1.熱間靜水圧プレスとは？

HIPとは、Hot Isostatic Pressingの略で、高溫高圧のガスを圧力?熱伝達(dá)媒體（數(shù)百～2000℃、靜水圧：數(shù)十～200MPa）として対象物を等方的に圧縮?成形する技術(shù)です。 ）。アルゴンは、最も一般的に使用される圧力媒體です。

1950年代にアメリカで発明され、金屬、超硬合金、セラミックスなど様々な素材の成形、焼結(jié)、接合、欠陥除去に使用されてきました。

HIP裝置の外観を図1、構(gòu)成を図2に示します。

2.ヒッププレスとホットプレスの違い

ホットプレスはヒップとよく似ています。フライス加工、鍛造、押し出しも高溫高圧に適用できますが、熱間靜水圧プレスとは異なり、靜水圧プレスには適用できません。

ヒッププレスとホットプレスの最も明白な違いは、ヒッププレスは気體圧力を使用して材料に靜水圧を適用するのに対し、ホットプレスは一軸圧力のみを適用することです。

ホットプレスと比較して、ヒップはプレス後の初期形狀とあまり変わらない素材形狀を提供できます。形を変えても元の形を保つことができ、製品加工による制約が比較的少ない素材です。これらの特徴を生かし、ヒップは様々な分野に応用されています。

熱間靜水圧プレスと熱間プレスの違いを分かりやすく説明するために、材料a（內(nèi)部に穴のある金屬）と材料B（端部が凸凹している金屬）にそれぞれ熱間靜水圧プレスまたは熱間プレスを適用するとします。

図 3 に示すように、ヒップ テクノロジーを使用すると、材料 a は収縮し、拡散効果によって內(nèi)部の気孔が消失して結(jié)合するまで、初期の形狀を維持します。また、素材Bは凹凸のあるエッジに均一な圧力がかかるため、形狀がまったく変化しません。

図4に示すように、ホットプレスの場合、素材aはヒップと同じ現(xiàn)象が現(xiàn)れます。材料Ｂは、凸部のみに圧力がかかるため、初期の凹凸形狀を維持できない。素材aと素材Bは、使用するダイスとパンチの形狀によって、ホットプレス後の最終形狀が異なります。大型製品や成形部品を製造するためのホットプレス技術(shù)の適用は、金型との摩擦によって引き起こされる不均一性と、変形プロセスにおける溫度とサイズの制限によるものです。

3.ヒップアプリモード

材料は狀況に応じて処理する必要があります。最も代表的な方法として、「カプセル法」と「カプセルなし法」があります。

「カプセル法」とは、右図のように粉體または粉體から成型した本體を気密性の高いカプセルに封入し、ヒップの前でカプセルを空にする方法です。

この「カプセル法」は、通常の焼結(jié)技術(shù)では焼結(jié)が困難な素材でも高密度化が可能です。したがって、粉末材料の加圧焼結(jié)プロセスで最も一般的に使用されます。また、異種材料の拡散接合や高圧含浸炭化にも使用されます。

カプセルフリー法の主な材料と股関節(jié)治療の溫度?圧力を以下の表にまとめました。

素材の気孔が孤立して閉じていて、素材の表面につながっていない場合、これらの気孔は股関節(jié)処理によって圧迫され、除去される可能性があります。一方、ヒップ処理後も素材面につながる開口部は圧迫されません。そのため、穴が閉じている素材をヒップ処理することで、素材全體の高密度化が可能です。

この素材は、「カプセルフリー製法」と呼ばれるヒップ用のカプセルを必要としません。これは、焼結(jié)部品の殘留気孔の除去、鋳物の內(nèi)部欠陥の除去、および疲労やクリープによって損傷した部品の修復(fù)に使用されます。

4.HIPコンクリートの用途

ヒップは、次の分野で広く使用されています。

(1)粉末の加圧焼結(jié)

(2) 異種材料の拡散接合

(3) 焼結(jié)部品の殘留気孔を除去する

(4)鋳物の內(nèi)部欠陥の除去

(5) 疲労またはクリープ損傷した部品の修理

(6)高圧浸漬炭化法

ヒップテクノロジーの具體的な応用例として、超硬合金の製造を考えてみましょう。

超硬合金は鋼などの金屬に比べて靭性が劣り、粗大粒子や気孔などの欠陥が非常に生じやすい。これらの素材本來の特性を十分に活かすためには、これらの內(nèi)部欠陥を取り除く必要があり、ヒップはこれらの欠陥を除去するための最も有効な手段です。

超硬合金を焼結(jié)する際、結(jié)合相としてコバルトなどの金屬の液相を用いるため、通常の焼結(jié)體は理論密度に近い密度まで圧縮することができる。しかし、焼結(jié)體にはまだ微細(xì)な気孔があり、超硬合金では致命的な役割を果たし、通常の狀態(tài)で耐えられる圧力で破壊されます。熱間靜水圧プレスの目的は、焼結(jié)體の気孔を完全に除去することです。

表1に熱間靜水圧プレスによる機(jī)械的性質(zhì)の変化を、図3に熱間靜水圧プレス前後の曲げ強(qiáng)度のワイブル線図を示します。

表1 超硬合金の機(jī)械的性質(zhì)に及ぼすHIP処理の影響

以上のように、超硬合金の密度や硬さはHIP処理によって変化しません。しかし、細(xì)孔の除去により、曲げ強(qiáng)度が大幅に向上し、強(qiáng)度のバラツキが非常に小さくなり、信頼性が向上します。