ХИП технологија датира из рада у Баттеллеовој Цолумбус лабораторији 1950-их. Првобитна примена је била везивање оплате од цирконијума за уранијумске гориве елементе за ране водене реакторе под притиском-проблем нише који је произвео широко корисну производну технику. Цруцибле Стеел и Кеннаметал су преузели технологију 1960-их за примену у металургији праха, и постепено је постала стандардна пракса за критично одливање у ваздухопловству током 1970-их и 1980-их. Физика се од тада није много променила, чак и ако је опрема постала знатно већа и бржа.

Основе процеса

Концепт је довољно једноставан. Делови се налазе у посуди под притиском док гас аргон (понекад азот, али већи атомски радијус аргона ради боље) под притиском је негде између 100 и 200 МПа на повишеној температури. За легуре гвожђа МИМ, то обично значи 1065 степени или тако нешто; кобалт-хром ради топлије око 1220 степени; легуре титанијума обрађују ниже близу 900 степени. Време држања траје 2 до 4 сата у зависности од дебљине пресека и материјала.

У тим условима се истовремено дешавају три ствари. Пластична деформација урушава празнине јер граница течења опада са температуром, док спољни притисак остаје константан. Пузање наставља згушњавање јер кретање дислокације прилагођава промену запремине. А атомска дифузија преко срушених празних површина ствара стварне металуршке везе-овај последњи механизам је оно што разликује ХИП од једноставног врућег пресовања и обезбеђује да се порозност поново не отвори.

Ефекти механичких својстава

Побољшања имовине од ХИП-а доста варирају у зависности од онога што мерите. Затезна чврстоћа и тврдоћа скромно расту-ништа што само по себи не оправдава додатни трошак. Прави добици се показују у својствима осетљивим на унутрашње недостатке.

Подаци о ударној жилавости нерђајућег челика 17-4ПХ илуструју поенту. Користећи претходно{4}}легирану прашкасту сировину, Цхарпи вредности су порасле са око 5,4 џула као-синтерованих на 9,5 џула након ХИП-а. Руте од мастер легуре показале су још веће скокове: 6,8 џула до преко 20 џула у неким студијама. То је разлика између режима кртог квара и дуктилног за многе примене. Побољшања века трајања прате сличне обрасце-елиминисање унутрашњих концентратора напрезања продужава циклусе до отказа за факторе од 5 до 10 у тестирању на замор високог циклуса.

За материјале{0}}врсте имплантата, бројеви дуктилности су најважнији. Кобалт-хрому по АСТМ Ф75 потребне су вредности издужења око 20% да би се испуниле спецификације хируршких имплантата, што као-синтеровани МИМ обично не може да постигне. ХИП обрада затвара тај јаз. Ти-6Ал-4В по Ф2885 показује јачину течења која се заправо повећава са отприлике 870 МПа на 960 МПа након ХИП-а, уз одржавање контраинтуитивног издужења док се не сетите да порозност негативно утиче на оба својства.

Једна практична предност која се не појављује у табелама својстава материјала: конзистентност серије-до{1}}серије се значајно побољшава. Температурни градијенти пећи за синтеровање стварају варијације густине у оптерећењу-делови у близини грејних елемената се згушњавају другачије од делова у центру. Након ХИП-а, све конвергира ка теоријској густини без обзира на почетну тачку. За произвођаче бризгања метала који воде статистичку контролу процеса, ова пооштрена дистрибуција често је важна колико и апсолутни добитак на особине.

Продуцтион Реалитиес

Већина провајдера услуга бризгања метала пребацује ХИП специјализованим процесорима уместо да доносе могућности у-кући. Опрема је скупа, стопе искоришћења за једну МИМ операцију ретко оправдавају наменски капацитет, а оперативна експертиза се не преклапа много са компетенцијама за синтеровање и обликовање језгра. Бодицоте, Куинтус и неколицина других уговорних процесора обрађују већину комерцијалног обима.

Економика циклуса у великој мери зависи од ефикасности утовара. Производна ХИП посуда може имати врућу зону пречника 1,5 метара и висину од 3 метра-значајну запремину коју треба продуктивно напунити с обзиром на циклус од 4 до 8 сати. Мали МИМ делови могу бити густо причвршћени; веће компоненте са сложеном геометријом теже је ефикасно спаковати. Уговорне цене одражавају ово, са-трошкови по делу значајно опадају при већим количинама.

 

Површинска контаминација је главобоља која се понавља када се користе сервисни центри за више{0}}легура. Постројења која обрађују суперлегуре никла, алатне челике и титанијум кроз исту опрему неизбежно остављају трагове који се могу пренети на површине МИМ делова. Једињења хрома и силицијума показују се као зелена или браонкаста промена боје. Обично су површни и могу се уклонити лаганим брушењем или хемијским чишћењем, али вреди унапред разговарати са процесором о козметичким или биокомпатибилним-козметичким апликацијама. Неки ОЕМ програми прилагођених МИМ делова специфицирају наменске ХИП циклусе да би се у потпуности избегла унакрсна-контаминација.

Промене димензија током ХИП захтевају пажњу током пројектовања дела. Затварање порозности узрокује уједначено скупљање пропорционално повећању густине-једноставно за предвиђање и компензацију. Проблематичнији су градијенти густине наслеђени од бризгања. Већа густина паковања у близини капије у односу на тање секције даље ствара диференцијално скупљање током ХИП-а које може изобличити сложене геометрије. Искусни добављачи за бризгање метала покрећу циклусе тестирања у раној фази развоја како би карактерисали и компензовали ове ефекте пре него што уведу алате.

Где ХИП има економског смисла

Додатни трошак обраде значи да се ХИП специфицира тамо где захтеви за перформансе то оправдавају, а не као подразумевани корак. Ваздушне компоненте-лопатице турбине, структурни носачи,{2}}критични хардвер-рутински пролазе кроз ХИП као стандардну праксу према захтевима система квалитета АС9100. Медицински имплантати су слични; регулаторни путеви за уређаје класе ИИИ у суштини налажу материјал пуне-густине за све што види циклично оптерећење ин виво.

Аутомобилске апликације се шире како електрификација гура захтеве управљања топлотом. Високострујне бакарне сабирнице и кућишта електронике снаге{1} све више специфицирају ХИП како би се осигурало да топлотна проводљивост испуњава пројектоване циљеве. Прецизни зупчаници за електричне погоне имају користи од побољшаних перформанси замора. Неколико добављача компоненти за бризгање метала који су излагали на недавним сајмовима Цхинаплас-а истакли су ХИП{4}}обрађене делове за ЕВ апликације као област раста.

За комерцијалне МИМ делове где притисак трошкова доминира, а захтеви за власништвом остају унутар -синтерованих могућности, ХИП додаје трошкове без сразмерне користи. Технологија проналази своју улогу у том подскупу захтевних апликација где пуна густина директно омогућава перформансе производа-и где купци препознају да је интегритет материјала на првом месту.