Ưu điểm của phương pháp ép đẳng tĩnh nóng (HIP) là gì?

Ưu điểm của phương pháp ép đẳng tĩnh nóng (HIP) là gì?

Ưu điểm của quá trình ép đẳng tĩnh nóng

Lý do chính của việc sử dụng phương pháp ép đẳng tĩnh nóng là để loại bỏ các lỗ rỗng nhằm cải thiện tính chất cơ học của kim loại; như đã đề cập trước đó, mật độ thiêu kết vốn có của quá trình ép phun kim loại là đủ cao. Ngoại trừ một lượng nhỏ lỗ trên bề mặt, tất cả các lỗ bên trong bộ phận đều được đóng lại, do đó có thể đạt được mật độ mà không cần sử dụng bột làm đầy, đây là phương pháp thông thường để sản xuất phôi thép ép đẳng tĩnh nóng. Dành cho các doanh nghiệp đang tìm kiếm sự tin cậyNhà cung cấp giải pháp ép đẳng tĩnh nóng MIM, ép đẳng tĩnh nóng có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của sản phẩm cuối cùng; nó làm đặc các bộ phận, do đó mang lại cho các bộ phận hiệu suất tốt hơn, kích thước đồng đều hơn, bề mặt hoàn thiện tốt hơn và giảm khả năng tạo ra các lỗ hở trong quá trình đánh bóng. Hình 9.2 cho thấy vi cấu trúc (a) của bộ phận đúc phun kim loại 316L được thiêu kết ở độ 1 350 và vi cấu trúc (b) dưới tác dụng ép đẳng tĩnh nóng ở 105 MPa và 1 100 độ. Từ hình vẽ có thể thấy rằng các lỗ rỗng trong vật liệu biến mất sau khi ép đẳng tĩnh nóng và các hạt phát triển. Sự phát triển của hạt cũng được quan sát thấy trong các bộ phận đúc phun kim loại của 17-4PH SS và F2886. LaGoy báo cáo rằng kích thước hạt tăng từ 5 đến 6 lần và Sago báo cáo rằng kích thước hạt tăng gấp 3 lần.

Quá trình ép đẳng tĩnh nóng có thể làm đặc các vật liệu không chứa các lỗ hở. Hình 9.3 cho thấy các lỗ-có thể nén được và các lỗ có thể nén được.

Một lợi ích khác của việc xử lý sau ép đẳng tĩnh nóng-trên các bộ phận đúc phun kim loại là tính nhất quán về kích thước của các bộ phận được cải thiện. Vì quá trình ép đẳng tĩnh nóng có thể đạt được mật độ tối đa của các bộ phận nên sự thay đổi kích thước tổng thể giữa các bộ phận sau khi ép đẳng tĩnh nóng sẽ rất nhỏ. Ưu điểm này đã được áp dụng rộng rãi bởinhà sản xuất bộ phận ép phun kim loại chính xáctrong sản xuất hàng loạt. Một kỹ thuật thiêu kết phổ biến là thiêu kết nhiều bộ phận trong lò nung mẻ. Bởi vì sự phân bố nhiệt độ trong lò thiêu kết hàng loạt thay đổi từ rìa của khu vực làm việc đến trung tâm của khu vực làm việc, nếu mức độ đậm đặc của phần nằm ở trung tâm đạt 98%, trong khi mức độ đậm đặc của phần ở rìa có thể là 96%, sẽ có sự khác biệt về kích thước giữa hai phần. Nếu cả hai bộ phận được đưa vào lò ép đẳng tĩnh nóng, mức độ cô đặc của cả hai bộ phận sau khi xử lý sẽ gần bằng 100% và kích thước cuối cùng sẽ gần hơn.

Xử lý ép đẳng tĩnh nóng trên các bộ phận đúc phun có thể cải thiện tính chất cơ học của các bộ phận đúc phun. Một nguyên tắc thực nghiệm trong đúc bột kim loại là khi mật độ tăng, hiệu suất của bộ phận sẽ được cải thiện, độ cứng, cường độ chảy (YS) và độ bền kéo cuối cùng (UTS) đều sẽ được cải thiện ở một mức độ nhất định, nhưng cải thiện đáng kể nhất là các đặc tính động của các bộ phận, chẳng hạn như độ giãn dài, khả năng chống mỏi và độ bền va đập, dễ bị ảnh hưởng bởi các khuyết tật cấu trúc vi mô và các đặc tính này được cải thiện đáng kể sau khi xử lý ép đẳng tĩnh nóng. Nhiềunhà cung cấp thành phần MIM hiệu suất caoliệt kê MIM-HIP làm quy trình tiêu chuẩn cho các bộ phận cấp hàng không vũ trụ và y tế-. Bảng 9.2 thể hiện sự so sánh các đặc tính cơ học của các bộ phận HIP MIM và MIM{4}}.

Bảng 9.2 So sánh đặc tính cơ học của các bộ phận MIM và MIM/HIP

Ngoài việc cải thiện tính chất vật liệu, quá trình ép đẳng tĩnh nóng còn cải thiện khả năng đánh bóng của bề mặt bộ phận. Đánh bóng là quá trình loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt của một bộ phận, có thể loại bỏ vật liệu này bằng cách đánh bóng cơ học hoặc đánh bóng điện. Khi vật liệu bị loại bỏ liên tục, một số vật liệu sẽ lộ ra. Nếu có lỗ chân lông dưới bề mặt của bộ phận, các lỗ chân lông sẽ lộ ra sau khi đánh bóng, dẫn đến bề mặt không bằng phẳng. Các lỗ hở lộ ra dễ dàng bị chặn bởi chất đánh bóng (dung môi hoặc các chất gây ô nhiễm khác) và có thể dẫn đến giảm chất lượng bề mặt và khả năng gây ô nhiễm cho bộ phận. Nếu bộ phận được ép đẳng tĩnh nóng trước khi đánh bóng, bề mặt của bộ phận được xử lý sẽ không có lỗ chân lông, tính toàn vẹn bề mặt sẽ được cải thiện đáng kể và độ sạch bề mặt cũng sẽ được cải thiện; trong khi ở các mẫu chưa trải qua quá trình ép đẳng tĩnh nóng, các lỗ lộ ra có thể chứa chất gây ô nhiễm, sẽ để lại khuyết tật trong quá trình mạ điện và dẫn đến sự phát triển của vi khuẩn trong các ứng dụng y tế. Đặc điểm này làm cho HIP không thể thiếu đối vớinhà cung cấp khuôn ép phun kim loại thiết bị y tếtheo đuổi các yêu cầu về bề mặt không có khiếm khuyết.

Ép đẳng nhiệt nóng cũng cải thiện khả năng hàn của các bộ phận đúc phun kim loại. Hợp kim chứa lỗ rỗng có hiệu suất hàn kém, do đó, sử dụng phương pháp ép đẳng tĩnh nóng để loại bỏ lỗ chân lông có thể cải thiện chất lượng mối hàn. Vìnhà sản xuất phụ tùng MIM chính xác ô tôcần lắp ráp mối hàn-sau, chọn mộtNhà cung cấp dịch vụ tích hợp MIM + HIPcó thể làm giảm đáng kể tỷ lệ khuyết tật hàn và cải thiện độ tin cậy tổng thể của thành phần.