1. ép ??ng áp nóng là gì?

HIP là tên vi?t t?t c?a Hot Isostatic Press, là m?t c?ng ngh? nén và nén ??ng h??ng c?a v?t li?u b?ng cách s? d?ng khí áp su?t và nhi?t ?? cao làm m?i ch?t truy?n áp su?t và nhi?t （hàng tr?m ??n 2000 ℃ và áp su?t ??ng áp t? hàng ch?c ??n 200 MPa ）. Argon là ph??ng ti?n áp su?t ???c s? d?ng ph? bi?n nh?t.

Nó ???c phát minh t?i Hoa K? vào nh?ng n?m 1950 và ???c s? d?ng ?? t?o hình, nung k?t, n?i và lo?i b? các khuy?t t?t c?a các v?t li?u khác nhau nh? kim lo?i, cacbua xi m?ng và g?m s?.

Hình 1 cho th?y s? xu?t hi?n và Hình 2 cho th?y c?u hình c?a thi?t b? HIP.

2. S? khác bi?t gi?a ép h?ng và ép nóng

?n nóng r?t gi?ng v?i h?ng. Phay, rèn và ?ùn c?ng có th? áp d?ng cho nhi?t ?? cao và áp su?t cao, nh?ng kh?ng gi?ng nh? ph??ng pháp ép ??ng nhi?t nóng, chúng kh?ng ???c áp d?ng cho ph??ng pháp ép ??ng áp.

S? khác bi?t r? ràng nh?t gi?a ép h?ng và ép nóng là h?ng s? d?ng áp su?t khí ?? t?o áp su?t ??ng áp lên v?t li?u, trong khi ép nóng ch? áp d?ng áp su?t ??n tr?c.

So v?i ép nóng, h?ng có th? t?o ra hình d?ng v?t li?u kh?ng khác nhi?u so v?i hình d?ng ban ??u sau khi ép. Ngay c? sau khi thay ??i hình d?ng, v?t li?u v?n có th? gi? nguyên hình d?ng ban ??u và t??ng ??i ít b? h?n ch? b?i quá trình x? ly s?n ph?m. B?ng cách t?n d?ng tri?t ?? nh?ng ??c ?i?m này, hip ?? ???c ?ng d?ng trong nhi?u l?nh v?c khác nhau.

?? gi?i thích r? ràng s? khác bi?t gi?a ph??ng pháp ép ??ng nhi?t nóng và ph??ng pháp ép nóng, chúng ta gi? ??nh r?ng ph??ng pháp ép ??ng nhi?t nóng ho?c ph??ng pháp ép nóng ???c áp d?ng cho v?t li?u a (kim lo?i có l? bên trong) và v?t li?u B (kim lo?i có các ??u kh?ng ??ng ??u), t??ng ?ng.

Nh? trong Hình 3, n?u s? d?ng c?ng ngh? h?ng, v?t li?u a s? co l?i và gi? nguyên hình d?ng ban ??u cho ??n khi các l? r?ng bên trong bi?n m?t và ???c k?t h?p l?i do hi?u ?ng khu?ch tán. Và v?t li?u B s? kh?ng thay ??i hình d?ng c?a nó b?i vì m?t áp su?t ??ng nh?t ???c áp d?ng lên c?nh kh?ng ??u.

Nh? trong hình 4, trong tr??ng h?p ép nóng, v?t li?u a s? xu?t hi?n hi?n t??ng gi?ng nh? h?ng. V?t li?u B kh?ng th? duy trì hình d?ng kh?ng ??ng ??u ban ??u vì áp su?t ch? ???c tác ??ng lên ph?n l?i. V?t li?u a và v?t li?u B s? có hình d?ng cu?i cùng khác nhau sau khi ép nóng, tùy thu?c vào hình d?ng c?a khu?n d?p và khu?n ??t ???c s? d?ng. Vi?c áp d?ng c?ng ngh? ép nóng ?? ch? t?o các s?n ph?m có kích th??c l?n và các chi ti?t ?úc là do s? kh?ng ??ng nh?t do ma sát v?i khu?n và s? h?n ch? c?a nhi?t ?? và kích th??c trong quá trình bi?n d?ng.

3.Hip ch? ?? ?ng d?ng

V?t li?u c?n ???c x? ly tùy theo tình hình. Các ph??ng pháp ?i?n hình nh?t bao g?m “ph??ng pháp viên nang” và “ph??ng pháp kh?ng viên nang”.

Nh? th? hi?n trong hình bên ph?i, "ph??ng pháp viên nang" là ?? niêm phong b?t ho?c ph?n than chính ???c ?úc t? b?t trong m?t viên nang kín khí và làm r?ng viên nang tr??c h?ng.

