Quali sono i vantaggi della pressatura isostatica a caldo (HIP)?

Quali sono i vantaggi della pressatura isostatica a caldo (HIP)?

Vantaggi del processo di pressatura isostatica a caldo

Il motivo principale per utilizzare la pressatura isostatica a caldo è eliminare i pori per migliorare le proprietà meccaniche dei metalli; come accennato in precedenza, la densità di sinterizzazione intrinseca ottenuta mediante stampaggio a iniezione del metallo è sufficientemente elevata. Fatta eccezione per una piccola quantità di pori superficiali, tutti i pori all'interno della parte sono chiusi, quindi la densificazione può essere ottenuta senza utilizzare polvere di riempimento, che è la pratica convenzionale per la produzione di billette di acciaio pressate isostatiche a caldo. Per le aziende che cercano affidabilitàFornitore di soluzioni di pressatura isostatica a caldo MIM, la pressatura isostatica a caldo può migliorare significativamente le prestazioni del prodotto finale; densifica le parti, conferendo così alle parti migliori prestazioni, dimensioni più uniformi, migliore finitura superficiale e riduce la probabilità di generare pori aperti durante la lucidatura. La Figura 9.2 mostra la microstruttura (a) di una parte stampata a iniezione di metallo 316L sinterizzato a 1 350 gradi e la microstruttura (b) sotto pressatura isostatica a caldo a 105 MPa e 1 100 gradi. Dalla figura si può vedere che i pori del materiale scompaiono dopo la pressatura isostatica a caldo e i grani crescono. È stata osservata una crescita del grano anche nelle parti metalliche stampate a iniezione di 17-4PH SS e F2886. LaGoy ha riferito che la dimensione dei grani è aumentata da 5 a 6 volte, e Sago ha riferito che la dimensione dei grani è aumentata di 3 volte.

La pressatura isostatica a caldo può densificare i materiali che non contengono pori aperti. La Figura 9.3 mostra i pori non-densificabili e densificabili.

Un altro vantaggio del post-trattamento con pressatura isostatica a caldo su parti metalliche stampate a iniezione è la migliore uniformità dimensionale delle parti. Poiché la pressatura isostatica a caldo può raggiungere la massima densità delle parti, la variazione dimensionale complessiva tra le parti dopo la pressatura isostatica a caldo sarà molto ridotta. Questo vantaggio è stato ampiamente adottato daproduttore di parti di precisione per stampaggio a iniezione di metallinella produzione di massa. Una tecnica di sinterizzazione comune consiste nel sinterizzare più parti in un forno batch. Poiché la distribuzione della temperatura in un forno di sinterizzazione batch varia dal bordo dell'area di lavoro al centro dell'area di lavoro, se il grado di densificazione della parte situata al centro raggiunge il 98%, mentre il grado di densificazione della parte al bordo può essere del 96%, ci sarà una differenza dimensionale tra le due parti. Se entrambe le parti vengono inserite in un forno di pressatura isostatica a caldo, il grado di densificazione di entrambe le parti dopo il trattamento sarà vicino al 100% e le dimensioni finali saranno più vicine.

Il trattamento di pressatura isostatica a caldo sulle parti stampate ad iniezione può migliorare le proprietà meccaniche delle parti stampate ad iniezione. Una regola empirica nello stampaggio di polveri metalliche è che all'aumentare della densità, le prestazioni delle parti miglioreranno, la durezza, la resistenza allo snervamento (YS) e la resistenza alla trazione finale (UTS) saranno tutti migliorati in una certa misura, ma i miglioramenti più significativi sono le proprietà dinamiche delle parti, come allungamento, resistenza alla fatica e resistenza agli urti, che sono facilmente influenzate da difetti microstrutturali e queste proprietà sono notevolmente migliorate dopo il trattamento di pressatura isostatica a caldo. Moltifornitore di componenti MIM ad alte-prestazionielencano il MIM-HIP come processo standard per le parti di grado aerospaziale e medico-. La Tabella 9.2 mostra il confronto delle proprietà meccaniche delle parti MIM e MIM-HIP.

Tabella 9.2 Confronto delle proprietà meccaniche delle parti MIM e MIM/HIP

Oltre a migliorare le proprietà del materiale, il processo di pressatura isostatica a caldo migliora anche la lucidabilità della superficie del pezzo. La lucidatura è un processo di rimozione del materiale dalla superficie di una parte, che può essere rimosso mediante lucidatura meccanica o elettrolucidatura. Poiché il materiale viene continuamente rimosso, una parte del materiale verrà esposta. Se sono presenti pori sotto la superficie del pezzo, i pori verranno esposti dopo la lucidatura, risultando in una superficie irregolare. I pori esposti vengono facilmente ostruiti dai mezzi di lucidatura (solventi o altri contaminanti) e possono portare a una diminuzione della qualità della superficie e alla potenziale contaminazione della parte. Se la parte viene sottoposta a pressatura isostatica a caldo prima della lucidatura, non ci saranno pori sulla superficie della parte trattata, l'integrità della superficie sarà notevolmente migliorata e anche la pulizia della superficie sarà migliorata; mentre nei campioni che non sono stati sottoposti a pressatura isostatica a caldo, i pori esposti possono contenere contaminanti, che lasceranno difetti durante la galvanica e porteranno alla crescita batterica nelle applicazioni mediche. Questa caratteristica rende HIP indispensabile perfornitore di stampaggio ad iniezione di metalli per dispositivi mediciperseguendo requisiti di superficie con zero-difetti.

La pressatura isostatica a caldo migliora anche la saldabilità delle parti metalliche stampate a iniezione. Le leghe contenenti pori hanno scarse prestazioni di saldatura, quindi l'utilizzo della pressatura isostatica a caldo per eliminare i pori può migliorare la qualità della saldatura. Perproduttore di componenti MIM di precisione per il settore automobilisticoche necessitano di assemblaggio post-saldatura, scegliendo aFornitore di servizi integrati MIM + HIPpuò ridurre significativamente il tasso di difetti di saldatura e migliorare l'affidabilità complessiva dei componenti.