Verdichten von Gusskomponenten

Nachverdichten von Gusskomponenten im festen Zustand mit Hilfe von hohen Temperaturen und allseitig wirkendem Gasdruck, um innere herstellungsbedingte Fehlstellen und Porosität zu eliminieren.

Vorteile

• HIP verbessert die Konsistenz des Gussteils und steigert die Homogenität der mechanischen Kennwerte
• Abhängig von der ursprünglichen Gussqualität sind in der Regel Verbesserungen der Zugfestigkeit und der Dehngrenze um ca. 5% und der Duktilität um bis zu 50% möglich
• Verbesserte Ermüdungseigenschaften und dadurch höhere Lebensdauer bis zu Faktor 10
• Verbesserung der Schlagfestigkeit, der Zähigkeit und der Oberflächengüte
• Die verbesserten Eigenschaften erweitern die Einsatzmöglichkeiten von Gusskomponenten und/oder machen eine kostengünstigere Lösung für bereits vorhandene Komponenten erst möglich
• Innere Fehlstellen (Hohlräume, Porennester und Lunker) werden eliminiert
• Mit HIP können Gussteile generalüberholt werden, die ansonsten bei Ultraschallprüfungen aussortiert werden
• Nach der HIP-Behandlung entstehen keine Ermüdungsrisse, da die Porosität als Ausgangspunkt für die Rissbildung eliminiert wurde

Anwendungsbereiche

Beispiele für häufig behandelte HIP-Gussteile finden sich vor allem bei Hochtemperaturanwendungen und Strukturkomponenten für Gasturbinen (sowohl dynamische als auch statische Komponenten), Strukturbauteilen und Antriebskomponenten für die Luftfahrtindustrie, medizinischen Implantaten, Motorkomponenten für die Automobilindustrie, Ventilen und Anlagenteilen für die petrochemische Industrie, bei sicherheitskritischen Munitionsteilen, sowie im Formen- und Werkzeugbau.

Bodycote behandelt pro Woche mehrere Tonnen Gussteile aus Titan, Aluminium, Stahl und Superlegierungswerkstoffen. Auch andere Gussmetalle, wie rostfreie Stähle, Nickel-, Kobalt-, Titan-, Chrom-, Aluminium-, Kupfer- und Eisenlegierungen können HIP-behandelt werden. Es gibt nur wenige Werkstoffe, die zu Verunreinigungen neigen (z.B. Blei oder Cadmium) und daher nur bedingt für eine HIP-Behandlung geeignet sind.

Prozessdetails

Beim HIP-Vorgang werden Gussteile für eine bestimmte Zeit bei allseitig wirkendem Gasdruck (hochreines Inertgas) und hohen Temperaturen oberhalb ihrer Fließgrenze erwärmt, so dass diffusionsgesteuerte Kriechvorgänge wirksam werden und das Material die inneren Poren und Hohlräume ausfüllt, ohne die Form des gegossenen Werkstücks zu beeinträchtigen. In enger Zusammenarbeit mit den Kunden entwickelt Bodycote auch für spezielle Wünsche und Anforderungen die jeweils beste Lösung.