Problemi e informazioni correlate sul processo di pressatura isostatica a caldo (HIP).

Problemi e informazioni correlate sul processo di pressatura isostatica a caldo (HIP).

Problemi relativi al processo di pressatura isostatica a caldo

La pressatura isostatica a caldo apporta molti miglioramenti benefici alle proprietà dei materiali, ma le persone hanno espresso preoccupazione sui potenziali effetti negativi di questo processo, tra cui la deformazione delle parti, la potenziale contaminazione della superficie e le differenze di deformazione tra diversi lotti di parti. Per le aziende che cercano un fornitore affidabile di parti per stampaggio a iniezione di metalli o un fornitore di servizi di pressatura isostatica a caldo MIM, comprendere queste variabili è fondamentale per ottenere componenti costanti ad alte-prestazioni.

Come accennato in precedenza, la pressatura isostatica a caldo può portare la densità delle parti metalliche stampate a iniezione vicino al 100%. Tuttavia, nel processo di stampaggio a iniezione, le fasi precedenti del processo possono causare gradienti di densità nelle parti. Ad esempio, le inclusioni nella posizione del punto di accesso possono portare a densità diverse in posizioni diverse nella parte. Il contenuto di particelle di polvere è maggiore vicino al punto di iniezione, mentre nelle aree lontane dal punto di iniezione il contenuto di particelle di polvere è inferiore a causa della minore pressione di stampaggio. Se tali gradienti di densità esistono durante il processo di sinterizzazione, l'area vicino al punto di accesso si restringerà più dell'area lontana dal punto di accesso e questa differenza di ritiro sarà ulteriormente amplificata durante il processo di pressatura isostatica a caldo, con aree a bassa-densità che si restringono più delle aree ad alta-densità, portando alla deformazione della parte e al ritiro anisotropo. Una fabbrica professionale di stampaggio a iniezione di metalli con capacità di pressatura isostatica a caldo può controllare efficacemente la progettazione del cancello e i parametri di riempimento per ridurre al minimo tali rischi dalla fonte.

A causa del gradiente di raffreddamento all'interno del forno di pressatura isostatica caldo, le parti possono anche deformarsi. Se lo spessore della parete della parte non è uniforme, la parte più sottile si raffredderà più velocemente di quella più spessa, provocandone la deformazione. Questo fenomeno può essere osservato anche durante il trattamento termico.

Le parti metalliche stampate a iniezione rispondono molto bene al processo di pressatura isostatica a caldo perché la porosità superficiale delle parti è molto bassa e i pori generati all'interno delle parti sono generalmente molto piccoli. A differenza della pressofusione, le parti prodotte da MIM non presentano quasi ammaccature dopo il trattamento di pressatura isostatica a caldo, anche se a volte si può osservare una leggera deformazione in prossimità dei pori. Se compaiono difetti nelle parti dopo il trattamento di pressatura isostatica a caldo, i pori che causano i difetti solitamente non provengono dai piccoli fori presenti nelle parti iniettate, ma sono più probabilmente causati da cattive condizioni di pressatura isostatica a caldo. Pertanto, le condizioni di formatura dovrebbero essere controllate e le parti prima della pressatura isostatica a caldo dovrebbero essere sezionate per determinare se sono presenti difetti causati dalle condizioni di formatura. La scelta di un fornitore esperto di stampaggio a iniezione di metalli e di soluzioni integrate HIP può ridurre significativamente il tasso di difetti post-processo.

Un altro problema pratico è che durante il processo di pressatura isostatica a caldo, la superficie del pezzo potrebbe essere contaminata. Poiché i fornitori lavorano una varietà di leghe in apparecchiature di pressatura isostatica a caldo, durante la lavorazione potrebbe verificarsi una contaminazione superficiale. L'autore ha osservato la contaminazione di titanio e afnio sulla superficie delle parti dopo il trattamento di pressatura isostatica a caldo e l'analisi ha dimostrato che ciò è difficile da evitare completamente. Rivestire le parti con uno strato di acciaio per utensili o affidarsi a un fornitore di servizi HIP dedicato allo stampaggio a iniezione di metalli di grado medico- può prevenire tale contaminazione o ridurla al minimo per soddisfare i requisiti di certificazione dei dispositivi medici e aerospaziali.

Alcune persone sostengono che il riscaldamento delle parti sotto pressione atmosferica o sotto vuoto può produrre pori aperti. Sebbene tali descrizioni appaiano occasionalmente in letteratura, l'autore non ha osservato questo fenomeno.

Esempi di parametri del processo di pressatura isostatica a caldo

Le condizioni tipiche del processo di pressatura isostatica a caldo sono limitate. La maggior parte dei fornitori dispone di flussi di processo standard, in cui le variabili sono temperatura, pressione e tempo. Quando si esegue il flusso di processo, la stessa pressione viene impostata in modo speciale insieme a tempi e temperature diversi. La Tabella 9.3 elenca i parametri standard del processo di pressatura isostatica a caldo che possono essere utilizzati per le parti metalliche stampate a iniezione. I principali fornitori chiavi in ​​mano di stampaggio a iniezione di metalli di precisione forniscono solitamente ai clienti pacchetti di parametri HIP ottimizzati-specifici per il materiale per garantire la stabilità del lotto.

Tabella 9.3 Parametri di processo per la pressatura isostatica a caldo statica (HIP) di parti stampate a iniezione di metalli comuni-

Riepilogo

Poiché le parti metalliche stampate a iniezione non contengono pori aperti, per trattarle è possibile utilizzare la tecnologia di pressatura isostatica a caldo. Le prestazioni delle parti metalliche stampate a iniezione trattate mediante pressatura isostatica a caldo sono migliorate, la densità è vicina al 100%, i grani crescono in modo significativo, la consistenza dimensionale tra diversi lotti di parti metalliche stampate a iniezione è migliorata e la lucidabilità e saldabilità delle parti sono migliorate. Per le aziende alla ricerca di parti metalliche piccole e complesse ad alte-prestazioni, la collaborazione con un produttore professionale di stampaggio a iniezione di metalli a processo completo-e pressatura isostatica a caldo è diventata la soluzione preferita per ottenere il massimo equilibrio tra prestazioni e costi.