Για θερμή συμπίεση, χρησιμοποιείται μια ελεγχόμενη ακολουθία πίεσης και θερμοκρασίας. Συχνά, η πίεση εφαρμόζεται μετά από κάποια θέρμανση επειδή η πίεση σε χαμηλότερες θερμοκρασίες θα μπορούσε να έχει δυσμενείς επιπτώσεις στο τμήμα και στο εργαλείο. Οι θερμές θερμοκρασίες συμπίεσης είναι μερικές εκατοντάδες βαθμοί χαμηλότερες από τις κανονικές θερμοκρασίες σύντηξης. Και σχεδόν πλήρης συμπύκνωση συμβαίνει γρήγορα. Η ταχύτητα της διαδικασίας καθώς και η χαμηλότερη θερμοκρασία που απαιτείται φυσικά περιορίζει το ποσό της ανάπτυξης των κόκκων.
Μια σχετική μέθοδος, η πυροσυσσωματωμένη πυροσυσσωμάτωση (SPS), παρέχει μια εναλλακτική λύση σε εξωτερικούς αντιστατικούς και επαγωγικούς τρόπους θέρμανσης. Στο SPS, ένα δείγμα, τυπικά σε σκόνη ή ένα προκατασκευασμένο πράσινο μέρος, φορτώνεται σε μήτρα γραφίτη με διατρήσεις γραφίτη σε θάλαμο κενού και εφαρμόζεται παλμικό ρεύμα DC κατά μήκος των διατρήσεων, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.35b, ενώ εφαρμόζεται πίεση. Το ρεύμα προκαλεί θέρμανση Joule, η οποία αυξάνει τη θερμοκρασία του δείγματος γρήγορα. Το ρεύμα πιστεύεται επίσης ότι προκαλεί το σχηματισμό εκκένωσης πλάσματος ή σπινθήρα στον χώρο πόρων μεταξύ σωματιδίων, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα τον καθαρισμό των επιφανειών των σωματιδίων και την ενίσχυση της σύντηξης. Ο σχηματισμός πλάσματος είναι δύσκολο να επαληθευτεί πειραματικά και είναι θέμα υπό συζήτηση. Η μέθοδος SPS έχει αποδειχθεί πολύ αποτελεσματική για την πυκνότητα μιας ευρείας ποικιλίας υλικών, συμπεριλαμβανομένων των μετάλλων και των κεραμικών. Η συμπύκνωση συμβαίνει σε χαμηλότερη θερμοκρασία και ολοκληρώνεται ταχύτερα από άλλες μεθόδους, με αποτέλεσμα συχνά μικροδομές λεπτών κόκκων.
Hot Isostatic Pressing (HIP). Η θερμή ισοστατική συμπίεση είναι η ταυτόχρονη εφαρμογή θερμότητας και υδροστατικής πίεσης για συμπίεση και συμπύκνωση σκόνης συμπαγούς ή τμήματος. Η διαδικασία είναι ανάλογη με την ψυχρή ισοστατική πίεση, αλλά με αυξημένη θερμοκρασία και ένα αέριο που μεταδίδει την πίεση στο τμήμα. Τα αδρανή αέρια όπως το αργό είναι κοινά. Η σκόνη συμπυκνώνεται σε δοχείο ή δοχείο, το οποίο δρα ως παραμορφώσιμο φράγμα μεταξύ του πεπιεσμένου αερίου και του εξαρτήματος. Εναλλακτικά, ένα μέρος που έχει συμπιεστεί και παρουσιαστεί στο σημείο κλεισίματος των πόρων μπορεί να HIPed σε μια διαδικασία «χωρίς δοχείο». Το HIP χρησιμοποιείται για την επίτευξη πλήρους πυκνότητας στη μεταλλουργία σκόνης. και κεραμική επεξεργασία, καθώς και κάποια εφαρμογή στην συμπύκνωση των χυτών. Η μέθοδος είναι ιδιαίτερα σημαντική για σκληρά πυκνότητα υλικών, όπως πυρίμαχα κράματα, υπερκράματα και κεραμικά μη οξειδίου.
Η τεχνολογία εμπορευματοκιβωτίων και ενθυλάκωσης είναι απαραίτητη για τη διαδικασία HIP. Απλά δοχεία, όπως κυλινδρικά μεταλλικά δοχεία, χρησιμοποιούνται για την πυκνότητα των πρισμάτων της σκόνης κράματος. Τα σύνθετα σχήματα δημιουργούνται χρησιμοποιώντας δοχεία που αντικατοπτρίζουν τις τελικές γεωμετρίες. Το υλικό του δοχείου επιλέγεται να είναι στεγανό και παραμορφώσιμο υπό τις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας της διαδικασίας HIP. Τα υλικά του περιέκτη πρέπει επίσης να μην αντιδρούν με τη σκόνη και να αφαιρούνται εύκολα. Για τη μεταλλουργία σε σκόνη, τα δοχεία που διαμορφώνονται από φύλλα χάλυβα είναι κοινά. Άλλες επιλογές περιλαμβάνουν γυαλί και πορώδη κεραμικά που είναι ενσωματωμένα σε δευτερεύον μεταλλικό κουτί. Η υαλοκαψυλίωση σκονών και προσχηματισμένων μερών είναι συχνή σε κεραμικές διεργασίες HIP. Η πλήρωση και η εκκένωση του εμπορευματοκιβωτίου είναι ένα σημαντικό βήμα που συνήθως απαιτεί ειδικά φωτιστικά στο ίδιο το δοχείο. Ορισμένες διαδικασίες εκκένωσης λαμβάνουν χώρα σε αυξημένη θερμοκρασία.
Τα βασικά συστατικά ενός συστήματος για HIP είναι το δοχείο πίεσης με θερμαντήρες, εξοπλισμός συμπίεσης και παράδοσης αερίου, και ηλεκτρονικά ελέγχου. Το Σχήμα 5.36 δείχνει ένα σχηματικό παράδειγμα μιας ρύθμισης HIP. Υπάρχουν δύο βασικοί τρόποι λειτουργίας για μια διαδικασία HIP. Στη λειτουργία θερμής φόρτωσης, το δοχείο προθερμαίνεται έξω από το δοχείο πίεσης και στη συνέχεια φορτώνεται, θερμαίνεται στην απαιτούμενη θερμοκρασία και συμπιέζεται. Στη λειτουργία ψυχρής φόρτωσης, το δοχείο τοποθετείται στο δοχείο πίεσης σε θερμοκρασία δωματίου. τότε αρχίζει ο κύκλος θέρμανσης και συμπίεσης. Η πίεση στην περιοχή 20–300 MPa και η θερμοκρασία στην περιοχή 500–2000 ° C είναι συχνές.
Ώρα μετά: 17 Νοε-2020