1. S?cak izostatik presleme nedir?

HIP, bir bas?n? ve ?s? ileten ortam olarak yüksek s?cakl?k ve bas?n?l? gaz kullan?larak nesnel malzemenin izotropik bir s?k??t?rma ve s?k??t?rma teknolojisi olan S?cak ?zostatik Preslemenin k?saltmas?d?r (yüzlerce ila 2000 ℃ ve onlarca ila 200 MPa izostatik bas?n?) ）. Argon en yayg?n olarak kullan?lan bas?n? ortam?d?r.

1950'li y?llarda ABD'de icat edilmi? ve metal, sinterlenmi? karbür ve seramik gibi ?e?itli malzemelerin ?ekillendirilmesi, sinterlenmesi, birle?tirilmesi ve kusurlar?n?n giderilmesi i?in kullan?lm??t?r.

?ekil 1, g?rünümü g?sterir ve ?ekil 2, HIP ekipman?n?n konfigürasyonunu g?sterir.

2. Kal?a ve s?cak presleme aras?ndaki fark

S?cak presleme kal?aya ?ok benzer. Frezeleme, d?vme ve ekstrüzyon da yüksek s?cakl?k ve yüksek bas?n? i?in ge?erlidir, ancak s?cak izostatik preslemenin aksine izostatik presleme i?in ge?erli de?ildir.

Kal?a ve s?cak presleme aras?ndaki en belirgin fark, kal?an?n malzemelere izostatik bas?n? uygulamak i?in gaz bas?nc?n? kullanmas?, s?cak preslemenin ise yaln?zca tek eksenli bas?n? uygulamas?d?r.

S?cak presleme ile kar??la?t?r?ld???nda, kal?a, preslemeden sonra ilk ?eklinden ?ok farkl? olmayan bir malzeme ?ekli sa?layabilir. ?ekli de?i?tirdikten sonra bile malzeme orijinal ?eklini koruyabilir ve ürün i?leme ile nispeten daha az k?s?tlan?r. Bu ?zelliklerden tam anlam?yla yararlan?larak kal?a ?e?itli alanlarda uygulanm??t?r.

S?cak izostatik presleme ile s?cak presleme aras?ndaki fark? net bir ?ekilde a??klamak i?in, s?ras?yla a malzemesine (i?inde delik olan metal) ve B malzemesine (u?lar? düzgün olmayan metal) s?cak izostatik preslemenin veya s?cak preslemenin uyguland???n? varsay?yoruz.

?ekil 3'te g?sterildi?i gibi, e?er kal?a teknolojisi kullan?l?rsa, a malzemesi büzülecek ve i? g?zenekler yok olana ve difüzyon etkisiyle birle?ene kadar ilk ?eklini koruyacakt?r. Ve B malzemesi, düzgün olmayan kenara e?it bir bas?n? uyguland??? i?in ?eklini hi? de?i?tirmeyecektir.

?ekil 4'te g?sterildi?i gibi, s?cak presleme durumunda, a malzemesi kal?a ile ayn? fenomende g?rünecektir. B malzemesi ba?lang??taki düzgün olmayan ?eklini koruyamaz ?ünkü bas?n? sadece d??bükey k?sma uygulan?r. Malzeme a ve malzeme B, kullan?lan kal?plar?n ve z?mbalar?n ?ekillerine ba?l? olarak, s?cak preslemeden sonra farkl? nihai ?ekillere sahip olacakt?r. Büyük ?l?ekli ürünler ve kal?planm?? par?alar üretmek i?in s?cak presleme teknolojisinin uygulanmas?, kal?pla sürtünmenin neden oldu?u düzensizlikten ve deformasyon sürecinde s?cakl?k ve boyutun s?n?rland?r?lmas?ndan kaynaklanmaktad?r.

3. Kal?a uygulama modu

Malzemelerin duruma g?re i?lenmesi gerekir. En tipik y?ntemler “kapsül y?ntemi” ve “kapsülsüz y?ntem”dir.

Sa?daki ?ekilde g?sterildi?i gibi, “kapsül y?ntemi”, tozun veya tozdan kal?planan ana g?vdenin hava ge?irmez bir kapsül i?inde s?zd?rmaz hale getirilmesi ve kapsülün kal?adan ?nce bo?alt?lmas?d?r.

