Ép nóng Isostatic (HIP) là gì?

Ép nóng đẳng áp (hông) là phương pháp xử lý vật liệu, nén vật liệu bằng cách áp dụng đồng thời nhiệt độ cao từ hàng trăm đến 2000oC và ép đẳng áp từ hàng chục đến 200 MPa. Argon là môi trường áp suất thường được sử dụng nhất.

Báo chí nóng rất giống với hông. Phay, rèn và đùn cũng thích hợp cho nhiệt độ cao và áp suất cao, nhưng không áp dụng cho áp suất đẳng nhiệt nóng.

Sự khác biệt giữa khớp hông và ép nóng

Hông áp dụng áp suất đẳng áp cho vật liệu sử dụng áp suất không khí, trong khi áp suất nóng chỉ áp dụng cho áp suất đơn hướng. Một trụ cột hoàn toàn có thẩm quyền

Để giải thích rõ ràng sự khác biệt giữa ép đẳng nhiệt và ép nóng, người ta cho rằng ép nóng đẳng áp hoặc ép nóng được áp dụng cho vật liệu a (kim loại có lỗ bên trong) và vật liệu B (kim loại có đầu không đều).

Trong trường hợp khớp hông, vật liệu a, như trong Hình 1, sẽ co lại để duy trì hình dạng ban đầu cho đến khi lỗ chân lông bên trong biến mất và được kết hợp do hiệu ứng khuếch tán. Mặt khác, do áp suất đồng đều áp dụng cho cạnh không đều, vật liệu B sẽ không thay đổi hình dạng của nó.

Trong trường hợp ép nóng, vật liệu a cũng sẽ cho thấy hiện tượng tương tự như hông, như trong Hình 2. Tuy nhiên, vật liệu B không thể duy trì hình dạng không đồng đều ban đầu của nó vì áp lực chỉ tác động lên phần nâng lên. Vật liệu a và vật liệu B sẽ có hình dạng cuối cùng khác nhau sau khi ép nóng, tùy thuộc vào hình dạng của khuôn và cú đấm được sử dụng. Do sự không đồng đều của ma sát khuôn và giới hạn nhiệt độ và kích thước trong quá trình biến dạng, có thể khó sản xuất các sản phẩm lớn và khuôn ở nhiệt độ cao.

So với ép nóng, ép đẳng nhiệt nóng có thể cung cấp hình dạng vật liệu với rất ít sự khác biệt so với áp suất ban đầu. Một vật liệu có thể duy trì hình dạng ban đầu ngay cả sau khi thay đổi hình dạng và tương đối ít bị giới hạn bởi quá trình xử lý sản phẩm. Bằng cách sử dụng đầy đủ các đặc điểm này, hông đã được áp dụng trong các lĩnh vực khác nhau.

Khí trung áp cao (argon)

Ở 1000oC và 98mpa, argon có khả năng gây ra sự đối lưu mạnh do mật độ và độ nhớt thấp (lần lượt là 30% và 15% của nước) và hệ số giãn nở nhiệt cao. Do đó, hệ số truyền nhiệt của thiết bị áp suất đẳng nhiệt nóng cao hơn so với lò điện tử thông thường.

Ứng dụng hông

Hông được sử dụng rộng rãi, như sau:

1. Thiêu kết áp lực bột
2. Kết nối khuếch tán của các loại vật liệu khác nhau
3. Loại bỏ các lỗ chân lông còn lại trong các phần thiêu kết
4. Loại bỏ các khuyết tật bên trong của vật đúc
5. Tái sinh các bộ phận bị hư hỏng do mệt mỏi hoặc leo
6. Carbon hóa ngâm tẩm áp suất cao

Điều trị HIP

Vật liệu cần được xử lý tùy theo tình hình. Các phương pháp điển hình nhất bao gồm “phương pháp viên nang” và “phương pháp không viên nang”.

Như thể hiện trong hình bên phải, "phương pháp viên nang" là đặt bột hoặc vật thể được tạo thành bởi bột vào viên nang kín khí và làm rỗng viên nang trước khi thay thế hông.

“Phương pháp viên nang” này có thể cung cấp mật độ cao ngay cả đối với các vật liệu khó thiêu kết bằng công nghệ thiêu kết thông thường. Do đó, nó được sử dụng phổ biến nhất trong quá trình thiêu kết áp lực của vật liệu dạng bột. Nó cũng có thể được sử dụng để liên kết khuếch tán hoặc cacbon hóa ngâm tẩm áp suất cao của các vật liệu khác nhau.

Bảng dưới đây tóm tắt các vật liệu chính của phương pháp không chứa viên nang và nhiệt độ / áp suất điều trị khớp hông.

Đồng thời, nếu các lỗ bên trong vật liệu bị cô lập và đóng lại, và không có kết nối với bề mặt của vật liệu, các lỗ chân lông này có thể được đùn ra và loại bỏ bằng cách xử lý áp suất nóng. Mặt khác, ngay cả sau khi xử lý hông, các lỗ mở kết nối với bề mặt vật liệu sẽ không bị siết chặt. Do đó, vật liệu có lỗ chân lông kín có thể được xử lý bằng cách ép đẳng nhiệt nóng, có thể làm cho toàn bộ vật liệu có độ nén cao.

Vật liệu này không yêu cầu xử lý phần hông dạng viên nang, được gọi là “phương pháp không viên nang”. Nó được sử dụng để loại bỏ các lỗ rỗng còn lại trên các bộ phận thiêu kết, loại bỏ các khuyết tật bên trong của vật đúc, và sửa chữa các bộ phận bị hư hỏng do mỏi hoặc dão.

Hiệu ứng khớp hông

Nhấn đẳng nhiệt nóng của vật đúc làm tăng tuổi thọ của vết nứt từ 1,3 đến 3,5 lần, kéo dài và co lại, tùy thuộc vào loại hợp kim, như trong bảng dưới đây.