Do prasowania na gorąco stosuje się kontrolowaną sekwencję ciśnienia i temperatury. Często ciśnienie jest wywierane po pewnym nagrzaniu, ponieważ przyłożenie ciśnienia w niższych temperaturach może mieć niekorzystny wpływ na część i oprzyrządowanie. Temperatury prasowania na gorąco są o kilkaset stopni niższe niż zwykłe temperatury spiekania. Prawie całkowite zagęszczenie następuje szybko. Szybkość procesu oraz wymagana niższa temperatura w naturalny sposób ograniczają wzrost ziarna.
Podobna metoda, spiekanie iskrowo-plazmowe (SPS), stanowi alternatywę dla zewnętrznych rezystancyjnych i indukcyjnych trybów ogrzewania. W SPS próbkę, zazwyczaj proszek lub wstępnie zagęszczoną zieloną część, ładuje się do grafitowej matrycy z grafitowymi stemplami w komorze próżniowej, a impulsowy prąd stały jest przykładany do stempli, jak pokazano na rysunku 5.35b, podczas przykładania ciśnienia. Prąd powoduje nagrzewanie Joule'a, co gwałtownie podnosi temperaturę próbki. Uważa się również, że prąd wyzwala tworzenie się plazmy lub wyładowania iskrowego w przestrzeni porów między cząstkami, co ma wpływ na czyszczenie powierzchni cząstek i zwiększanie spiekania. Tworzenie plazmy jest trudne do zweryfikowania eksperymentalnie i jest przedmiotem dyskusji. Wykazano, że metoda SPS jest bardzo skuteczna w zagęszczaniu szerokiej gamy materiałów, w tym metali i ceramiki. Zagęszczanie zachodzi w niższej temperaturze i jest zakończone szybciej niż innymi metodami, często powodując mikrostruktury drobnoziarniste.
Prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP). Prasowanie izostatyczne na gorąco polega na jednoczesnym stosowaniu ciepła i ciśnienia hydrostatycznego w celu zagęszczenia i zagęszczenia wypraski lub części proszkowej. Proces jest analogiczny do zimnego prasowania izostatycznego, ale z podwyższoną temperaturą i gazem przenoszącym ciśnienie na wypraskę. Gazy obojętne, takie jak argon, są powszechne. Proszek jest zagęszczany w pojemniku lub puszce, która działa jako odkształcalna bariera między sprężonym gazem a częścią. Alternatywnie, część, która została zagęszczona i wstępnie spiekana do punktu zamknięcia porów, może zostać poddana HIP w procesie „bez pojemnika”. HIP służy do całkowitego zagęszczenia w metalurgii proszków. i obróbka ceramiczna, a także niektóre zastosowania w zagęszczaniu odlewów. Metoda jest szczególnie ważna w przypadku materiałów trudnych do zagęszczenia, takich jak stopy ogniotrwałe, nadstopy i ceramika nietlenkowa.
Technologia pojemnika i hermetyzacji ma zasadnicze znaczenie dla procesu HIP. Proste pojemniki, takie jak cylindryczne metalowe puszki, służą do zagęszczania kęsów proszku stopowego. Złożone kształty są tworzone za pomocą pojemników, które odzwierciedlają ostateczną geometrię części. Materiał pojemnika jest wybrany tak, aby był szczelny i odkształcalny w warunkach ciśnienia i temperatury procesu HIP. Materiały pojemnika również powinny być niereaktywne z proszkiem i łatwe do usunięcia. W metalurgii proszków powszechnie stosuje się pojemniki wykonane z blach stalowych. Inne opcje obejmują szkło i porowatą ceramikę, które są osadzone w drugorzędnej metalowej puszce. Szklane kapsułkowanie proszków i wstępnie uformowanych części jest powszechne w ceramicznych procesach HIP. Napełnianie i opróżnianie pojemnika jest ważnym krokiem, który zwykle wymaga specjalnych mocowań na samym pojemniku. Niektóre procesy ewakuacji odbywają się w podwyższonej temperaturze.
Kluczowymi elementami systemu HIP są zbiornik ciśnieniowy z podgrzewaczami, sprzęt do sprężania i przenoszenia gazu oraz elektronika sterująca. Rysunek 5.36 przedstawia przykładowy schemat konfiguracji HIP. Istnieją dwa podstawowe tryby działania procesu HIP. W trybie ładowania na gorąco pojemnik jest wstępnie podgrzewany poza zbiornikiem ciśnieniowym, a następnie ładowany, podgrzewany do wymaganej temperatury i pod ciśnieniem. W trybie ładowania na zimno pojemnik umieszcza się w zbiorniku ciśnieniowym w temperaturze pokojowej; następnie rozpoczyna się cykl ogrzewania i zwiększania ciśnienia. Powszechne są ciśnienie w zakresie 20–300 MPa i temperatura w przedziale 500–2000 ° C.
Czas postu: listopad-17-2020