Метод горячего изостатического прессования для получения изделий готовой формы

Данная статья посвящена вопросам использования метода горячего изостатического прессования (ГИП) для получения изделий конечной формы в порошковой металлургии. С помощью данного метода можно получать изделия сложной формы весом от 1 кг до 15 тонн. Метод горячего изостатического прессования основан на порошковой металлургии и сочетает в себе преимущества технологии литья с технологиями ковки.

Ниже приведена краткая последовательность действий в технологии ГИП

Аналогом метода горячего изостатического прессования были и остаются следующие широко известные технологии

Все методы имеют свои недостатки и преимущества. Рассмотрим основные недостатки и преимущества методов в таблице

Рассмотрим, для каких материалов выгоднее осуществлять горячее изостатическое прессование по сравнению с традиционными методами

Видно, что ГИП применяется там, где присутствуют значительные затраты материала при обработке и предъявляются высокие требования к конечной форме изделий.

Описание метода

Метод ГИП это один из способов уплотнения металлических или керамических материалов путем приложения высокого изотропного давления при высокой температуре ниже температуры плавления материала. Используется в двух случаях:

1. Устранение закрытой пористости в отлитой или спеченной детали
2. Консолидации порошка в закрытом металлическом контейнере

Устранение закрытой пористости	Консолидация порошка

Рассмотрим второй случай, поскольку он является наиболее сложным. Процесс горячего изостатического прессования в случае консолидации порошковых материалов состоит из стадий:

• Разработка и производство металлической формы
• Заполнение формы требуемым порошком
• Вакуумирование формы
• Помещение в пресс ГИП
• Повышение температуры и давления
• Выдержка при нужных технологических параметрах
• Охлаждение пресса и формы
• Удаление полученной детали из формы

Ниже, на рисунке приведен пример изготовления детали конечной формы с помощью метода ГИП. Форма отделяется от детали механической обработкой, если деталь имеет простую форму. В случае сложной формы детали, отделение от формы осуществляется с помощью выщелачивания кислотой.

Итак, посмотрим, как выглядит вся производственная цепочка для получения изделий готовой формы методом порошковой металлургии. Также ниже рассмотрены технологические параметры, которые являются наиболее важными для контроля на каждой стадии обработки:

 Применение метода горячего изостатического прессования для получения деталей готовой формы:

• изготовление вентилей и клапанов из никеля и нержавеющей стали
• производство лопаток для турбин в аэрокосмической отрасли
• в медицине для получения заготовок для имплантантов

Основные вопросы, которые должны быть приняты во внимание, при рассмотрении метода горячего изостатического прессования на производстве:

• экономические  выгоды  при  использовании  метода порошковой металлургии и горячего изостатического прессования (ГИП) вместо традиционных методов;
• будет ли повышение качества продукции после применения метода горячего изостатического прессования;
• есть ли новые возможности для разработки высокотемпературных компонентов при использовании метода ГИП;
• позволит ли использование метода ГИП снизить расходы на обработку деталей;
• будут ли сокращены издержки в результате потерь материала при обработке.

Все эти вопросы должны быть тщательно проработаны перед тем, как заменять существующие технологии по производству деталей из металлов и сплавов на технологию горячего изостатического прессования.