A forró izosztatikus préselési (HIP) folyamattal kapcsolatos problémák és kapcsolódó információk

A forró izosztatikus préselési (HIP) folyamattal kapcsolatos problémák és kapcsolódó információk

A forró izosztatikus préselési eljárással kapcsolatos problémák

A forró izosztatikus préselés számos előnyös javulást hoz az anyagtulajdonságok terén, de az emberek aggodalmukat fejezték ki ennek a folyamatnak a lehetséges negatív hatásaival kapcsolatban, beleértve az alkatrész deformációját, a lehetséges felületi szennyeződéseket és a különböző alkatrész-tételek közötti alakváltozási különbségeket. A megbízható fémfröccsöntő alkatrészek beszállítóját vagy MIM melegizosztatikus préselési szolgáltatóját kereső vállalkozások számára ezeknek a változóknak a megértése elengedhetetlen az állandó, nagy teljesítményű alkatrészek eléréséhez.

Mint korábban említettük, a forró izosztatikus préselés közel 100%-ra hozhatja a fém fröccsöntött alkatrészek sűrűségét. A fröccsöntési folyamatban azonban a korábbi folyamatlépések sűrűséggradienseket okozhatnak az alkatrészekben. Például a zárványok a kapu helyén eltérő sűrűséghez vezethetnek az alkatrész különböző helyein. A porszemcsetartalom a kapu közelében magasabb, míg a kaputól távolabbi területeken a porszemcsetartalom alacsonyabb az alacsonyabb formázási nyomás miatt. Ha ilyen sűrűségi gradiensek vannak a szinterezési folyamat során, akkor a kapu közelében lévő terület jobban zsugorodik, mint a kaputól távoli terület, és ez a zsugorodási különbség tovább fokozódik a forró izosztatikus préselési folyamat során, és az alacsony sűrűségű területek jobban zsugorodnak, mint a nagy{6}}sűrűségű területek, ami részleges zsugorodási deformációhoz és zsugorodásnisotróphoz vezet. Professzionális fém fröccsöntő gyár forró izosztatikus préselési képességgel hatékonyan tudja szabályozni a kapu kialakítását és a töltési paramétereket, hogy minimalizálja az ilyen kockázatokat a forrásból.

A forró izosztatikus préskemencében lévő hűtési gradiens miatt az alkatrészek is deformálódhatnak. Ha az alkatrész falvastagsága egyenetlen, a vékonyabb rész gyorsabban hűl le, mint a vastagabb, ami deformációt okozhat. Ez a jelenség a hőkezelés során is megfigyelhető.

A fém fröccsöntött alkatrészek nagyon jól reagálnak a forró izosztatikus préselési folyamatra, mivel az alkatrészek felületi porozitása nagyon alacsony, és az alkatrészek belsejében keletkező pórusok általában nagyon kicsik. A fröccsöntéssel ellentétben a MIM által gyártott alkatrészeken szinte nincs horpadás a forró izosztatikus préselés után, bár a pórusok közelében néha enyhe deformáció figyelhető meg. Ha a forró izosztatikus préselés után hibák jelentkeznek az alkatrészeken, a hibákat okozó pórusok általában nem a fröccsöntött részeken lévő kis lyukakból származnak, hanem inkább a rossz melegizosztatikus préselési körülmények okozzák. Ezért ellenőrizni kell az alakítási körülményeket, és a forró izosztatikus préselés előtt metszeni kell az alkatrészeket, hogy megállapítsák, vannak-e formázási körülmények okozta hibák. Tapasztalt fémfröccsöntő és HIP integrált megoldásszállító választása jelentősen csökkentheti az utólagos-meghibásodási arányt.

További gyakorlati kérdés, hogy a forró izosztatikus préselés során az alkatrész felülete szennyeződhet. Mivel a szállítók különféle ötvözeteket dolgoznak fel forró izosztatikus présberendezésben, a feldolgozás során felületi szennyeződés léphet fel. A szerző titán és hafnium szennyeződést figyelt meg az alkatrészek felületén a forró izosztatikus préselés után, és az elemzés azt mutatta, hogy ezt nehéz teljesen elkerülni. Ha az alkatrészeket szerszámacél réteggel vonja be, vagy egy speciális, orvosi -minőségű fém fröccsöntő HIP-szolgáltatót bíz meg, megelőzhető vagy minimálisra csökkenthető az ilyen szennyeződés, hogy megfeleljen a repülőgép- és orvostechnikai eszközök tanúsítási követelményeinek.

Egyesek azt állítják, hogy az alkatrészek légköri nyomáson vagy vákuum alatt történő újramelegítése nyitott pórusokat eredményezhet. Bár a szakirodalomban időnként megjelennek ilyen leírások, a szerző nem figyelte meg ezt a jelenséget.

Példák a forró izosztatikus préselési folyamat paramétereire

A tipikus forró izosztatikus préselési folyamat körülményei korlátozottak. A legtöbb beszállító szabványos folyamatfolyamatokkal rendelkezik, amelyekben a változók a hőmérséklet, a nyomás és az idő. A folyamatáram végrehajtásakor ugyanazt a nyomást speciálisan beállítják, különböző időpontokkal és hőmérsékletekkel együtt. A 9.3. táblázat felsorolja a fém fröccsöntött alkatrészekhez használható szabványos melegizosztatikus préselési folyamatparamétereket. A precíziós fémfröccsöntés kulcsrakész szállítója általában anyagspecifikus, optimalizált HIP-paramétercsomagokat kínál ügyfeleinek a tétel stabilitásának biztosítása érdekében.

9.3. táblázat Folyamatparaméterek közönséges fém fröccsöntött{1}}részek statikus melegizosztatikus préselésénél (HIP)

Összegzés

Mivel a fém fröccsöntött részek nem tartalmaznak nyitott pórusokat, ezek kezelésére melegizosztatikus préselési technológia alkalmazható. A forró izosztatikus préseléssel kezelt fém fröccsöntött alkatrészek teljesítménye javul, a sűrűség megközelíti a 100%-ot, a szemcsék jelentősen nőnek, javul a fém fröccsöntött alkatrészek különböző tételei közötti méretkonzisztencia, és javul az alkatrészek polírozhatósága és hegeszthetősége. A nagyteljesítményű, kisméretű, összetett fémalkatrészeket kereső cégek számára a professzionális, teljes-eljárású fémfröccsöntő és melegizosztatikus préselés gyártójával való együttműködés vált a legjobb megoldássá a maximális teljesítmény és költségegyensúly elérése érdekében.