Bu "kapsül y?ntemi", s?radan sinterleme teknolojisi ile sinterlenmesi zor olan malzemeler i?in bile yüksek yo?unluk sa?layabilir. Bu nedenle, en yayg?n olarak toz malzemelerin bas?n?l? sinterleme i?leminde kullan?l?r. Ayn? zamanda farkl? tipteki malzemelerin difüzyonla ba?lanmas? veya yüksek bas?n?l? emprenye karbonizasyonu i?in de kullan?l?r.

A?a??daki tablo, kapsülsüz y?ntemin ana materyallerini ve kal?a tedavisi s?cakl???/bas?nc? ?zetlemektedir.

Malzemedeki g?zenekler izole, kapal? ve malzeme yüzeyine ba?l? de?ilse kal?a i?lemi ile bu g?zenekler s?k??t?r?l?p yok edilebilir. ?te yandan, kal?a tedavisinden sonra bile malzeme yüzeyine ba?l? olan a??kl?k s?k?lmaz. Bu nedenle, kapal? deliklere sahip malzemelerin kal?a i?lemi, tüm malzemenin yüksek yo?unlu?unu sa?layabilir.

Bu malzeme, “kapsülsüz y?ntem” olarak adland?r?lan kal?a i?in kapsül gerektirmez. Bu, sinterlenmi? par?alardaki art?k g?zenekleri gidermek, d?kümlerin i? kusurlar?n? gidermek ve yorulma veya sürünme nedeniyle hasar g?rmü? par?alar? onarmak i?in kullan?l?r.

4.HIP beton uygulamalar?

Kal?a a?a??daki alanlarda yayg?n olarak kullan?lmaktad?r:

(1) tozun bas?n?l? sinterlenmesi

(2) farkl? malzeme türlerinin difüzyonla ba?lanmas?

(3) sinterlenmi? par?alardaki art?k g?zenekleri ??kar?n

(4) d?kümlerin i? kusurlar?n?n giderilmesi

(5) yorulma veya sürünme hasarl? par?alar?n onar?m?

(6) yüksek bas?n?l? dald?rma karbonizasyon y?ntemi

Kal?a teknolojisinin uygulanmas?na ?zel bir ?rnek olarak semente karbür üretimini ele alal?m.

Semente karbür, tokluk a??s?ndan ?elik ve di?er metallerden daha dü?üktür ve kaba par?ac?klar ve g?zenekler gibi kusurlara kar?? ?ok hassast?r. Bu malzemelerin do?al ?zelliklerinden tam olarak yararlanabilmek i?in bu i? kusurlar?n giderilmesi gerekir ve kal?a bu kusurlar? gidermenin en etkili yoludur.

Kobalt gibi bir metalin s?v? faz?, sinterlenmi? karbür sinterlenirken ba?lay?c? faz olarak kullan?ld???ndan, s?radan sinterlenmi? g?vde teorik yo?unlu?a yak?n bir yo?unlu?a s?k??t?r?labilir. Bununla birlikte, sinterlenmi? g?vdede, sinterlenmi? karbürde ?lümcül bir rol oynayan ve normal ko?ullar alt?nda ta??nabilecek bas?n? alt?nda k?r?lan ince g?zenekler vard?r. S?cak izostatik preslemenin amac?, sinterlenmi? g?vdedeki baz? g?zenekleri tamamen ortadan kald?rmakt?r.

Tablo 1, s?cak izostatik presleme alt?nda mekanik ?zelliklerin de?i?imini g?sterir ve ?ekil 3, s?cak izostatik preslemeden ?nce ve sonra bükülme mukavemetinin Weibull diyagram?n? g?sterir.

Tablo 1 HIP i?leminin semente karbürün mekanik ?zellikleri üzerindeki etkisi

Yukar?da g?sterildi?i gibi, semente karbürün yo?unlu?u ve sertli?i HIP i?lemiyle de?i?mez. Bununla birlikte, ince g?zeneklerin giderilmesiyle, e?ilme mukavemeti büyük ?l?üde iyile?tirilir ve mukavemetteki da??l?m, güvenilirli?i art?rmak i?in ?ok kü?ük olur.