מהם היתרונות של כבישה איזוסטטית חמה (HIP)?

מהם היתרונות של כבישה איזוסטטית חמה (HIP)?

היתרונות של תהליך כבישה איזוסטטית חמה

הסיבה העיקרית לשימוש בכבישה איזוסטטית חמה היא ביטול נקבוביות כדי לשפר את התכונות המכניות של מתכות; כפי שהוזכר קודם לכן, צפיפות הסינטר המובנית המתקבלת על ידי הזרקת מתכת גבוהה מספיק. למעט כמות קטנה של נקבוביות פני השטח, כל הנקבוביות בתוך החלק סגורות, כך שניתן להשיג ציפוף ללא שימוש באבקת מילוי, שהיא הנוהג המקובל לייצור בילטי פלדה דחוסים איזוסטטית חמה. לארגונים המחפשים אמיןספק פתרונות לחיצה איזוסטטית חמה MIM, לחיצה איזוסטטית חמה יכולה לשפר משמעותית את הביצועים של המוצר הסופי; זה דוחף את החלקים, ובכך נותן לחלקים ביצועים טובים יותר, ממדים אחידים יותר, גימור משטח טוב יותר, ומפחית את ההסתברות ליצירת נקבוביות פתוחות במהלך הליטוש. איור 9.2 מציג את המיקרו-מבנה (א) של חלק יצוק מתכת בנפח 316L מחוטא ב-1 350 מעלות ואת המיקרו-מבנה (ב) בלחיצה איזוסטטית חמה ב-105 MPa ו-1 100 מעלות. ניתן לראות מהאיור כי הנקבוביות בחומר נעלמות לאחר לחיצה איזוסטטית חמה, והגרגרים גדלים. צמיחת גרגרים נצפתה גם בחלקים יצוקים בהזרקת מתכת של 17-4PH SS ו-F2886. LaGoy דיווח שגודל הגרגירים גדל פי 5 עד 6, וסאגו דיווח שגודל הגרגירים גדל פי 3.

לחיצה איזוסטטית חמה יכולה לדחוס חומרים שאינם מכילים נקבוביות פתוחות. איור 9.3 מציג נקבוביות שאינן-ניתנות לצפיפות וניתנות לצפיפות.

יתרון נוסף של טיפול לאחר לחיצה איזוסטטית חמה- בחלקים יצוקים בהזרקת מתכת הוא העקביות הממדית המשופרת של החלקים. מכיוון שכבישה איזוסטטית חמה יכולה להשיג צפיפות מקסימלית של החלקים, השונות הממדית הכוללת בין חלקים לאחר לחיצה איזוסטטית חמה תהיה קטנה מאוד. יתרון זה אומץ באופן נרחב על ידייצרן חלקי הזרקת מתכת מדויקיםבייצור המוני. טכניקת סינטר נפוצה היא סינון חלקים מרובים בתנור אצווה. מכיוון שחלוקת הטמפרטורה בתנור סינטר אצווה משתנה מקצה אזור העבודה למרכז אזור העבודה, אם מידת הצפיפות של החלק הממוקם במרכז מגיעה ל-98%, בעוד שמידת הצפיפות של החלק בקצה עשויה להיות 96%, יהיה הבדל ממדים בין שני החלקים. אם שני החלקים יוכנסו לכבשן כבישה איזוסטטי חם, מידת הצפיפות של שני החלקים לאחר הטיפול תהיה קרובה ל-100%, והממדים הסופיים יהיו קרובים יותר.

טיפול לחיצה איזוסטטית חמה על חלקים יצוקים בהזרקה יכול לשפר את התכונות המכניות של החלקים המוזרקים. כלל אמפירי ביציקת אבקת מתכת הוא שככל שהצפיפות תגדל, ביצועי החלק ישתפרו, קשיות, חוזק תנובה (YS) וחוזק מתיחה אולטימטיבי (UTS) כולם ישופרו במידה מסוימת, אך המשופרות באופן משמעותי הן התכונות הדינמיות של החלקים, כגון התארכות, עמידות בפני עייפות וחוזק פגיעה, אשר מושפעים בקלות על ידי פגמים חמים, ואלה מושפעים בקלות על ידי פגמים גדולים. טיפול לחיצה איזוסטטית. רַבִּיםספק רכיבי MIM-בביצועים גבוהיםרשום את MIM-HIP כתהליך סטנדרטי עבור חלקי תעופה וחלל וחלקים-רפואיים. טבלה 9.2 מציגה את ההשוואה של תכונות מכניות של חלקי MIM ו-MIM-HIP.

טבלה 9.2 השוואה בין מאפיינים מכניים של חלקי MIM ו-MIM/HIP

בנוסף לשיפור תכונות החומר, תהליך הלחיצה האיזוסטטית החמה משפר גם את יכולת הליטוש של משטח החלק. ליטוש הוא תהליך של הסרת חומר מפני השטח של חלק, אותו ניתן להסיר על ידי ליטוש מכני או ליטוש אלקטרו. ככל שהחומר יוסר ברציפות, חלק מהחומר ייחשף. אם יש נקבוביות מתחת לפני השטח של החלק, הנקבוביות ייחשפו לאחר הליטוש, וכתוצאה מכך משטח לא אחיד. הנקבוביות החשופות נחסמות בקלות על ידי חומרי ליטוש (ממיסים או מזהמים אחרים) ועלולות להוביל לירידה באיכות פני השטח ולזיהום פוטנציאלי של החלק. אם החלק עובר לחיצה איזוסטטית חמה לפני הליטוש, לא יהיו נקבוביות על פני החלק המטופל, שלמות פני השטח תשתפר מאוד, וגם ניקיון פני השטח ישתפר; בעוד שבדגימות שלא עברו לחיצה איזוסטטית חמה, הנקבוביות החשופות עשויות להכיל מזהמים, אשר ישאירו פגמים במהלך הציפוי האלקטרוני ויובילו לצמיחת חיידקים ביישומים רפואיים. מאפיין זה עושה את HIP חיוני עבורספק הזרקת מתכת מכשור רפואיעוקבת אחר דרישות משטח-אפס של פגמים.

לחיצה איזוסטטית חמה משפרת גם את יכולת הריתוך של חלקים יצוקים בהזרקת מתכת. לסגסוגות המכילות נקבוביות יש ביצועי ריתוך גרועים, כך ששימוש בכבישה איזוסטטית חמה כדי לחסל נקבוביות יכול לשפר את איכות הריתוך. עֲבוּריצרן חלקי MIM דיוק לרכבשזקוקים להרכבה- לאחר ריתוך, בחירת אספק שירות משולב MIM + HIPיכול להפחית באופן משמעותי את שיעור פגמי הריתוך ולשפר את האמינות הכוללת של הרכיבים.