Pentru presarea la cald, se folosește o secvență controlată de presiune și temperatură. Frecvent, presiunea este aplicată după ce s-a produs o anumită încălzire, deoarece aplicarea presiunii la temperaturi mai scăzute ar putea avea efecte negative asupra piesei și sculelor. Temperaturile de presare la cald sunt cu câteva sute de grade mai mici decât temperaturile obișnuite de sinterizare. Și densificarea aproape completă are loc rapid. Viteza procesului, precum și temperatura scăzută necesară limitează în mod natural cantitatea de creștere a boabelor.
O metodă conexă, sinterizarea cu plasmă scânteie (SPS), oferă o alternativă la modurile de încălzire rezistive și inductive externe. În SPS, o probă, de obicei pulbere sau o parte verde precompactată, este încărcată într-o matriță de grafit cu pumnuri de grafit într-o cameră de vid și un curent continuu pulsat este aplicat peste pumni, așa cum se arată în Figura 5.35b, în timp ce se aplică presiune. Curentul provoacă încălzirea Joule, care crește rapid temperatura specimenului. Se crede că curentul declanșează formarea unei descărcări de plasmă sau scântei în spațiul porilor dintre particule, care are ca efect curățarea suprafețelor particulelor și îmbunătățirea sinterizării. Formarea plasmei este dificil de verificat experimental și este subiect în dezbatere. S-a dovedit că metoda SPS este foarte eficientă pentru densificarea unei game largi de materiale, inclusiv metale și ceramică. Densificarea are loc la temperaturi mai scăzute și se finalizează mai rapid decât alte metode, rezultând frecvent microstructuri cu cereale fine.
Apăsare izostatică la cald (HIP). Presarea izostatică la cald este aplicarea simultană a căldurii și a presiunii hidrostatice pentru a compacta și densifica un compus sau o parte a pulberii. Procesul este similar cu presarea izostatică la rece, dar cu temperatură ridicată și un gaz care transmite presiunea către piesă. Gazele inerte, cum ar fi argonul, sunt frecvente. Pulberea este densificată într-un recipient sau cutie, care acționează ca o barieră deformabilă între gazul sub presiune și piesă. Alternativ, o piesă care a fost compactată și presinterizată până la punctul de închidere a porilor poate fi HIPed într-un proces „fără container”. HIP este utilizat pentru a realiza densificarea completă în metalurgia pulberilor. și prelucrarea ceramicii, precum și o anumită aplicare în densificarea pieselor turnate. Metoda este deosebit de importantă pentru materialele greu densificate, cum ar fi aliajele refractare, superaliajele și ceramica neoxidică.
Tehnologia de containere și încapsulare este esențială pentru procesul HIP. Containere simple, cum ar fi cutii metalice cilindrice, sunt folosite pentru densitatea plăcilor de pulbere din aliaj. Formele complexe sunt create folosind containere care reflectă geometriile părții finale. Materialul containerului este ales să fie etanș și deformabil în condițiile de presiune și temperatură ale procesului HIP. Materialele pentru containere trebuie să fie, de asemenea, nereactive cu pulberea și ușor de îndepărtat. Pentru metalurgia pulberilor, recipientele fabricate din foi de oțel sunt obișnuite. Alte opțiuni includ sticla și ceramica poroasă care sunt încorporate într-o cutie metalică secundară. Incapsularea sticlei de pulberi și piese preformate este obișnuită în procesele ceramice HIP. Umplerea și evacuarea containerului este un pas important care necesită, de obicei, dispozitive speciale pe container. Unele procese de evacuare au loc la temperaturi ridicate.
Componentele cheie ale unui sistem pentru HIP sunt vasul sub presiune cu încălzitoare, echipamente de presurizare și predare a gazelor și electronice de comandă. Figura 5.36 prezintă un exemplu schematic al unei configurări HIP. Există două moduri de operare de bază pentru un proces HIP. În modul de încărcare la cald, containerul este preîncălzit în afara recipientului sub presiune și apoi încărcat, încălzit la temperatura necesară și presurizat. În modul de încărcare la rece, containerul este plasat în vasul sub presiune la temperatura camerei; apoi începe ciclul de încălzire și presurizare. Presiunea în intervalul 20-300 MPa și temperatura în intervalul 500-2000 ° C sunt comune.
Ora postării: 17 noiembrie 2020