“Ph??ng pháp viên nang” này có th? cung c?p m?t ?? cao ngay c? ??i v?i các v?t li?u khó thiêu k?t b?ng c?ng ngh? thiêu k?t th?ng th??ng. Do ?ó, nó ???c s? d?ng ph? bi?n nh?t trong quá trình thiêu k?t áp l?c c?a v?t li?u d?ng b?t. Nó c?ng ???c s? d?ng ?? liên k?t khu?ch tán ho?c cacbon hóa(chǎn) ngam t?m áp su?t cao c?a các lo?i v?t li?u khác nhau.

B?ng sau ?ay tóm t?t các v?t li?u chính c?a ph??ng pháp kh?ng viên nang và nhi?t ?? / áp su?t x? ly vùng h?ng.

N?u các l? r?ng trong v?t li?u b? c? l?p, ?óng kín và kh?ng k?t n?i v?i b? m?t v?t li?u, các l? r?ng này có th? b? ép và lo?i b? b?ng cách x? ly h?ng. M?t khác, ngay c? sau khi x? ly kh?p háng, l? n?i v?i b? m?t v?t li?u v?n kh?ng b? ép ch?t. Do ?ó, x? ly h?ng c?a v?t li?u có l? ?óng có th? cung c?p m?t ?? cao c?a toàn b? v?t li?u.

V?t li?u này kh?ng yêu c?u viên nang cho h?ng, ???c g?i là "ph??ng pháp kh?ng viên nang". ?i?u này ???c s? d?ng ?? lo?i b? các l? r?ng còn sót l?i trên các b? ph?n thiêu k?t, lo?i b? các khuy?t t?t bên trong c?a v?t ?úc, và s?a ch?a các b? ph?n b? h? h?ng do m?i ho?c r?o.

4. ?ng d?ng c? th? HIP

Hip ???c s? d?ng r?ng r?i trong các l?nh v?c sau:

(1) thiêu k?t b?t b?ng áp su?t

(2) liên k?t khu?ch tán c?a các lo?i v?t li?u khác nhau

(3) lo?i b? các l? r?ng còn sót l?i trong các b? ph?n thiêu k?t

(4) lo?i b? các khuy?t t?t bên trong c?a v?t ?úc

(5) s?a ch?a các b? ph?n b? m?i ho?c b? r?o

(6) ph??ng pháp cacbon hóa(chǎn) ngam áp su?t cao

H?y l?y vi?c s?n xu?t cacbua xi m?ng làm ví d? c? th? v? vi?c áp d?ng c?ng ngh? hip.

Cacbua xi m?ng kém h?n thép và các kim lo?i khác v? ?? d?o dai, và r?t d? b? các khuy?t t?t nh? h?t th? và l? r?ng. ?? t?n d?ng h?t các ??c tính t? nhiên c?a các v?t li?u này, c?n ph?i lo?i b? các khuy?t t?t bên trong, và h?ng là ph??ng ti?n h?u hi?u nh?t ?? lo?i b? các khuy?t t?t này.

Vì pha l?ng c?a kim lo?i nh? coban ???c s? d?ng làm pha k?t dính khi thiêu k?t cacbua ?? xi m?ng, nên th? thiêu k?t th?ng th??ng có th? ???c nén ch?t ??n m?t ?? g?n v?i m?t ?? ly thuy?t. Tuy nhiên, v?n có nh?ng l? x?p m?n trong ph?n than thiêu k?t, ?óng vai trò gay t? vong cho cacbua k?t dính và v? ra d??i áp l?c có th? sinh ra trong ?i?u ki?n bình th??ng. M?c ?ích c?a quá trình ép ??ng nhi?t nóng là ?? lo?i b? hoàn toàn m?t s? l? chan l?ng trong c? th? thiêu k?t.

B?ng 1 cho th?y s? thay ??i c?a các ??c tính c? h?c khi ép ??ng nhi?t nóng, và Hình 3 cho th?y bi?u ?? Weibull v? ?? b?n u?n tr??c và sau khi ép ??ng nhi?t nóng.

B?ng 1 ?nh h??ng c?a vi?c x? ly HIP ??n các tính ch?t c? h?c c?a cacbua xi m?ng

Nh? ?? trình bày ? trên, m?t ?? và ?? c?ng c?a cacbua xi m?ng kh?ng b? thay ??i khi x? ly b?ng HIP. Tuy nhiên, b?ng cách lo?i b? các l? x?p m?n, ?? b?n u?n ???c c?i thi?n ?áng k? và s? phan tán ?? b?n tr? nên r?t nh? ?? t?ng ?? tin c?y.