Welche Vorteile bietet das heißisostatische Pressen (HIP)?

Welche Vorteile bietet das heißisostatische Pressen (HIP)?

Vorteile des heißisostatischen Pressverfahrens

Der Hauptgrund für die Verwendung von heißisostatischem Pressen besteht darin, Poren zu beseitigen und so die mechanischen Eigenschaften von Metallen zu verbessern. Wie bereits erwähnt, ist die durch Metallspritzguss erzielte inhärente Sinterdichte hoch genug. Mit Ausnahme einer geringen Menge an Oberflächenporen sind alle Poren im Inneren des Teils geschlossen, so dass eine Verdichtung ohne den Einsatz von Füllpulver erreicht werden kann, wie es bei der Herstellung heißisostatisch gepresster Stahlbarren üblich ist. Für Unternehmen, die Zuverlässigkeit suchenAnbieter von heißisostatischen Presslösungen von MIM, heißisostatisches Pressen kann die Leistung des Endprodukts erheblich verbessern; Es verdichtet die Teile und verleiht ihnen dadurch eine bessere Leistung, gleichmäßigere Abmessungen und eine bessere Oberflächengüte. Außerdem verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass beim Polieren offene Poren entstehen. Abbildung 9.2 zeigt die Mikrostruktur (a) eines 316L-Metallspritzgussteils, das bei 1 350 Grad gesintert wurde, und die Mikrostruktur (b) unter heißisostatischem Pressen bei 105 MPa und 1 100 Grad. Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass nach dem heißisostatischen Pressen die Poren im Material verschwinden und die Körner wachsen. Kornwachstum wurde auch bei Metallspritzgussteilen aus 17-4PH SS und F2886 beobachtet. LaGoy berichtete, dass die Korngröße um das Fünf- bis Sechsfache zunahm, und Sago berichtete, dass die Korngröße um das Dreifache zunahm.

Heißisostatisches Pressen kann Materialien verdichten, die keine offenen Poren enthalten. Abbildung 9.3 zeigt nicht-verdichtebare und verdichtebare Poren.

Ein weiterer Vorteil der Heißisostatpressen-Nachbehandlung von Metallspritzgussteilen ist die verbesserte Dimensionskonsistenz der Teile. Da durch heißisostatisches Pressen eine maximale Dichte der Teile erreicht werden kann, ist die Gesamtabmessungsabweichung zwischen den Teilen nach dem heißisostatischen Pressen sehr gering. Dieser Vorteil wurde weithin übernommenHersteller von Präzisions-Metallspritzgussteilenin der Massenproduktion. Eine gängige Sintertechnik besteht darin, mehrere Teile in einem Chargenofen zu sintern. Da die Temperaturverteilung in einem Batch-Sinterofen vom Rand des Arbeitsbereichs bis zur Mitte des Arbeitsbereichs variiert, entsteht ein Dimensionsunterschied zwischen den beiden Teilen, wenn der Verdichtungsgrad des Teils in der Mitte 98 % erreicht, während der Verdichtungsgrad des Teils am Rand 96 % betragen kann. Wenn beide Teile in einen heißen isostatischen Pressofen gegeben werden, liegt der Verdichtungsgrad beider Teile nach der Behandlung bei nahezu 100 % und die Endabmessungen liegen näher beieinander.

Eine heißisostatische Pressbehandlung an Spritzgussteilen kann die mechanischen Eigenschaften der Spritzgussteile verbessern. Eine empirische Regel beim Metallpulverformen besagt, dass mit zunehmender Dichte die Leistung des Teils sowie die Härte, die Streckgrenze (YS) und die Zugfestigkeit (UTS) bis zu einem gewissen Grad verbessert werden. Am deutlichsten verbessert werden jedoch die dynamischen Eigenschaften der Teile wie Dehnung, Ermüdungsbeständigkeit und Schlagzähigkeit, die leicht durch mikrostrukturelle Defekte beeinträchtigt werden, und diese Eigenschaften werden nach der isostatischen Heißpressbehandlung erheblich verbessert. VieleLieferant-leistungsstarker MIM-KomponentenListen Sie MIM-HIP als Standardverfahren für Luft- und Raumfahrt- und medizinische-Teile auf. Tabelle 9.2 zeigt den Vergleich der mechanischen Eigenschaften von MIM- und MIM-HIP-Teilen.

Tabelle 9.2 Vergleich der mechanischen Eigenschaften von MIM- und MIM/HIP-Teilen

Neben der Verbesserung der Materialeigenschaften verbessert das heißisostatische Pressverfahren auch die Polierbarkeit der Teileoberfläche. Beim Polieren wird Material von der Oberfläche eines Teils entfernt, das durch mechanisches Polieren oder Elektropolieren entfernt werden kann. Da das Material kontinuierlich entfernt wird, wird etwas Material freigelegt. Wenn sich unter der Oberfläche des Teils Poren befinden, werden diese nach dem Polieren freigelegt, was zu einer unebenen Oberfläche führt. Die freigelegten Poren werden leicht durch Poliermittel (Lösungsmittel oder andere Verunreinigungen) verstopft und können zu einer Verschlechterung der Oberflächenqualität und einer möglichen Kontamination des Teils führen. Wenn das Teil vor dem Polieren einem heißisostatischen Pressen unterzogen wird, entstehen keine Poren auf der Oberfläche des behandelten Teils, die Oberflächenintegrität wird erheblich verbessert und auch die Oberflächenreinheit wird verbessert; Bei Proben, die keiner heißisostatischen Pressung unterzogen wurden, können die freiliegenden Poren Verunreinigungen enthalten, die beim Galvanisieren Defekte hinterlassen und bei medizinischen Anwendungen zu Bakterienwachstum führen. Diese Eigenschaft macht HIP unverzichtbar fürLieferant von Metallspritzguss für medizinische GeräteVerfolgung der Null-Fehler-Oberflächenanforderungen.

Heißisostatisches Pressen verbessert auch die Schweißbarkeit von Metallspritzgussteilen. Legierungen, die Poren enthalten, weisen eine schlechte Schweißleistung auf, sodass die Verwendung von heißisostatischem Pressen zur Beseitigung von Poren die Schweißqualität verbessern kann. FürHersteller von Präzisions-MIM-Teilen für die Automobilindustriedie nach dem-Schweißen zusammengebaut werden müssen, wählen Sie aIntegrierter MIM + HIP-Dienstleisterkann die Schweißfehlerrate deutlich reduzieren und die Gesamtzuverlässigkeit der Komponenten verbessern.