Для гарячого пресування використовується контрольована послідовність тиску та температури. Часто тиск застосовується після певного нагрівання, оскільки застосування тиску при більш низьких температурах може мати несприятливий вплив на деталь та інструмент. Температури гарячого пресування на кілька сотень градусів нижчі, ніж звичайні температури спікання. І майже повне ущільнення відбувається швидко. Швидкість процесу, а також необхідна нижча температура, природно, обмежують кількість росту зерна.
Пов’язаний із цим метод, спікання плазмовим спіканням (SPS), забезпечує альтернативу зовнішнім резистивним та індуктивним режимам нагрівання. У SPS зразок, як правило, порошок або попередньо ущільнена зелена частина, завантажується в графітову матрицю з графітовими пуансонами у вакуумній камері та подається імпульсний струм постійного струму через пуансони, як показано на малюнку 5.35b, при цьому застосовується тиск. Струм спричиняє нагрівання Джоуля, що швидко підвищує температуру зразка. Вважається, що струм також викликає утворення плазмового або іскрового розряду в поровому просторі між частинками, що має ефект очищення поверхонь частинок і посилення спікання. Утворення плазми важко перевірити експериментально, і це тема, що обговорюється. Показано, що метод СФС є дуже ефективним для ущільнення різноманітних матеріалів, включаючи метали та кераміку. Згущення відбувається при нижчій температурі і завершується швидше, ніж інші методи, що часто призводить до дрібнозернистих мікроструктур.
Гаряче ізостатичне пресування (HIP). Гаряче ізостатичне пресування - це одночасне застосування тепла та гідростатичного тиску для ущільнення та ущільнення порошку компактом або його частиною. Процес аналогічний холодному ізостатичному пресуванню, але з підвищеною температурою та газом, що передає тиск на деталь. Поширені інертні гази, такі як аргон. Порошок ущільнюється в контейнері або балончику, який виконує роль деформованого бар’єру між газом, що знаходиться під тиском, і деталлю. В якості альтернативи, частина, яка була ущільнена і попередньо згладжена до точки закриття пір, може бути HIPed в “безконтейнерному” процесі. HIP використовується для досягнення повного згущення в порошковій металургії. і керамічна обробка, а також деяке застосування при ущільненні виливків. Метод особливо важливий для важко ущільнювальних матеріалів, таких як вогнетривкі сплави, суперсплави та неоксидна кераміка.
Технологія контейнера та інкапсуляції має важливе значення для процесу HIP. Прості контейнери, такі як циліндричні металеві банки, використовуються для щільної заготовки порошку сплаву. Складні фігури створюються за допомогою контейнерів, що відображають кінцеву геометрію деталей. Матеріал контейнера обраний герметичним та деформованим в умовах тиску та температури в процесі HIP. Контейнерні матеріали також не повинні реагувати з порошком і легко видалятися. Для порошкової металургії поширені ємності, виготовлені із сталевих листів. Інші варіанти включають скло та пористу кераміку, вбудовану у вторинну металеву банку. Капсуляція скляних порошків та попередньо сформованих деталей є загальним явищем у керамічних процесах HIP. Наповнення та евакуація контейнера є важливим етапом, який зазвичай вимагає спеціальних кріплень на самому контейнері. Деякі процеси евакуації відбуваються при підвищеній температурі.
Ключовими компонентами системи для HIP є посудина під тиском з нагрівачами, обладнання для нагнітання та подачі газу та електроніка управління. Рисунок 5.36 показує приклад схеми встановлення HIP. Існує два основних режими роботи процесу HIP. У режимі гарячого завантаження контейнер попередньо нагрівається зовні посудини під тиском, а потім завантажується, нагрівається до необхідної температури та знаходиться під тиском. У режимі холодного завантаження контейнер поміщають у посудину під тиском при кімнатній температурі; тоді починається цикл нагрівання та тиску. Тиск у діапазоні 20–300 МПа та температура в діапазоні 500–2000 ° C є загальними.
Час публікації: листопад-17-2020