Prezentare generală a presării izostatice la cald (HIP)
Presarea izostatică la cald (HIP) este un proces care utilizează un mediu gazos inert (cum ar fi argonul sau azotul) la temperatură ridicată (900–2000 grade) și presiune înaltă (50–200 MPa) pentru a aplica o presiune uniformă din toate direcțiile unui material, realizând densificarea. HIP s-a maturizat semnificativ și este utilizat pe scară largă în aplicații precum densificarea pieselor turnate, sinterizarea metalurgiei pulberilor și lipirea prin difuzie a materialelor compozite. Este un proces de producție avansat și un mijloc de producere a componentelor critice pentru echipamente-de ultimă generație din domeniul aerospațial, aviatic, maritim și în alte domenii și este o tehnologie cheie pentru îmbunătățirea proprietăților materialelor și asigurarea fiabilității echipamentelor.
Fluxul procesului HIP
Etapele procesului HIP sunt după cum urmează: În primul rând, piesa de prelucrat inspectată și curățată este plasată într-un vas de-înaltă presiune. Apoi, în interiorul vasului este tras un vid. Apoi, se introduce o pre-încărcare de gaz inert (azot sau argon etc.), iar presiunea este crescută treptat cu ajutorul unui compresor. Odată ce presiunea se stabilizează, sistemul de încălzire este activat pentru a crește temperatura din interiorul vasului. Când temperatura și presiunea ating valorile prestabilite, începe o fază de menținere la temperatură și presiune constante pentru a asigura că piesa de prelucrat este complet supusă căldurii și presiunii. După finalizarea tratamentului la-înaltă temperatură, înaltă-presiune, temperatura din interiorul cuptorului este redusă treptat folosind sistemul de control al temperaturii, urmată de depresurizare pentru a elibera presiunea internă. În cele din urmă, piesa de prelucrat este îndepărtată și supusă inspecției calității și prelucrarii necesare.
Sistemul de echipamente HIP
Implementarea procesului HIP se bazează pe un sistem de echipamente foarte integrat, ale cărui componente cheie includ un vas de înaltă presiune{0}}, un cuptor de încălzire, un compresor, o pompă de vid, un rezervor de stocare a gazului, un sistem de răcire și un sistem de control computerizat.
Ca componentă centrală, vasul cu presiune înaltă-trebuie să reziste atât la temperaturi ridicate (de obicei, mai mică sau egală cu 1500 de grade) cât și la presiuni ultra-înalte (mai mică sau egală cu 200 MPa). Designul său structural afectează direct siguranța și fiabilitatea procesului. Vasul de ultra-înaltă-presiune folosește o structură de înfășurare pre-de sârmă de oțel de mare-rezistență. În starea descărcată, este într-o stare compresivă pre{11}}tensionată; sub presiune internă, rămâne în stare de compresiune cu un interval mic de tensiuni. Acest lucru are ca rezultat o rezistență la oboseală și o capacitate portantă{13}}foarte ridicate, ceea ce face ca nava să fie foarte durabilă și să nu fie predispusă la deteriorare. Această tehnologie a devenit un standard industrial și promovează dezvoltarea-la scară largă și modulară a echipamentelor HIP.
Avantajele tehnologiei HIP
Densificare prin HIP - Prin aplicarea simultană atât a temperaturii ridicate, cât și a presiunii ridicate, HIP elimină eficient defectele interne, cum ar fi cavitățile de contracție și porozitatea în piese turnate sau fabricate aditiv, densificând astfel materialul. După tratarea HIP, proprietățile mecanice ale pieselor turnate/fabricate aditiv sunt semnificativ îmbunătățite, precum și rezistența la oboseală și rezistența la coroziune sub tensiune, prelungindu-le durata de viață. În ultimii ani, determinată de cerințele crescânde de performanță, densificarea HIP s-a extins dincolo de piese turnate pentru a include piese imprimate 3D-, piese formate prin pulverizare-, piese sinterizate de înaltă-performanță etc. Gama de materiale a crescut, de asemenea, de la aliaje și superaliaje de titan la aliaje de magneziu, aliaje de aluminiu și altele. Aplicațiile s-au extins de la aerospațial la energie nucleară, petrol și gaze, ținte de pulverizare și alte domenii.