Presare izostatică, concept și tehnologie
Progresele în dezvoltarea fizică și tehnologia teoretică a aparatelor de producție de înaltă presiune a permis să creeze la jumătatea XX principiu procedură secolului al care a fost tratamentul barometric produselor în mediul gazului comprimat sau lichid. Această tehnică a fost numită presare izostatică.
Parametrii presării izostatice sunt presiunea, temperatura și timpul. Ele sunt selectate în funcție de sarcina stabilită la producție sau în laborator - astfel încât obiectul procesării izostatice dobândește densitatea maximă ca rezultat al acțiunii lor.
Presarea izostatică se referă la cele mai rapide tehnologii avansate. Acest lucru se datorează avantajelor incontestabile ale acestor metode în comparație cu tehnologiile tradiționale de prelucrare a materialelor cu presiune și temperatură ridicată, precum și cu dezvoltarea rapidă a echipamentelor de înaltă presiune.
Unul dintre principalele avantaje ale presării izostatice sunt caracteristicile fizice și mecanice ridicate ale materialelor rezultate:
- uniformă, ușor reglabilă: densitate, structură, compoziție chimică, textura;
- orice complexitate a formei produselor care urmează a fi obținută, care necesită o prelucrare minimă după presare sau, în general, evitarea unei astfel de procesări;
- aproape 100% compactare a materialelor;
- pierderi mici (care sunt deosebit de importante pentru prelucrarea materialelor scumpe, toxice și radioactive);
- posibilitatea de a obține structuri compozite și compozite unice, inclusiv cu cavități interne și din diferite materiale.
Există două tipuri de presare izostatică:
- presare izostatică la rece (CIP) - tratament barometric fără utilizarea temperaturilor ridicate;
- Presare izostatică caldă (HIP) - Tratament parometric în condiții de temperatură înaltă, trecând într-un mediu gaz inert.
La rândul său, presarea izostatică la rece este împărțită în presare izostatică lichidă și presare izostatică uscată.
Presarea izostatică lichidă este necesară pentru a produce forme complexe mari (de exemplu duza, țeavă, filtru).
Presarea izostatică uscată este utilizată pentru a obține detalii de formă simplă și dimensiuni mici.
Presarea izostatică la rece este cel mai adesea procesată (compactată), care, dintr-un motiv sau altul, nu poate fi supusă unui tratament direct la temperaturi ridicate. Practic, acestea sunt produse din materiale pulverulente. În același timp, ele sunt preformate folosind materiale de legare, care sunt apoi trase în timpul procesului de sinterizare pentru a consolida în final părțile rezultate. În timpul sinterizării, este posibil să se obțină o densitate foarte mare a materialului, realizând o anizotropie controlată a proprietăților sale.
Când presarea izostatică caldă este efectuată simultan procese tehnologice care se produc în timpul presării izostatice la rece și a sinterizării. În plus, aceste procese pot fi efectuate la un timp de expunere semnificativ. Presarea izostatică înaltă poate fi utilizată și ca tratament suplimentar al materialelor după presare izostatică la rece și sinterizare. În procesul HIP, densitatea și uniformitatea materialului care este prelucrat sunt în cele din urmă posibile. Materialele de procesare cu presiune egală pe toate părțile conduc la o izotropie a proprietăților lor. Factorul de simultaneitate al efectelor de temperatură și presiune permite atingerea densității maxime a materialului prelucrat la temperaturi mult mai scăzute (în comparație cu sinterizarea convențională). Datorită acestei presări izostatice la cald permite obținerea celei mai bune microstructuri a materialului și, în consecință, a caracteristicilor operaționale de neegalat ale pieselor prelucrate.
În prezent, folosind o presare izostatică la cald, este posibil să se obțină o serie de proprietăți unice ale materialelor și să se rezolve diferite probleme tehnologice:
- conservarea structurii cristaline cu granulație fină a produselor metalice și ceramice, care determină proprietățile lor mecanice;
- aplicarea unei viteze ridicate de răcire a produselor prelucrate și posibilitatea aplicării rigidizării, realizată prin conductivitatea termică ridicată a gazului sub presiune înaltă;
- eliminarea eterogenității pieselor turnate care au loc în timpul turnării convenționale și care sunt cauzate de difuzarea straturilor de produse datorită duratei lungi de răcire a acestora;
- îndepărtarea contracției și a fisurilor interne formate în timpul răcirii metalului;
- îndepărtarea metalelor porozitate, inclusiv în apropierea suprafeței pieselor turnate, ceea ce îmbunătățește semnificativ calitatea suprafeței prelucrate conferă rezistență îmbunătățită la uzură și reduce frecarea în părțile de exploatare;
- comunicarea metalelor cu proprietăți obținute anterior numai atunci când sunt deformate;
- îmbunătățirea rezistenței la presiunea gazelor în locurile de sudură, reducerea numărului de centre de coroziune;
- îndepărtarea microfragurilor care apar în timpul sudării reductive, de exemplu, atunci când se repară lamele pentru turbine.
Având în vedere cele de mai sus, precum și faptul că metoda de presare izostatică la cald poate optimiza multe procese de fabricație tradiționale, și de a crea piese care nu pot fi produse în alte moduri, metoda HIP este în prezent direcția cea mai promițătoare în prelucrarea materialelor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: