Problemos ir susijusi informacija apie karšto izostatinio presavimo (HIP) procesą
Problemos, susijusios su karšto izostatinio spaudimo procesu
Karštas izostatinis presavimas suteikia daug naudingų medžiagų savybių patobulinimų, tačiau žmonės išreiškė susirūpinimą dėl galimo neigiamo šio proceso poveikio, įskaitant dalių deformaciją, galimą paviršiaus užteršimą ir deformacijų skirtumus tarp skirtingų dalių partijų. Įmonėms, ieškančioms patikimo metalo liejimo detalių tiekėjo arba MIM karštojo izostatinio presavimo paslaugų teikėjo, svarbu suprasti šiuos kintamuosius, kad būtų sukurti nuoseklūs didelio našumo komponentai.
Kaip minėta anksčiau, karšto izostatinio presavimo metu metalinių įpurškimo formų dalių tankis gali būti beveik 100%. Tačiau liejimo liejimo procese ankstesni proceso etapai gali sukelti dalių tankio gradientus. Pavyzdžiui, inkliuzai vartų vietoje gali lemti skirtingą tankį skirtingose dalies vietose. Miltelių dalelių kiekis yra didesnis šalia vartų, o toli nuo vartų esančiose vietose miltelių dalelių kiekis yra mažesnis dėl mažesnio liejimo slėgio. Jei sukepinimo proceso metu yra tokių tankio gradientų, plotas šalia vartų susitrauks labiau nei plotas, esantis toli nuo vartų, o šis susitraukimo skirtumas dar labiau padidės karšto izostatinio presavimo proceso metu, o mažo{5}}tankio plotai susitrauks labiau nei didelio{6}}tankio plotai, o tai sukels dalinę deformaciją ir susitraukimą. Profesionali metalo liejimo gamykla su karšto izostatinio presavimo galimybe gali veiksmingai kontroliuoti vartų dizainą ir užpildymo parametrus, kad sumažintų tokią riziką iš šaltinio.
Dėl karšto izostatinio presavimo krosnies viduje esančio aušinimo gradiento dalys taip pat gali deformuotis. Jei detalės sienelės storis netolygus, plonesnė dalis atvės greičiau nei storesnė, o tai gali sukelti deformaciją. Šį reiškinį galima pastebėti ir terminio apdorojimo metu.
Metalinės įpurškimo formos dalys labai gerai reaguoja į karšto izostatinio presavimo procesą, nes dalių paviršiaus poringumas yra labai mažas, o poros, susidarančios dalių viduje, paprastai yra labai mažos. Skirtingai nuo liejimo slėginiu būdu, MIM pagamintose dalyse po karšto izostatinio presavimo beveik nėra įlenkimų, nors kartais šalia porų galima pastebėti nedidelę deformaciją. Jei dalyse atsiranda defektų po apdorojimo karštuoju izostatiniu presavimu, defektus sukeliančios poros dažniausiai atsiranda ne dėl mažų skylučių įpurškiamose dalyse, o dėl prastų karšto izostatinio presavimo sąlygų. Todėl reikia patikrinti formavimo sąlygas, o dalis prieš karštą izostatinį presavimą perpjauti, kad būtų galima nustatyti, ar nėra defektų, atsiradusių dėl formavimo sąlygų. Pasirinkus patyrusį metalo liejimo liejimą ir integruotų HIP sprendimų tiekėją, galima žymiai sumažinti po-proceso defektų skaičių.
Kitas praktinis klausimas yra tai, kad karšto izostatinio presavimo proceso metu detalės paviršius gali būti užterštas. Kadangi tiekėjai apdoroja įvairius lydinius karšto izostatinio presavimo įrenginiu, apdorojimo metu paviršius gali būti užterštas. Autorius pastebėjo titano ir hafnio užterštumą dalių paviršiuje po apdorojimo karštuoju izostatiniu presavimu, ir analizė parodė, kad to visiškai išvengti sunku. Detalių padengimas įrankinio plieno sluoksniu arba patikėjimas specializuotam medicininio - metalo liejimo HIP paslaugų teikėjui gali užkirsti kelią tokiam užteršimui arba jį sumažinti, kad atitiktų aviacijos ir medicinos prietaisų sertifikavimo reikalavimus.
Kai kurie žmonės teigia, kad kaitinant dalis esant atmosferos slėgiui arba vakuumui, gali atsiverti poros. Nors literatūroje tokių aprašymų retkarčiais pasirodo, autorius šio reiškinio nepastebėjo.
Karšto izostatinio presavimo proceso parametrų pavyzdžiai
Įprastos karšto izostatinio presavimo proceso sąlygos yra ribotos. Dauguma tiekėjų turi standartinius proceso srautus, kurių kintamieji yra temperatūra, slėgis ir laikas. Vykdant proceso srautą, specialiai nustatomas tas pats slėgis kartu su skirtingu laiku ir temperatūromis. 9.3 lentelėje išvardyti standartiniai karšto izostatinio presavimo proceso parametrai, kurie gali būti naudojami metalinėms įpurškimo formoms. Pirmaujantis precizinio metalo liejimo įpurškimo iki galo tiekėjas klientams paprastai teikia specifinius optimizuotus HIP parametrų paketus, kad užtikrintų partijos stabilumą.
9.3 lentelė Paprastųjų metalų įpurškimo{1}}dalių statinio karštojo izostatinio presavimo (HIP) proceso parametrai
| Medžiaga | Šildymo temperatūra / laipsnis | Slėgis / MPa | Laikymo laikas / val |
|---|---|---|---|
| Aliuminio lydinys (pvz., A335, A357, A201) | 510 | 100 | 2 |
| Minkštas magnetinis geležies lydinys | 900 | 100 | 2 |
| Įprastas anglinis plienas ir mažai legiruotas plienas | 1 065 | 100 | 4 |
| I serijos martensitinis nusodinimas{0}}kietėjantis nerūdijantis plienas (1N – 718 Rene77) | 1 185 | 100 | 4 |
| Kobalto{0}}bazinis lydinys (F75) | 1 220 | 100 | 4 |
| II serijos martensitinis kritulių{0}}kietėjantis lydinys (Mar – M247 Rene 125) | 1 185 | 175 | 4 |
Santrauka
Kadangi metalinėse liejinėse dalyse nėra atvirų porų, jas apdoroti galima naudoti karšto izostatinio presavimo technologiją. Pagerėja karšto izostatinio presavimo būdu apdorotų metalinių liejinių dalių našumas, tankis yra beveik 100%, grūdeliai žymiai auga, pagerėja skirtingų metalinių įpurškimo formų dalių matmenų nuoseklumas, pagerėja dalių poliravimas ir suvirinamumas. Įmonėms, ieškančioms didelio našumo-smulkių sudėtingų metalinių dalių, bendradarbiavimas su profesionaliu viso -proceso metalo liejimo ir karšto izostatinio presavimo gamintoju tapo pirmenybe siekiant geriausio našumo ir sąnaudų balanso.