alexkar Посмотреть сообщение
Медь в чистом виде дорого и не практично из-за низкой прочности при ударной нагрузке.
Сколько нужно меди на один нагреватель? Не будет ли экономия мизерной?
Жало обычного (качественного) паяльника для пайки легкоплавкими припоями делают из меди. Встречал дешёвые китайские, с жалом из стали - так ими паять совершенно невозможно.
1. При ударной нагрузке высокая пластичность меди наоборот плюс - не будет локальных перенапряжений, напряжения равномерно распределятся по поверхности.
2. Медь склонна к наклёпу, со временем прочность повысится.

Цитата:
Сообщение от alexkar Посмотреть сообщение
Остается алюминий или латунь.
Склоняюсь в сторону латуни из-за большей прочности.
Не понял. Пределы прочности
Латунь Л63 твёрдая - 50кгс/мм2
Д16Т - 46кгс/мм2
В95 - 52...56 кгс/мм2
Что-то особой разницы не вижу.
Для сравнения: медь техническая твёрдая (после наклёпа) - 40...50 кгс/мм2

Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
Т.е. алюминиевые детали будет коробить еще больше.
Заявленная Т.С. температура равна температуре подошвы бытового утюга, которая изготовлена из алюминиевого сплава, и что-то я не замечал, что подошву утюга коробит при работе. Всё дело в правильной конфигурации.

Последний раз редактировалось Liukk, 06.03.2016 в 10:23.
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 11:20
#12
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646


Чугунный утюг тоже не коробит. Видимо, дело еще и в том, что белье - оно мягкое, и на доску гладильную тоже что-то мягкое подкладывают, т.е. возможные тепловые деформации просто не ощущаются. А медный паяльник лучше стального не только из-за теплопроводности, но и из-за теплоемкости. Больше запас тепла - не так сильны колебания температуры при работе. Вам ведь алюминиевые паяльники не попадались? Хотя для мягких припоев температура не так и велика.
ratay вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 11:51
#13
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
Чугунный утюг тоже не коробит.
Чугунные утюги выпускались тогда, когда алюминиевые были НАМНОГО дороже. Просто никто не покупал бы. Алюминиевые сковородки с толстым дном вполне хороши. А чугунные с тонким дном и отлить-то тяжело было. Так что сравнение алюминиевых и чугунных сковородок и утюгов не вполне корректное.
Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
А медный паяльник лучше стального не только из-за теплопроводности, но и из-за теплоемкости.
Теплоёмкость меди НИЖЕ, чем у стали и чугуна. Не зачёт.
Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
Вам ведь алюминиевые паяльники не попадались?
Это шутка, или серьёзно?

----- добавлено через ~4 мин. -----
Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
Видимо, дело еще и в том, что белье - оно мягкое, и на доску гладильную тоже что-то мягкое подкладывают, т.е. возможные тепловые деформации просто не ощущаются.
Надумано. Ради пробы возьмите утюг проверьте плоскостность подошвы (хотя бы стальной линейкой на просвет) до и после нагрева. Интересно, обнаружите ли ли разницу?
При равномерном прогреве (а это уже правильность конструкции и правильное расположение ТЭНа) деформаций быть не должно, если утюг конечно качественный, а не кустарная подделка.

Последний раз редактировалось Liukk, 06.03.2016 в 12:07.
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 12:55
#14
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646


Это лишь говорит о том, что для заданных условий для любого материала тепловые деформации учитывать не нужно. А по поводу алюминиевых паяльников - в чем шутка-то, ведь не делают? Кстати, учитывая окисную пленку, без которой алюминию не обойтись, особенно при высоких температурах, реальная теплопроводность у него будет меньше табличной. Кстати, чугунные сковородки делают до сих пор, и толстое дно в данном случае - это преимущество.
ratay вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 13:13
#15
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
А по поводу алюминиевых паяльников - в чем шутка-то, ведь не делают? Кстати, учитывая окисную пленку, без которой алюминию не обойтись,
Вот оксидная то плёнка и создаёт основную проблему. Пробовали когда нибудь паять алюминий оловом? Там такая технологии (спецфлюсы, припои), что просто так использовать не будешь.
Облудить медь - проблем нет. флюс нейтральный для проводником (меди)- канифоль. коррозии никакой
Сталь, уже тяжелее. флюс уже активный -"паяльная кислота", хлористый цинк и т.п. Вот только после пайки стали необходимо очень тщательно места пайки промывать, иначе коррозия неизбежна!
Алюминиевые проводники и контакты в электрике и электронике сваривают, а не паяют!
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 15:17
#16
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646


Ну, строго говоря, паяльная кислота - это и есть раствор хлористого цинка. Для черной стали. Для нержавейки есть свои особенности. Алюминий самому паять не приходилось, читал только, что можно, флюс - какие-то фтористые соединения. Охотно верю, что варить проще.
ratay вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 15:33
#17
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
Ну, строго говоря, паяльная кислота - это и есть раствор хлористого цинка.
Хлористый цинк это только один из активных флюсов, ещё железо паяют с ортофосфорной, а также салициловой кислотами с различными добавками. Всё вот это и назвал "паяльными кислотами". Просто не хотелось лезть в справочник по пайке.
Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
Кстати, чугунные сковородки делают до сих пор, и толстое дно в данном случае - это преимущество.
А я ничего против чугунных сковородок не имею и никогда не писал, что они хуже алюминиевых. Говорим только о качественных изделиях, естественно.
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 16:46
#18
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646


А кстати, из чего делают диски на электроплитках, где спираль закрыта?
ratay вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 19:32
#19
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
А кстати, из чего делают диски на электроплитках, где спираль закрыта?
Точно не уверен и анализ не делал, но из чего-то не шибко дорогого, На более качественных скорее всего из чугуна. По крайней мере на электроплитах конфорки иногда трескаются, т.е. явно не пластичный материал.
На дешёвых, судя по их толщине и скорости коррозии - штамповкой из обычной стали. Алюминиевых пока не видел, но может и существуют такие.
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 06.03.2016, 19:49
#20
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646


Стало быть, какой можно дать совет ТС? Делай из чего хочешь. И чем быстрее начнешь делать и меньше болтать на форуме - тем быстрее заработает.
ratay вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Отраслевые разделы > Машиностроение > Помощь при выборе материала для нагревателя.

Размещение рекламы
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Пишу диплом. нужна помощь в выборе оборудования для разработки котлована и еще вопросы есть! ПавликМ Технология и организация строительства 27 09.08.2011 01:27
Помощь в выборе бензогенератора. Postdanke Разное 5 17.09.2009 22:56