Para o prensado en quente úsase unha secuencia controlada de presión e temperatura. Con frecuencia, a presión aplícase despois de que se produza algún quecemento porque aplicar presión a temperaturas máis baixas pode ter efectos adversos na peza e na ferramenta. As temperaturas de prensado en quente son varios centos de graos inferiores ás temperaturas de sinterización regulares. E a densificación case completa ocorre rapidamente. A velocidade do proceso, así como a menor temperatura requirida, limitan naturalmente a cantidade de crecemento do gran.
Un método relacionado, a sinterización de plasma con chispa (SPS), proporciona unha alternativa aos modos de calefacción resistivos e indutivos externos. En SPS, unha mostra, normalmente en po ou unha parte verde precompactada, cárgase nunha matriz de grafito con punzóns de grafito nunha cámara de baleiro e aplícase unha corrente continua pulsada a través dos punzóns, como se mostra na figura 5.35b, mentres se aplica presión. A corrente provoca o quecemento de Joule, o que aumenta a temperatura do exemplar rapidamente. Tamén se cre que a corrente provoca a formación dunha descarga de plasma ou chispas no espazo dos poros entre as partículas, o que ten o efecto de limpar as superficies das partículas e mellorar a sinterización. A formación de plasma é difícil de verificar experimentalmente e está en debate. O método SPS demostrou ser moi eficaz para a densificación dunha gran variedade de materiais, incluíndo metais e cerámica. A densificación prodúcese a temperatura máis baixa e complétase máis rápido que outros métodos, dando frecuentemente microestruturas de gran fino.
Prensado isostático en quente (HIP). O prensado isostático en quente é a aplicación simultánea de calor e presión hidrostática para compactar e densificar un composto ou unha parte en po. O proceso é análogo ao prensado isostático en frío, pero con temperatura elevada e un gas que transmite a presión á peza. Os gases inertes como o argón son comúns. O po densifícase nun recipiente ou lata, que actúa como unha barreira deformable entre o gas presurizado e a peza. Como alternativa, unha peza compactada e preinterinada ata o peche dos poros pódese HIP nun proceso "sen contedores". O HIP úsase para lograr unha densificación completa na metalurxia do po. e procesamento de cerámica, así como algunha aplicación na densificación de pezas fundidas. O método é particularmente importante para materiais difíciles de densificar, como aliaxes refractarias, superaleacións e cerámicas sen óxido.
A tecnoloxía de envases e encapsulamentos é esencial para o proceso HIP. Os envases simples, como latas metálicas cilíndricas, úsanse para densificar palanques de po de aliaxe. As formas complexas créanse empregando recipientes que reflicten as xeometrías da peza final. O material do recipiente elíxese para ser estanco e deformable nas condicións de presión e temperatura do proceso HIP. Os materiais dos envases tamén deben ser non reactivos co po e fáciles de eliminar. Para a metalurxia do po, os envases fabricados con chapas de aceiro son comúns. Outras opcións inclúen o vidro e a cerámica porosa que están incrustados nunha lata metálica secundaria. A encapsulación de vidro en po e pezas preformadas é común nos procesos HIP cerámicos. O recheo e evacuación do recipiente é un paso importante que normalmente require fixacións especiais no propio recipiente. Algúns procesos de evacuación teñen lugar a temperatura elevada.
Os compoñentes clave dun sistema para HIP son o recipiente a presión con quentadores, equipos de presurización e entrega de gas e electrónica de control. A figura 5.36 mostra un exemplo esquemático dunha configuración HIP. Hai dous modos básicos de operación para un proceso HIP. No modo de carga en quente, o recipiente precaléntase fóra do recipiente a presión e logo cárgase, quéntase á temperatura requirida e presúrase. No modo de carga en frío, o recipiente colócase no recipiente a presión a temperatura ambiente; entón comeza o ciclo de calefacción e presurización. A presión no intervalo de 20-300 MPa e a temperatura no rango de 500-2000 ° C son comúns.
Tempo de publicación: 17 de novembro de 2020