Problemas e información relacionada sobre el proceso de prensado isostático en caliente (HIP)

Problemas e información relacionada sobre el proceso de prensado isostático en caliente (HIP)

Problemas relacionados con el proceso de prensado isostático en caliente

El prensado isostático en caliente aporta muchas mejoras beneficiosas a las propiedades de los materiales, pero la gente ha expresado su preocupación por los posibles efectos negativos de este proceso, incluida la deformación de las piezas, la posible contaminación de la superficie y las diferencias de deformación entre diferentes lotes de piezas. Para las empresas que buscan un proveedor confiable de piezas de moldeo por inyección de metal o un proveedor de servicios de prensado isostático en caliente MIM, comprender estas variables es fundamental para lograr componentes consistentes de alto-rendimiento.

Como se mencionó anteriormente, el prensado isostático en caliente puede acercar la densidad de las piezas moldeadas por inyección de metal al 100%. Sin embargo, en el proceso de moldeo por inyección, los pasos previos del proceso pueden provocar gradientes de densidad en las piezas. Por ejemplo, las inclusiones en la ubicación de la puerta pueden dar lugar a diferentes densidades en diferentes posiciones de la pieza. El contenido de partículas de polvo es mayor cerca de la compuerta, mientras que en áreas alejadas de la compuerta, el contenido de partículas de polvo es menor debido a la menor presión de moldeo. Si existen tales gradientes de densidad durante el proceso de sinterización, el área cercana a la compuerta se contraerá más que el área alejada de la compuerta, y esta diferencia en la contracción se amplificará aún más durante el proceso de prensado isostático en caliente, con áreas de baja-densidad que se contraerán más que las áreas de alta-densidad, lo que provocará deformación de la pieza y contracción anisotrópica. Una fábrica profesional de moldeo por inyección de metal con capacidad de prensado isostático en caliente puede controlar eficazmente el diseño de la compuerta y los parámetros de llenado para minimizar dichos riesgos desde el origen.

Debido al gradiente de enfriamiento dentro del horno de prensado isostático caliente, las piezas también pueden deformarse. Si el espesor de la pared de la pieza es desigual, la parte más delgada se enfriará más rápido que la parte más gruesa, lo que puede causar deformación. Este fenómeno también se puede observar durante el tratamiento térmico.

Las piezas moldeadas por inyección de metal responden muy bien al proceso de prensado isostático en caliente porque la porosidad superficial de las piezas es muy baja y los poros generados en el interior de las piezas suelen ser muy pequeños. A diferencia de la fundición a presión, las piezas fabricadas por MIM casi no muestran abolladuras después del tratamiento de prensado isostático en caliente, aunque a veces se puede observar una ligera deformación cerca de los poros. Si aparecen defectos en las piezas después del tratamiento de prensado isostático en caliente, los poros que causan los defectos generalmente no provienen de los pequeños orificios presentes en las piezas inyectadas, sino que es más probable que sean causados ​​por malas condiciones de prensado isostático en caliente. Por lo tanto, se deben verificar las condiciones de formación y seccionar las piezas antes del prensado isostático en caliente para determinar si existen defectos causados ​​por las condiciones de formación. Elegir un proveedor experimentado de moldeo por inyección de metal y soluciones integradas HIP puede reducir significativamente la tasa de defectos posteriores al proceso.

Otro problema práctico es que durante el proceso de prensado isostático en caliente, la superficie de la pieza puede contaminarse. Dado que los proveedores procesan una variedad de aleaciones en equipos de prensado isostático en caliente, puede ocurrir contaminación de la superficie durante el procesamiento. El autor observó contaminación de titanio y hafnio en la superficie de las piezas después del tratamiento de prensado isostático en caliente, y el análisis mostró que esto es difícil de evitar por completo. Recubrir las piezas con una capa de acero para herramientas o confiar un proveedor de servicios HIP de moldeo por inyección de metal de grado médico-dedicado puede prevenir dicha contaminación o minimizarla para cumplir con los requisitos de certificación de dispositivos médicos y aeroespaciales.

Algunas personas afirman que recalentar piezas bajo presión atmosférica o al vacío puede producir poros abiertos. Aunque este tipo de descripciones aparecen ocasionalmente en la literatura, el autor no ha observado este fenómeno.

Ejemplos de parámetros del proceso de prensado isostático en caliente

Las condiciones típicas del proceso de prensado isostático en caliente son limitadas. La mayoría de los proveedores tienen flujos de proceso estándar, en los que las variables son temperatura, presión y tiempo. Al ejecutar el flujo del proceso, se establece especialmente la misma presión junto con diferentes tiempos y temperaturas. La Tabla 9.3 enumera los parámetros estándar del proceso de prensado isostático en caliente que se pueden utilizar para piezas moldeadas por inyección de metal. El proveedor llave en mano líder en moldeo por inyección de metal de precisión suele ofrecer a sus clientes paquetes de parámetros HIP optimizados específicos del material-para garantizar la estabilidad del lote.

Tabla 9.3 Parámetros del proceso para el prensado isostático en caliente estático (HIP) de piezas moldeadas por inyección-de metales comunes

Resumen

Dado que las piezas moldeadas por inyección de metal no contienen poros abiertos, se puede utilizar tecnología de prensado isostático en caliente para tratarlas. Se mejora el rendimiento de las piezas moldeadas por inyección de metal tratadas mediante prensado isostático en caliente, la densidad es cercana al 100%, los granos crecen significativamente, se mejora la consistencia dimensional entre diferentes lotes de piezas moldeadas por inyección de metal y se mejoran la pulibilidad y soldabilidad de las piezas. Para las empresas que buscan piezas metálicas pequeñas y complejas de alto-rendimiento, cooperar con un fabricante profesional de moldeo por inyección de metal de proceso completo-y prensado isostático en caliente se ha convertido en la solución preferida para lograr el máximo equilibrio entre rendimiento y costos.