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消除残余孔隙,提升材料性能,看HIP工艺在MIM零件加工中的应用效果!
HIP的典型压力为400至2,070 bar(5,800 至 30,000 磅/平方英寸),温度高达1,400°C (2,552°F),可以达到100%的理论密度,并提高关键高性能材料的延展性和抗疲劳性。
HIP消除了烧结MIM零件中剩余的残余孔隙,从而提高了材料的性能,如疲劳性能、延展性和断裂韧性等。HIP也用于打造高质量的表面加工和抛光的MIM零件(消除残余孔隙的作用可以在表面的处理过程中显现出来)。MIM烧结后的零件,无论采用哪种脱粘方法,都能从HIP中受益。在许多MIM应用中,HIP对于获得所需的材料性能起着重要的作用。
HIP常见应用领域
◉ MIM零件的缺陷愈合(消除孔隙)
◉ 粉末金属和陶瓷部件的固结
◉ 扩散联接
HIP全新发展领域
◉ 汽车和航空航天
◉ 大批量生产
◉ 材料淬火热处理
◉ 通过压力辅助热处理消除 MIM 零件的应力
◉ MIM零件,如枪械、手表、汽车、消费型电子产品等
MIM零件成熟后处理工艺
热等静压
(照片由 MPIF 提供)
热等静压工艺的常见应用包括MIM零件的缺陷修复(消除孔隙)、金属粉末的固结以及异种金属或合金的联接。该技术正在扩展到新的热武器应用和热处理应用领域。
进行HIP处理的理由
100%的理论密度
◉ 使用寿命更长
◉ 可预测的使用寿命
◉ 更小和更轻的设计
改进材料性能
◉ 提高机械性能,例如疲劳、磨损、腐蚀和伸长率等
◉ 降低材料性能的离散性
◉ MIM零件的应力消除
与传统制造相比,生产效率更高
◉ MIM与HIP相结合可减少50%的能源消耗
◉ MIM与HIP相结合可降低材料成本达MIM零件的90%(消除孔隙)
◉ 粉末金属和陶瓷部件的整合
◉ 扩散联接
同步进行
HIP和热处理
改进汽车工业零部件:烧结后部件(左)和HIP后部件(右)
HIP可有效消除孔隙
在应力水平和失效前的循环次数方面,可显著提高疲劳寿命。在适当的条件下,通过HIP可将疲劳寿命提高10倍。
后处理的优势
通过在HIP中应用适当的条件和后处理步骤(如应力消除炉),总周期时间可缩短50%。
HIP有效提升航空航天工业的零部件质量
在全球所有HIP设备中,50%以上用于巩固和改进航空航天和汽车行业的材料性能。如今HIP已成为延长和预测航空发动机涡轮叶片使用寿命的标准工艺,也是改进易损件(如机臂、表壳和阀门)的标准工艺。无论是合金系统还是脱粘系统,HIP都是优化材料性能、节约成本、实现安全、经济、高质量生产的必由之路。
不同压力下的
均匀快速淬火URQ
“可变的冷却和加热速率以及压力水平将使精确控制处理后零件的质量和机械性能成为可能。”—来自瑞典韦斯特罗斯 Quintus Technologies 等静压实验室 Indexator AB 的工作成果。
进行HIP淬火的意义
URQ的冷却速度可高达 3,000°C/min
◉ 可在 HIP 循环中加入热处理步骤
◉ 可从常规工艺路线中移除去应力退火等工艺步骤,以提高生产率并降低每公斤成本
与传统热处理方法相比具备一定优势
◉ 可编程温度分布,精度高
◉ 减少热应力
◉ 减少开裂
可实现新颖独特的材料
◉ 材料优化
◉ 改善疲劳和延展性
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