Co to jest prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP)?

Prasowanie izostatyczne na gorąco (biodro) to metoda przetwarzania materiału, która ściska materiały, stosując jednocześnie wysoką temperaturę od setek do 2000 ℃ i prasowanie izostatyczne od kilkudziesięciu do 200 MPa. Argon jest najczęściej stosowanym medium ciśnieniowym.

Prasa na gorąco jest bardzo podobna do biodra. Frezowanie, kucie i wytłaczanie nadają się również do wysokich temperatur i wysokich ciśnień, ale nie do gorących ciśnień izostatycznych.

Różnica między stawem biodrowym a prasowaniem na gorąco

Biodro przykłada ciśnienie izostatyczne do materiałów za pomocą ciśnienia powietrza, podczas gdy ciśnienie gorąca dotyczy tylko ciśnienia jednoosiowego. W pełni kompetentny żywiciel rodziny

W celu jasnego wyjaśnienia różnicy między prasowaniem na gorąco iz prasowaniem na gorąco przyjmuje się, że prasowanie na gorąco lub prasowanie na gorąco stosuje się do materiału a (metal z otworami w środku) i materiału B (metal o nierównych końcach).

W przypadku stawu biodrowego materiał a, jak pokazano na rycinie 1, kurczy się, aby zachować swój początkowy kształt, dopóki wewnętrzne pory nie znikną i zostaną połączone ze względu na efekty dyfuzyjne. Z drugiej strony, ze względu na równomierny nacisk wywierany na nierówną krawędź, materiał B w ogóle nie zmieni swojego kształtu.

W przypadku prasowania na gorąco materiał a będzie również wykazywał to samo zjawisko co biodro, jak pokazano na rycinie 2. Jednakże materiał B nie może zachować swojego pierwotnego nierównego kształtu, ponieważ nacisk działa tylko na podniesioną część. Materiał a i materiał B będą miały różne końcowe kształty po prasowaniu na gorąco, w zależności od kształtu matrycy i zastosowanego stempla. Ze względu na nierównomierność tarcia formy oraz ograniczenie temperatury i wielkości w procesie odkształcania, wytwarzanie dużych produktów i form w wysokiej temperaturze może być trudne.

W porównaniu z prasowaniem na gorąco, prasowanie na gorąco izostatyczne może zapewnić kształt materiału z niewielką różnicą od ciśnienia początkowego. Materiał może zachować swój początkowy kształt nawet po zmianie kształtu i jest względnie mniej ograniczony przez przetwarzanie produktu. Wykorzystując w pełni te cechy, biodro zostało zastosowane w różnych dziedzinach.

Gaz średniociśnieniowy (argon)

Przy 1000 ℃ i 98 mpa argon może powodować silną konwekcję z powodu niskiej gęstości i lepkości (odpowiednio 30% i 15% wody) oraz wysokiego współczynnika rozszerzalności cieplnej. Dlatego współczynnik przenikania ciepła gorącego urządzenia izostatycznego jest wyższy niż wspólny piec elektroniczny.

Aplikacja na biodro

Biodro jest szeroko stosowane, jak następuje:

1. Spiekanie pod ciśnieniem proszku
2. Połączenie dyfuzyjne różnych rodzajów materiałów
3. Usuń resztkowe pory ze spiekanych części
4. Eliminacja wad wewnętrznych odlewów
5. Regeneracja części uszkodzonych przez zmęczenie lub pełzanie
6. Impregnacja wysokociśnieniowa karbonizacja

Leczenie HIP

Materiały należy traktować zgodnie z sytuacją. Najbardziej typowe metody obejmują „metodę kapsułkową” i „metodę bezkapsułkową”.

Jak pokazano na rysunku po prawej, „metoda kapsułkowa” polega na umieszczeniu proszku lub przedmiotu utworzonego przez proszek w hermetycznej kapsułce i opróżnieniu kapsułki przed zabiegiem wymiany stawu biodrowego.

Ta „metoda kapsułowa” może zapewnić wysoką gęstość nawet w przypadku materiałów, które trudno spiekać zwykłą technologią spiekania. Dlatego jest najczęściej stosowany w procesie spiekania ciśnieniowego materiałów proszkowych. Może być również stosowany do wiązania dyfuzyjnego lub karbonizacji impregnacji wysokociśnieniowej różnych materiałów.

Poniższa tabela podsumowuje główne materiały metody bez kapsułek oraz temperaturę / ciśnienie leczenia stawu biodrowego.

Jednocześnie, jeśli pory w materiale są izolowane i zamknięte, a nie ma połączenia z powierzchnią materiału, pory te można wytłaczać i eliminować przez obróbkę gorącym ciśnieniem izostatycznym. Z drugiej strony, nawet po zabiegu bioder, otwarte otwory związane z powierzchnią materiału nie zostaną ściśnięte. Dlatego materiał o zamkniętych porach można obrabiać przez prasowanie izostatyczne na gorąco, co może sprawić, że cały materiał będzie miał wysoką zwartość.

Ten materiał nie wymaga leczenia torebki biodrowej, co jest znane jako „metoda bez torebki”. Służy do usuwania resztkowych porów na częściach spiekanych, eliminowania wad wewnętrznych odlewów oraz naprawy części uszkodzonych na skutek zmęczenia lub pełzania.

Efekt stawu biodrowego

Prasowanie izostatyczne na gorąco odlewów zwiększa żywotność pełzania o 1,3 do 3,5 razy, przedłużając i kurcząc się, w zależności od rodzaju stopu, jak pokazano w poniższej tabeli.