ما هي مزايا الضغط المتوازن الساخن (HIP)؟

ما هي مزايا الضغط المتوازن الساخن (HIP)؟

مزايا عملية الضغط الساخنة المتوازنة الضغط

السبب الرئيسي لاستخدام الضغط متساوي الضغط الساخن هو إزالة المسام لتحسين الخواص الميكانيكية للمعادن؛ كما ذكرنا سابقًا، فإن كثافة التلبيد المتأصلة التي تم الحصول عليها عن طريق صب حقن المعدن عالية بما فيه الكفاية. باستثناء كمية صغيرة من المسام السطحية، يتم إغلاق جميع المسام الموجودة داخل الجزء، لذلك يمكن تحقيق التكثيف دون استخدام مسحوق الحشو، وهي الممارسة التقليدية لتصنيع قضبان الفولاذ المضغوطة الساخنة المتساوية الضغط. للشركات التي تسعى موثوقةMIM مورد حلول الضغط المتوازن الساخن، يمكن أن يؤدي الضغط المتوازن على الساخن إلى تحسين أداء المنتج النهائي بشكل ملحوظ؛ فهو يعمل على تكثيف الأجزاء، وبالتالي يمنح الأجزاء أداءً أفضل، وأبعادًا أكثر تجانسًا، وتشطيبًا أفضل للسطح، ويقلل من احتمالية توليد مسام مفتوحة أثناء التلميع. يوضح الشكل 9.2 البنية المجهرية (أ) للجزء المصبوب بالحقن المعدني 316L الملبد عند درجة 1 350 والبنية المجهرية (ب) تحت ضغط متساوي الضغط الساخن عند 105 ميجا باسكال ودرجة 1 100 . يتبين من الشكل أن المسام الموجودة في المادة تختفي بعد الضغط المتوازن الساخن، وتنمو الحبوب. ولوحظ أيضًا نمو الحبوب في الأجزاء المعدنية المصبوبة بالحقن من 17-4PH SS وF2886. وأفاد لاغوي أن حجم الحبوب زاد بمقدار 5 إلى 6 مرات، وأفاد ساجو أن حجم الحبوب زاد بمقدار 3 مرات.

الضغط المتوازن الساخن يمكن أن يؤدي إلى تكثيف المواد التي لا تحتوي على مسام مفتوحة. يوضح الشكل 9.3 المسام غير القابلة للتكثيف والقابلة للتكثيف.

من المزايا الأخرى للمعالجة بالضغط المتوازن الساخن-على الأجزاء المعدنية المصبوبة بالحقن هو تحسين تناسق الأبعاد للأجزاء. نظرًا لأن الضغط المتساوي الضغط الساخن يمكن أن يحقق أقصى كثافة للأجزاء، فإن الاختلاف الإجمالي في الأبعاد بين الأجزاء بعد الضغط المتساوي الضغط الساخن سيكون صغيرًا جدًا. وقد تم اعتماد هذه الميزة على نطاق واسع من قبلالشركة المصنعة لأجزاء صب حقن المعادن الدقيقةفي الإنتاج الضخم. إحدى تقنيات التلبيد الشائعة هي تلبيد أجزاء متعددة في فرن الدفعي. لأن توزيع درجة الحرارة في فرن تلبيد الدفعة يختلف من حافة منطقة العمل إلى مركز منطقة العمل، إذا كانت درجة تكثيف الجزء الموجود في المركز تصل إلى 98%، في حين أن درجة تكثيف الجزء عند الحافة قد تكون 96%، سيكون هناك اختلاف في الأبعاد بين الجزأين. إذا تم وضع كلا الجزأين في فرن ضغط متساوي الضغط الساخن، فإن درجة التكثيف لكلا الجزأين بعد المعالجة ستكون قريبة من 100%، وستكون الأبعاد النهائية أقرب.

يمكن للمعالجة بالضغط المتساوي الاستاتيكي الساخن على الأجزاء المقولبة بالحقن أن تحسن الخواص الميكانيكية للأجزاء المقولبة بالحقن. القاعدة التجريبية في قولبة مسحوق المعادن هي أنه مع زيادة الكثافة، سيتم تحسين أداء الجزء، وسيتم تحسين الصلابة وقوة الخضوع (YS) وقوة الشد القصوى (UTS) إلى حد معين، ولكن التحسن الأكثر أهمية هو الخصائص الديناميكية للأجزاء، مثل الاستطالة، ومقاومة التعب وقوة التأثير، والتي تتأثر بسهولة بالعيوب الهيكلية المجهرية، ويتم تحسين هذه الخصائص بشكل كبير بعد معالجة الضغط المتوازن الساخن. كثير-مورد مكونات MIM عالي الأداءقم بإدراج MIM-HIP كعملية قياسية لأجزاء الطيران والقطع الطبية-. يوضح الجدول 9.2 مقارنة الخواص الميكانيكية لأجزاء MIM وMIM-HIP.

الجدول 9.2 مقارنة الخواص الميكانيكية لأجزاء MIM وMIM/HIP

بالإضافة إلى تحسين خصائص المواد، تعمل عملية الضغط المتوازن على الساخن أيضًا على تحسين قابلية تلميع سطح الجزء. التلميع هو عملية إزالة المواد من سطح الجزء، والتي يمكن إزالتها عن طريق التلميع الميكانيكي أو التلميع الكهربائي. ومع إزالة المادة بشكل مستمر، سيتم كشف بعض المواد. إذا كانت هناك مسام تحت سطح الجزء، فسوف تنكشف المسام بعد التلميع، مما يؤدي إلى سطح غير مستو. يتم سد المسام المكشوفة بسهولة عن طريق وسائط التلميع (المذيبات أو الملوثات الأخرى) وقد يؤدي ذلك إلى انخفاض جودة السطح واحتمال تلوث الجزء. إذا تعرض الجزء للضغط المتوازن الساخن قبل التلميع، فلن تكون هناك مسام على سطح الجزء المعالج، وسيتم تحسين سلامة السطح بشكل كبير، كما سيتم تحسين نظافة السطح؛ بينما في العينات التي لم تخضع للضغط متساوي الضغط الساخن، قد تحتوي المسام المكشوفة على ملوثات، مما سيترك عيوبًا أثناء الطلاء الكهربائي ويؤدي إلى نمو البكتيريا في التطبيقات الطبية. هذه الخاصية تجعل HIP لا غنى عنهمورد قوالب حقن المعادن للأجهزة الطبيةمتابعة متطلبات السطح الخالية من العيوب-.

يعمل الضغط المتساوي الاستاتيكي الساخن أيضًا على تحسين قابلية لحام الأجزاء المعدنية المقولبة بالحقن. تتمتع السبائك التي تحتوي على مسام بأداء لحام ضعيف، لذا فإن استخدام الضغط المتوازن الساخن لإزالة المسام يمكن أن يحسن جودة اللحام. لالشركة المصنعة لأجزاء MIM الدقيقة للسياراتالتي تحتاج إلى تجميع-آخر للحام، واختيار أMIM + HIP مزود الخدمة المتكاملةيمكن أن يقلل بشكل كبير من معدل عيوب اللحام ويحسن موثوقية المكونات بشكل عام.