ข้อดีของการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน (HIP) คืออะไร?

ข้อดีของการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน (HIP) คืออะไร?

ข้อดีของกระบวนการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน

เหตุผลหลักในการใช้การกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนคือเพื่อขจัดรูพรุนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของโลหะ ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ความหนาแน่นของการเผาผนึกโดยธรรมชาติที่ได้จากการฉีดขึ้นรูปโลหะนั้นสูงเพียงพอ ยกเว้นรูพรุนบนพื้นผิวจำนวนเล็กน้อย รูพรุนทั้งหมดภายในชิ้นส่วนจะถูกปิด ดังนั้นจึงสามารถเพิ่มความหนาแน่นได้โดยไม่ต้องใช้ผงเติม ซึ่งเป็นแนวทางปฏิบัติทั่วไปสำหรับการผลิตเหล็กแท่งยาวอัดไอโซสแตติกแบบร้อน สำหรับองค์กรที่กำลังมองหาความน่าเชื่อถือผู้จำหน่ายโซลูชันการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนของ MIMการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้อย่างมีนัยสำคัญ มันทำให้ชิ้นส่วนมีความหนาแน่นขึ้น จึงทำให้ชิ้นส่วนมีประสิทธิภาพดีขึ้น มีมิติที่สม่ำเสมอมากขึ้น ผิวสำเร็จที่ดีขึ้น และลดโอกาสที่จะเกิดรูขุมขนเปิดระหว่างการขัดเงา รูปที่ 9.2 แสดงโครงสร้างจุลภาค (a) ของชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปโลหะ 316L ที่ถูกเผาผนึกที่ 1 350 องศา และโครงสร้างจุลภาค (b) ภายใต้การกดไอโซสแตติกแบบร้อนที่ 105 MPa และ 1 100 องศา จะเห็นได้จากรูปที่รูพรุนในวัสดุหายไปหลังจากการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน และเมล็ดพืชจะโตขึ้น นอกจากนี้ยังพบการเจริญเติบโตของเกรนในชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปโลหะของ 17-4PH SS และ F2886 LaGoy รายงานว่าขนาดเกรนเพิ่มขึ้น 5 ถึง 6 เท่า และ Sago รายงานว่าขนาดเกรนเพิ่มขึ้น 3 เท่า

การกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนสามารถทำให้วัสดุที่ไม่มีรูพรุนเปิดหนาแน่นได้ รูปที่ 9.3 แสดงรูพรุนที่ไม่สามารถ-และไม่สามารถระบุความหนาแน่นได้

ข้อดีอีกประการหนึ่งของการบำบัดหลังการกดไอโซสแตติกแบบร้อน-กับชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปด้วยการฉีดโลหะคือความสม่ำเสมอของมิติที่ดีขึ้นของชิ้นส่วน เนื่องจากการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนสามารถบรรลุความหนาแน่นสูงสุดของชิ้นส่วน ความแปรผันของมิติโดยรวมระหว่างชิ้นส่วนหลังจากการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนจะมีน้อยมาก ข้อได้เปรียบนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากผู้ผลิตชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปโลหะที่มีความแม่นยำในการผลิตจำนวนมาก เทคนิคการเผาผนึกทั่วไปคือการเผาชิ้นส่วนหลายชิ้นในเตาเผาแบบแบทช์ เนื่องจากการกระจายอุณหภูมิในเตาเผาผนึกแบบแบตช์จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ขอบของพื้นที่ทำงานไปจนถึงศูนย์กลางของพื้นที่ทำงาน หากระดับความหนาแน่นของชิ้นส่วนที่อยู่ตรงกลางถึง 98% ในขณะที่ระดับความหนาแน่นของชิ้นส่วนที่ขอบอาจอยู่ที่ 96% จะมีความแตกต่างมิติระหว่างทั้งสองส่วน หากทั้งสองส่วนถูกใส่เข้าไปในเตาอัดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน ระดับความหนาแน่นของทั้งสองส่วนหลังการบำบัดจะใกล้เคียง 100% และขนาดสุดท้ายจะอยู่ใกล้กันมากขึ้น

การกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนบนชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปได้ กฎเชิงประจักษ์ในการขึ้นรูปผงโลหะคือเมื่อความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพของชิ้นส่วนจะดีขึ้น ความแข็ง ความแข็งแรงของผลผลิต (YS) และความต้านทานแรงดึงสูงสุด (UTS) ทั้งหมดจะได้รับการปรับปรุงในระดับหนึ่ง แต่การปรับปรุงที่สำคัญที่สุดคือคุณสมบัติไดนามิกของชิ้นส่วน เช่น การยืดตัว ความต้านทานต่อความล้า และความต้านทานแรงกระแทก ซึ่งได้รับผลกระทบได้ง่ายจากข้อบกพร่องของโครงสร้างจุลภาค และคุณสมบัติเหล่านี้ได้รับการปรับปรุงอย่างมากหลังจากการบำบัดด้วยการกดไอโซสแตติกแบบร้อน มากมายซัพพลายเออร์ส่วนประกอบ MIM ประสิทธิภาพสูง-ระบุ MIM-HIP เป็นกระบวนการมาตรฐานสำหรับชิ้นส่วนเกรดการบินและอวกาศและการแพทย์- ตาราง 9.2 แสดงการเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วน MIM และ MIM{4}}HIP

ตารางที่ 9.2 การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วน MIM และ MIM/HIP

นอกเหนือจากการปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุแล้ว กระบวนการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนยังปรับปรุงความสามารถในการขัดเงาของพื้นผิวชิ้นส่วนอีกด้วย การขัดเงาเป็นกระบวนการในการเอาวัสดุออกจากพื้นผิวของชิ้นส่วน ซึ่งสามารถกำจัดออกได้ด้วยการขัดเชิงกลหรือการขัดเงาด้วยไฟฟ้า เนื่องจากวัสดุถูกดึงออกอย่างต่อเนื่อง วัสดุบางส่วนจึงจะถูกเปิดเผย หากมีรูพรุนใต้พื้นผิวของชิ้นส่วน รูพรุนจะถูกเปิดออกหลังจากการขัดเงา ส่งผลให้พื้นผิวไม่เรียบ รูพรุนที่ถูกเปิดเผยจะถูกปิดกั้นได้ง่ายด้วยสารขัดเงา (ตัวทำละลายหรือสารปนเปื้อนอื่นๆ) และอาจทำให้คุณภาพพื้นผิวลดลงและอาจเกิดการปนเปื้อนของชิ้นส่วนได้ หากชิ้นส่วนถูกกดด้วยความร้อนแบบไอโซสแตติกก่อนขัด จะไม่มีรูขุมขนบนพื้นผิวของชิ้นส่วนที่ผ่านการบำบัด ความสมบูรณ์ของพื้นผิวจะดีขึ้นอย่างมาก และความสะอาดของพื้นผิวก็จะดีขึ้นเช่นกัน ในขณะที่ตัวอย่างที่ไม่ได้รับการกดไอโซสแตติกแบบร้อน รูพรุนที่สัมผัสออกอาจมีสารปนเปื้อน ซึ่งจะทำให้เกิดข้อบกพร่องในระหว่างการชุบด้วยไฟฟ้า และนำไปสู่การเจริญเติบโตของแบคทีเรียในการใช้งานทางการแพทย์ คุณลักษณะนี้ทำให้ HIP เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับจำหน่ายแม่พิมพ์ฉีดโลหะอุปกรณ์การแพทย์ปฏิบัติตามข้อกำหนดพื้นผิวที่มีข้อบกพร่องเป็นศูนย์-

การกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนยังช่วยเพิ่มความสามารถในการเชื่อมของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปด้วยการฉีดโลหะ โลหะผสมที่มีรูพรุนมีประสิทธิภาพในการเชื่อมต่ำ ดังนั้นการใช้การกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อนเพื่อกำจัดรูพรุนสามารถปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมได้ สำหรับผู้ผลิตชิ้นส่วน MIM ที่มีความแม่นยำด้านยานยนต์ที่ต้องโพสต์-การเชื่อม โดยเลือกผู้ให้บริการแบบครบวงจร MIM + HIPสามารถลดอัตราข้อบกพร่องในการเชื่อมได้อย่างมากและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบโดยรวม