HIP-Diffusionsschweißen

HIP-Diffusionsschweißen ist ein Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei Werkstoffen im festen Zustand (entweder als Feststoff oder als Pulver), die ohne Bindemittel aneinander haften, was zur stärkeren metallurgischen Bindung führt, sodass verbundene Werkstoffe auch bei höheren Temperaturen verwendet werden können.

Vorteile

Mit dem HIP-Diffusionsschweißen können verschiedene Werkstoffe bei einer beliebigen Temperatur ohne Bindemittel durch Diffusion miteinander verbunden werden. Im Ergebnis entsteht eine metallurgische Verbindung, die es ermöglicht, höherwertige Werkstoffe mit günstigeren Substraten selektiv miteinander zu verbinden. Auf diese Weise wird die Lebensdauer von kritischen Komponenten, die in korrosiven und/oder erosiven Umgebunden oder bei höheren Temperaturen verwendet werden, erheblich verlängert.

Anwendungsbereiche

HIP-Diffusionsschweißen wird zum Verbinden von Hartauftragsschweißungen (Verschleißbeständigkeit) und/oder korrosionsbeständigen Legierungen mit Stahloberflächen u.a. für Papierfabriken oder Kunststoffextrusionsanlagen verwendet. Das Verfahren kommt auch in der Elektronikindustrie zur Anwendung, um Bremsankerplatten zum Kühlen auf den Sputtertargets zu befestigen. Diese Bremsankerplatten sind in der Regel thermisch leitfähig, wie z. B. Aluminium- oder Kupferlegierungen. Durch den Einsatz von Zwischenschichtwerkstoffen kann die Bildung von spröden intermetallischen Verbindungen, die bei manchen Stoffsystemen entstehen, vermieden und Temperaturausdehnungsunterschiede überbrückt werden. HIP-Diffusionsschweißen kommt in unterschiedlichen Stoffsystemen zur Anwendung.

Prozessdetails

HIP kommt zum Verbinden von Feststoffen zur Anwendung, um innere Poren zu beseitigen, Metallpulver zu verfestigen oder Werkstoffe zu verbinden. Mit dem HIP-Diffusionsschweißen kann der HIP-Prozess an die im System vorhandenen Werkstoffe angepasst werden, indem diese unter Zuführung von Wärme und Druck verbunden werden. Für Extrusionszylinder werden in der Regel verkapselte Metallpulver verwendet, die mittels HIP zu Festrohren gepresst und mit dem Zylinder verbunden werden. Bei Bremsankerverbindungen für Sputtertargets kommt typischerweise eine Fest-zu-Fest-Verbindung zur Anwendung. Um Werkstoffoberflächen mittels HIP miteinander zu verbinden, muss dieser Vorgang in hermetisch versiegelten Umgebungen durchgeführt werden.

HIP-Diffusionsschweißen eignet sich für:

• Komponenten, die am inneren Durchmesser verbunden werden müssen,
• Hochtemperaturanwendungen
• Komponenten mit komplexer Geometrie und/oder komplexem Stoffsystemen, die für Schweißüberlagerung oder thermische Beschichtungen ungeeignet sind
• Klebewerkstoffe, die schwierig zu bearbeiten sind
• Selektives Verbinden von hochwertigen Werkstoffen mit günstigerem Substrat.