Zagęszczanie odlewów

Prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP) w celu zagęszczenia odlewów metalowych. Dzięki zastosowaniu ciśnienia gazu przy podwyższonej temperaturze pojawiające się odkształcenie plastyczne i dyfuzyjne związanie (zgrzewanie) prowadzi do usunięcia porowatości wewnętrznej materiału.

Korzyści

• Metoda HIP poprawia spójność produktu przy mniejszych odchyleniach właściwości mechanicznych.
• Zazwyczaj wytrzymałość na rozciąganie zwiększa się o około 5%, zaś plastyczność (ciągliwość) — nawet o 50%, chociaż stopień poprawy właściwości odlewu zależy od wielu parametrów włącznie z początkową jakością odlewu.
• Po użyciu metody HIP znacznie poprawiają się właściwości zmęczeniowe, dając nawet dziesięciokrotne zwiększenie trwałości zmęczeniowej, co daje właściwości porównywalne z analogicznymi stopami przerobionymi plastycznie.
• Poprawia się udarność, ciągliwość i wykończenie powierzchni za pomocą skrawania.
• Poprawa właściwości umożliwia wykorzystanie odlewów w nowych zastosowaniach i/lub przeprojektowanie istniejących elementów w celu uzyskania oszczędniejszego rozwiązania.
• Są usuwane defekty kurczenia, pustki pełzania i pęknięcia wewnętrzne.
• Metoda HIP umożliwia odzyskiwanie odlewów, które w przeciwnym razie zostałyby odrzucone na podstawie kontroli rentgenowskiej.
• Dzięki eliminacji porowatości metoda HIP usuwa miejsca inicjowania pęknięć zmęczeniowych.

Aplikacje i materiały

Do przykładów odlewów obrabianych metodą HIP w dużych ilościach należą między innymi: elementy sekcji gorącej i elementy konstrukcyjne turbiny gazowej (zarówno dynamiczne, jak i statyczne), części konstrukcyjne i części silnika lotniczego, urządzenia do implantów/wszczepów medycznych, elementy silnika samochodowego, korpusy zaworów i inny sprzęt do przetwórstwa petrochemicznego, krytyczne elementy wyposażenia wojskowego oraz części narzędzi, matryc i ogólne części inżynieryjne.

Co tydzień typowy zakład HIP firmy Bodycote przetwarza wiele ton odlewów z tytanu, aluminium, stali i nadstopów. Większość odlewanych metali można obrabiać metodą HIP, np. stal nierdzewną oraz stopy niklu, kobaltu, tytanu, chromu, aluminium, miedzi i żelaza. Niektóre materiały mogą stwarzać zagrożenie ze względów bezpieczeństwa lub niebezpieczeństwo zanieczyszczenia (np. ołów i kadm).

Dane procesowe

W trakcie procesu HIP odlewy są poddawane podwyższonemu ciśnieniu i temperaturze przez ustalony czas. Umożliwia to wpłynięcie otaczającego materiału do porów wewnętrznych i wystąpienie dyfuzji, co eliminuje pustki w materiale. Ciśnienie jest wprowadzane za pomocą gazu obojętnego o wysokiej czystości, dzięki czemu skład odlewu nie ulega zmianie. Firma Bodycote ściśle współpracuje z klientami w celu realizacji ich specyfikacji i określenia optymalnych parametrów obróbki.