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compactação isostática
A moldagem por pressão isostática é o principal método de produção de esferas de cerâmica de alumina.
O processo de pressão isostática térmica aplica alta pressão (50-200 MPa) e alta temperatura (400-2000 ℃ ) à superfície exterior da peça maquinada através de um gás inerte (por exemplo, árgon ou azoto), e o aumento da temperatura e da pressão faz com que o material elimine a folga sob a superfície através do fluxo plástico e da difusão. O processo de pressão isostática térmica pode atingir um processo de arrefecimento uniforme e rápido através da unidade de enrolamento pré-esforçado de parede fina, o que melhora a eficiência da produção em 70% em comparação com o processo de arrefecimento natural.
Um processo de pressão isostática a frio pode aplicar uma pressão mais elevada em pó cerâmico ou metálico, até 100-600 MPa à temperatura ambiente ou a uma temperatura ligeiramente mais elevada (<93 ℃ ) para obter componentes "em bruto" para o processamento e sinterização até à resistência final. As tecnologias de pressão isostática térmica e fria permitem aos fabricantes de cerâmica melhorar a produtividade, ao mesmo tempo que controlam as propriedades do material.
Introdução à tecnologia de pressão isostática térmica
A tecnologia de pressão termoisostática surgiu no início da década de 1950 e tem sido favorecida em muitas aplicações desde então. A tecnologia de pressão isostática térmica é um processo de produção de fundição compacta, desde a consolidação de pó metálico (como moldagem por injeção de metal, aço para ferramentas, aço rápido), até à compactação cerâmica, fabrico aditivo (tecnologia de impressão 3D) e mais campos de aplicação, pode-se ver a tecnologia de pressão isostática térmica.
Atualmente, cerca de 50% das unidades isostáticas térmicas são utilizadas para a consolidação e tratamento térmico de peças fundidas. As ligas típicas incluem Ti-6Al-4V, TiAl, alumínio, aço inoxidável, superliga de níquel, metais preciosos (por exemplo, ouro e platina) e metais pesados e refractários (por exemplo, molibdénio e tungsténio). Devido ao crescente interesse no fabrico de aditivos cerâmicos nos setores aeroespacial e automóvel nos últimos anos, a pressão isostática térmica pode expandir-se rapidamente para mais aplicações no futuro.
Em primeiro lugar, os componentes de pressão isostática térmica precisam de ser aquecidos a pressão elevada ou vácuo, e o gás é introduzido antecipadamente para expandir e estabelecer eficazmente a atmosfera de pressão no forno estático térmico, e este procedimento inicial depende da composição do material e do ciclo de pressão isostática térmica.
A pressão aplicada utilizando árgon puro na isopressão térmica é geralmente entre 100 e 200 MPa. Mas, por vezes, outros gases, como o azoto e o hélio, também são utilizados, enquanto o hidrogénio e o dióxido de carbono são raramente utilizados. Por vezes, também são utilizadas combinações diferentes de gases. Podem ser utilizadas pressões mais baixas e mais altas em algumas áreas especiais e, em última análise, os campos de aplicação são utilizados para determinar quais os gases que devem ser utilizados para que fins. Como o hélio, o árgon e o azoto são relativamente caros, e o hidrogénio é facilmente explosivo em concentrações erradas, deve ser dada especial atenção na sua utilização.
As principais vantagens da tecnologia de pressão isostática térmica são: aumentar a densidade dos produtos, melhorar o desempenho mecânico dos produtos, melhorar a eficiência da produção, reduzir a taxa de desperdício e perdas. Após o tratamento de pressão isostática térmica da peça fundida, os defeitos dos poros internos podem ser reparados, o design é mais leve, o produto tem melhor ductilidade e tenacidade, flutuações de desempenho reduzidas, vida útil mais longa (contando com o sistema de liga, a vida útil das peças em fadiga aumentou quase 10 vezes) e pode formar uma combinação metalúrgica entre diferentes materiais (combinação de difusão).