Pregled vrućeg izostatičkog prešanja (HIP)
Vruće izostatičko prešanje (HIP) je proces koji koristi medij inertnog plina (kao što je argon ili dušik) pod visokom temperaturom (900-2000 stupnjeva) i visokim tlakom (50-200 MPa) za primjenu ravnomjernog pritiska iz svih smjerova na materijal, postižući zgušnjavanje. HIP je značajno sazrio i naširoko se koristi u primjenama kao što su zgušnjavanje odljevaka, sinterovanje u metalurgiji praha i difuzijsko lijepljenje kompozitnih materijala. To je napredan proizvodni proces i sredstvo za proizvodnju kritičnih komponenti za vrhunsku-opremu u zrakoplovstvu, zrakoplovstvu, pomorstvu i drugim poljima te je ključna tehnologija za poboljšanje svojstava materijala i osiguravanje pouzdanosti opreme.
Tijek HIP procesa
Koraci HIP procesa su sljedeći: Prvo se pregledani i očišćeni obradak stavlja u visokotlačnu-posudu. Zatim se u posudu uvlači vakuum. Zatim se uvodi pred{3}}naboj inertnog plina (dušik ili argon, itd.), a tlak se postupno povećava pomoću kompresora. Nakon što se tlak stabilizira, aktivira se sustav grijanja za podizanje temperature unutar posude. Kada temperatura i tlak dosegnu unaprijed postavljene vrijednosti, počinje faza držanja na konstantnoj temperaturi i tlaku kako bi se osiguralo da je obradak u potpunosti izložen toplini i tlaku. Nakon završetka obrade visoko-temperaturom i visokim{9}}tlakom, temperatura unutar peći postupno se smanjuje pomoću sustava za kontrolu temperature, nakon čega slijedi smanjenje tlaka kako bi se oslobodio unutarnji tlak. Na kraju se izradak uklanja i podvrgava kontroli kvalitete i potrebnoj strojnoj obradi.
HIP sustav opreme
Implementacija HIP procesa oslanja se na visoko integrirani sustav opreme, čije ključne komponente uključuju visokotlačnu-posudu, grijaću peć, kompresor, vakuumsku pumpu, spremnik plina, rashladni sustav i računalni kontrolni sustav.
Kao glavna komponenta, visoko{0}}tlačna posuda mora izdržati i visoke temperature (obično manje od ili jednako 1500 stupnjeva) i ultra-visoke tlakove (manje ili jednako 200 MPa). Njegov strukturni dizajn izravno utječe na sigurnost i pouzdanost procesa. Posuda ultra-visokog-tlaka koristi strukturu namota od-čelične žice visoke-prednapregnute. U neopterećenom stanju nalazi se u pred-napregnutom tlačnom stanju; pod unutarnjim tlakom ostaje u komprimiranom stanju s malim rasponom naprezanja. To rezultira vrlo visokom otpornošću na zamor i nosivost-opterećenja, čineći plovilo vrlo izdržljivim i nesklonim oštećenjima. Ova je tehnologija postala industrijski standard i promiče veliki-modularni razvoj HIP opreme.
Prednosti HIP tehnologije
Zgušnjavanje putem HIP-a – Istodobnom primjenom visoke temperature i visokog tlaka, HIP učinkovito uklanja unutarnje nedostatke kao što su šupljine skupljanja i poroznost u odljevcima ili aditivno proizvedenim dijelovima, čime se zgušnjava materijal. Nakon HIP obrade, mehanička svojstva odljevaka/aditivno proizvedenih dijelova značajno su poboljšana, kao i njihova otpornost na zamor i otpornost na koroziju, produžujući njihov radni vijek. Posljednjih godina, potaknuto sve većim zahtjevima za performansama, HIP zgušnjavanje proširilo se izvan odljevaka kako bi uključilo 3D-ispisane dijelove,-oblikovane raspršivanjem, visoko-sinterirane dijelove itd. Raspon materijala također je porastao od legura titana i superlegura do legura magnezija, aluminijskih legura i drugih. Primjene su se proširile od zrakoplovstva do nuklearne energije, nafte i plina, raspršujućih meta i drugih polja.