cuatro:
compactación isostática
El moldeo por presión isostática es la forma principal de producir bolas de cerámica de alúmina.
El proceso de presión isostática térmica aplica alta presión (50-200 MPa) y alta temperatura (400-2000 ℃ ) a la superficie exterior de la pieza mecanizada mediante un gas inerte (por ejemplo, argón o nitrógeno), y el aumento de temperatura y presión hace que el material elimine el espacio debajo de la superficie a través del flujo plástico y la difusión. El proceso de presión isostática térmica puede lograr un proceso de enfriamiento uniforme y rápido a través de la unidad de bobinado pretensado de pared delgada, lo que mejora la eficiencia de producción en un 70% en comparación con el proceso de enfriamiento natural.
Un proceso de presión isostática en frío puede aplicar una presión más alta sobre el polvo cerámico o metálico, hasta 100-600 MPa a temperatura ambiente o una temperatura ligeramente superior (<93 ℃ ) para obtener componentes "en bruto" para su procesamiento y sinterización hasta obtener la resistencia final. Las tecnologías de presión isostática térmica y en frío permiten a los fabricantes de cerámica mejorar la productividad al mismo tiempo que controlan las propiedades del material.
Introducción a la tecnología de presión isostática térmica
La tecnología de presión termoisostática surgió a principios de la década de 1950 y desde entonces se ha utilizado en muchas aplicaciones. La tecnología de presión termoisostática es un proceso de producción de fundición compacta, que abarca desde la consolidación de polvo metálico (como moldeo por inyección de metal, acero para herramientas, acero de alta velocidad), hasta el enlace de compactación de cerámica, pasando por la fabricación aditiva (tecnología de impresión 3D) y más campos de aplicación, en los que se puede ver la tecnología de presión termoisostática.
En la actualidad, aproximadamente el 50% de las unidades isostáticas térmicas se utilizan para la consolidación y el tratamiento térmico de piezas fundidas. Las aleaciones típicas incluyen Ti-6Al-4V, TiAl, aluminio, acero inoxidable, superaleaciones de níquel, metales preciosos (por ejemplo, oro y platino) y metales pesados y refractarios (por ejemplo, molibdeno y tungsteno). Debido al creciente interés en la fabricación aditiva de cerámica en los campos aeroespacial y automotriz en los últimos años, la presión isostática térmica puede expandirse rápidamente a más aplicaciones en el futuro.
En primer lugar, los componentes de presión isostática térmica deben calentarse a una presión elevada o al vacío, y el gas se introduce con anticipación para expandir y establecer efectivamente la atmósfera de presión en el horno estático térmico, y este procedimiento de inicio depende de la composición del material y el ciclo de presión isostática térmica.
La presión que se aplica con argón puro en isopresión térmica suele estar entre 100 y 200 MPa. Pero a veces también se utilizan otros gases, como nitrógeno y helio, mientras que rara vez se utilizan hidrógeno y dióxido de carbono. A veces también se utilizan diferentes combinaciones de gases. Se pueden utilizar presiones más bajas o más altas en algunas áreas especiales y, en última instancia, los campos de aplicación se utilizan para determinar qué gases se deben utilizar para qué fines. Debido a que el helio, el argón y el nitrógeno son relativamente caros y el hidrógeno es fácilmente explosivo en concentraciones incorrectas, se debe prestar especial atención cuando se utiliza.
Las principales ventajas de la tecnología de presión isostática térmica son: aumentar la densidad de los productos, mejorar el rendimiento mecánico de los productos, mejorar la eficiencia de producción, reducir la tasa de desperdicio y las pérdidas. Después del tratamiento de presión isostática térmica de la fundición, los defectos de los poros internos se pueden reparar, el diseño es más ligero, el producto tiene mejor ductilidad y tenacidad, se reducen las fluctuaciones de rendimiento, tiene una vida útil más larga (dependiendo del sistema de aleación, la vida útil por fatiga de las piezas aumentó casi 10 veces) y se puede formar una combinación metalúrgica entre diferentes materiales (combinación de difusión).