1.Was ist hei?isostatisches Pressen?

HIP ist die Abkürzung für Hot Isostatic Pressing, eine isotrope Kompressions- und Verdichtungstechnologie des Zielmaterials durch Verwendung von Hochtemperatur- und Druckgas als Druck- und W?rmeübertragungsmedium (Hunderte bis 2000 ° C und ein isostatischer Druck von zehn bis 200 MPa). ）. Argon ist das am h?ufigsten verwendete Druckmedium.

Es wurde in den 1950er Jahren in den USA erfunden und wurde zum Formen, Sintern, Verbinden und Entfernen von Defekten verschiedener Materialien wie Metall, Hartmetall und Keramik verwendet.

Abb. 1 zeigt das Aussehen und Abb. 2 zeigt die Konfiguration von HIP-Ger?ten.

2.Unterschied zwischen Hüft- und Hei?pressen

Hei?pressen ist Hüfte sehr ?hnlich. Fr?sen, Schmieden und Strangpressen sind auch bei hoher Temperatur und hohem Druck anwendbar, aber im Gegensatz zum hei?isostatischen Pressen sind sie beim isostatischen Pressen nicht anwendbar.

Der offensichtlichste Unterschied zwischen Hüft- und Hei?pressen besteht darin, dass Hüfte Gasdruck verwendet, um isostatischen Druck auf Materialien auszuüben, w?hrend Hei?pressen nur einachsigen Druck ausübt.

Im Vergleich zum Hei?pressen kann Hüfte eine Materialform liefern, die sich nicht wesentlich von der ursprünglichen Form nach dem Pressen unterscheidet. Auch nach einer ?nderung der Form kann das Material seine ursprüngliche Form beibehalten und wird durch die Produktverarbeitung relativ weniger eingeschr?nkt. Durch die volle Nutzung dieser Eigenschaften wurde Hüfte in verschiedenen Bereichen eingesetzt.

Um den Unterschied zwischen hei?isostatischem Pressen und Hei?pressen deutlich zu machen, nehmen wir an, dass hei?isostatisches Pressen oder Hei?pressen auf Material a (Metall mit L?chern im Inneren) bzw. Material B (Metall mit unebenen Enden) angewendet wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt, schrumpft das Material a, wenn die Hüfttechnologie verwendet wird, und beh?lt seine ursprüngliche Form bei, bis die inneren Poren verschwinden und aufgrund des Diffusionseffekts kombiniert werden. Und das Material B ?ndert seine Form überhaupt nicht, weil ein gleichm??iger Druck auf die unebene Kante ausgeübt wird.

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird im Fall des Hei?pressens das Material a das gleiche Ph?nomen wie Hüfte aufweisen. Das Material B kann seine anf?ngliche ungleichm??ige Form nicht beibehalten, da der Druck nur auf den konvexen Abschnitt ausgeübt wird. Material a und Material B haben nach dem Hei?pressen je nach Form der verwendeten Matrizen und Stempel unterschiedliche Endformen. Die Anwendung der Hei?presstechnologie zur Herstellung gro?formatiger Produkte und Formteile ist auf die Ungleichm??igkeit zurückzuführen, die durch die Reibung mit der Form und die Begrenzung von Temperatur und Gr??e im Verformungsprozess verursacht wird.

3. Hip-Anwendungsmodus

Materialien müssen situationsgerecht behandelt werden. Zu den typischsten Methoden geh?ren die ?Kapselmethode“ und die ?Keine-Kapsel-Methode“.

Wie in der rechten Abbildung gezeigt, besteht die ?Kapselmethode“ darin, das Pulver oder den aus dem Pulver geformten Hauptk?rper in einer luftdichten Kapsel zu versiegeln und die Kapsel vor der Hüfte zu entleeren.

Dieses ?Kapselverfahren“ kann selbst für Materialien, die mit herk?mmlicher Sintertechnologie schwierig zu sintern sind, eine hohe Dichte bereitstellen. Daher wird es am h?ufigsten im Drucksinterverfahren von Pulvermaterialien verwendet. Es wird auch zum Diffusionsverbinden oder zur Hochdruckimpr?gnierung von verschiedenen Arten von Materialien verwendet.

Die folgende Tabelle fasst die Hauptmaterialien der kapselfreien Methode und die Temperatur / den Druck der Hüftbehandlung zusammen.

Wenn die Poren im Material isoliert, geschlossen und nicht mit der Materialoberfl?che verbunden sind, k?nnen diese Poren durch eine Hüftbehandlung zusammengedrückt und beseitigt werden. Andererseits wird auch nach einer Hüftbehandlung die mit der Materialoberfl?che verbundene ?ffnung nicht gequetscht. Daher kann die Hüftbehandlung von Materialien mit geschlossenen L?chern eine hohe Dichte des gesamten Materials bereitstellen.

Dieses Material ben?tigt keine Kapseln für die Hüfte, was als ?kapselfreie Methode“ bezeichnet wird. Dies wird verwendet, um Restporen auf gesinterten Teilen zu entfernen, innere Defekte von Gussteilen zu entfernen und durch Ermüdung oder Kriechen besch?digte Teile zu reparieren.

4. HIP konkrete Anwendungen

Hip ist in den folgenden Bereichen weit verbreitet:

(1) Drucksintern von Pulver

(2) Diffusionsverbinden verschiedener Materialarten

(3) Entfernen Sie die restlichen Poren in den gesinterten Teilen

(4) Beseitigung innerer Gussfehler

(5) Reparatur von durch Ermüdung oder Kriechen besch?digten Teilen

(6) Hochdruck-Tauchkarbonisierungsverfahren

Nehmen wir die Herstellung von Hartmetall als konkretes Beispiel für die Anwendung der Hüfttechnologie.

Hartmetall ist Stahl und anderen Metallen in der Z?higkeit unterlegen und sehr anf?llig für Defekte wie grobe Partikel und Poren. Um die natürlichen Eigenschaften dieser Materialien voll auszusch?pfen, ist es notwendig, diese inneren Defekte zu beseitigen, und Hüfte ist das effektivste Mittel, um diese Defekte zu beseitigen.

Da beim Sintern des Hartmetalls die flüssige Phase eines Metalls wie Kobalt als Bindephase verwendet wird, kann der gew?hnliche Sinterk?rper auf eine Dichte nahe der theoretischen Dichte kompaktiert werden. Allerdings sind im Sinterk?rper noch feine Poren vorhanden, die im Hartmetall eine verh?ngnisvolle Rolle spielen und unter dem unter normalen Bedingungen ertragbaren Druck brechen. Der Zweck des hei?isostatischen Pressens besteht darin, einige Poren im Sinterk?rper vollst?ndig zu beseitigen.

Tabelle 1 zeigt die ?nderungen der mechanischen Eigenschaften beim hei?isostatischen Pressen, und Fig. 3 zeigt das Weibull-Diagramm der Biegefestigkeit vor und nach dem hei?isostatischen Pressen.

Tabelle 1 Wirkung der HIP-Behandlung auf die mechanischen Eigenschaften von Hartmetall

Wie oben gezeigt, werden die Dichte und H?rte von Hartmetall durch die HIP-Behandlung nicht ver?ndert. Durch die Entfernung feiner Poren wird jedoch die Biegefestigkeit stark verbessert und die Festigkeitsstreuung wird sehr klein, um die Zuverl?ssigkeit zu erh?hen.