¿Qué es el prensado isostático en caliente (HIP)?

El prensado isostático en caliente (cadera) es un método de procesamiento de materiales, que comprime los materiales aplicando simultáneamente altas temperaturas de cientos a 2000 ℃ y prensados isostáticos de docenas a 200 MPa. El argón es el medio de presión más utilizado.

La prensa caliente es muy similar a la cadera. El fresado, la forja y la extrusión también son adecuados para alta temperatura y alta presión, pero no para presión isostática en caliente.

La diferencia entre la articulación de la cadera y el prensado en caliente

La cadera aplica presión isostática a los materiales que usan presión de aire, mientras que la presión caliente solo se aplica a la presión uniaxial. Un sustentador completamente competente

Para explicar claramente la diferencia entre el prensado isostático en caliente y el prensado en caliente, se supone que el prensado isostático en caliente o el prensado en caliente se aplica al material a (metal con agujeros en el interior) y al material B (metal con extremos irregulares).

En el caso de la articulación de la cadera, el material a, como se muestra en la Figura 1, se contraerá para mantener su forma inicial hasta que los poros internos desaparezcan y se combinen debido a los efectos de difusión. Por otro lado, debido a la presión uniforme aplicada al borde irregular, el material B no cambiará su forma en absoluto.

En el caso de prensado en caliente, el material a también mostrará el mismo fenómeno que la cadera, como se muestra en la Figura 2. Sin embargo, el material B no puede mantener su forma desigual original porque la presión solo actúa sobre la parte elevada. El material a y el material B tendrán diferentes formas finales después del prensado en caliente, dependiendo de la forma del troquel y el punzón utilizado. Debido a la falta de uniformidad de la fricción del molde y la limitación de temperatura y tamaño en el proceso de deformación, puede ser difícil fabricar productos y moldes grandes a alta temperatura.

En comparación con el prensado en caliente, el prensado isostático en caliente puede proporcionar a la forma del material una pequeña diferencia con respecto a la presión inicial. Un material puede mantener su forma inicial incluso después de cambiar su forma, y está relativamente menos limitado por el procesamiento del producto. Al hacer uso completo de estas características, la cadera se ha aplicado en varios campos.

Gas medio a alta presión (argón)

A 1000 ℃ y 98mpa, es probable que el argón provoque una fuerte convección debido a su baja densidad y viscosidad (30% y 15% de agua respectivamente) y alto coeficiente de expansión térmica. Por lo tanto, el coeficiente de transferencia de calor del equipo de presión isostática en caliente es más alto que el del horno electrónico común.

Aplicación de la cadera

La cadera se usa ampliamente, de la siguiente manera:

1. Presión de polvo sinterizado
2. Difusión de diferentes tipos de materiales.
3. Eliminar los poros residuales en las partes sinterizadas
4. Eliminación de defectos internos de las piezas fundidas.
5. Regeneración de piezas dañadas por fatiga o fluencia.
6. Impregnación a alta presión carbonización

Tratamiento HIP

Los materiales deben tratarse de acuerdo con la situación. Los métodos más típicos incluyen el "método de la cápsula" y el "método sin cápsula".

Como se muestra en la figura de la derecha, el “método de la cápsula” consiste en colocar el polvo o el objeto formado por el polvo en la cápsula hermética y vaciar la cápsula antes del reemplazo de cadera.

Este "método de cápsula" puede proporcionar alta densidad incluso para materiales que son difíciles de sinterizar con la tecnología de sinterización ordinaria. Por lo tanto, se usa más comúnmente en el proceso de sinterización a presión de materiales en polvo. También se puede utilizar para la unión por difusión o la carbonización por impregnación a alta presión de diversos materiales.

La siguiente tabla resume los principales materiales del método sin cápsulas y la temperatura / presión del tratamiento de la articulación de la cadera.

Al mismo tiempo, si los poros dentro del material están aislados y cerrados, y no hay conexión con la superficie del material, estos poros pueden extruirse y eliminarse mediante tratamiento con presión isostática en caliente. Por otro lado, incluso después del tratamiento de la cadera, los orificios abiertos conectados con la superficie del material no se apretarán. Por lo tanto, el material con poros cerrados puede tratarse mediante prensado isostático en caliente, lo que puede hacer que todo el material tenga una gran compacidad.

Este material no requiere tratamiento de cadera con cápsula, lo que se conoce como el "método sin cápsula". Se utiliza para eliminar los poros residuales de las piezas sinterizadas, eliminar los defectos internos de las piezas fundidas y reparar las piezas dañadas por fatiga o fluencia.

Efecto articular de la cadera

El prensado isostático en caliente de las piezas de fundición aumenta la vida útil de la ruptura por fluencia de 1.3 a 3.5 veces, prolongando y contrayendo, dependiendo del tipo de aleación, como se muestra en la tabla a continuación.