Problèmes et informations associées concernant le processus de pressage isostatique à chaud (HIP)

Problèmes et informations associées concernant le processus de pressage isostatique à chaud (HIP)

Problèmes liés au processus de pressage isostatique à chaud

Le pressage isostatique à chaud apporte de nombreuses améliorations bénéfiques aux propriétés des matériaux, mais des personnes ont exprimé des inquiétudes quant aux effets négatifs potentiels de ce processus, notamment la déformation des pièces, la contamination potentielle de la surface et les différences de déformation entre les différents lots de pièces. Pour les entreprises à la recherche d'un fournisseur fiable de pièces de moulage par injection de métal ou d'un fournisseur de services de pressage isostatique à chaud MIM, il est essentiel de comprendre ces variables pour obtenir des composants-hautes performances cohérents.

Comme mentionné précédemment, le pressage isostatique à chaud peut amener la densité des pièces métalliques moulées par injection à près de 100 %. Cependant, dans le processus de moulage par injection, les étapes précédentes du processus peuvent provoquer des gradients de densité dans les pièces. Par exemple, les inclusions à l'emplacement de la porte peuvent conduire à des densités différentes à différentes positions dans la pièce. La teneur en particules de poudre est plus élevée près de la porte, tandis que dans les zones éloignées de la porte, la teneur en particules de poudre est plus faible en raison d'une pression de moulage plus faible. Si de tels gradients de densité existent pendant le processus de frittage, la zone proche de la porte rétrécira davantage que la zone éloignée de la porte, et cette différence de retrait sera encore amplifiée pendant le processus de pressage isostatique à chaud, les zones à faible densité - rétrécissant plus que les zones à haute densité -, conduisant à une déformation de la pièce et à un retrait anisotrope. Une usine professionnelle de moulage par injection de métal dotée d'une capacité de pressage isostatique à chaud peut contrôler efficacement la conception des portes et les paramètres de remplissage afin de minimiser ces risques provenant de la source.

En raison du gradient de refroidissement à l’intérieur du four de pressage isostatique chaud, les pièces peuvent également se déformer. Si l'épaisseur de paroi de la pièce est inégale, la partie la plus fine refroidira plus rapidement que la partie la plus épaisse, ce qui peut provoquer une déformation. Ce phénomène peut également être observé lors du traitement thermique.

Les pièces métalliques moulées par injection répondent très bien au processus de pressage isostatique à chaud car la porosité de la surface des pièces est très faible et les pores générés à l'intérieur des pièces sont généralement très petits. Contrairement au moulage sous pression, les pièces fabriquées par MIM ne présentent quasiment aucune bosse après un traitement de pressage isostatique à chaud, même si de légères déformations peuvent parfois être observées à proximité des pores. Si des défauts apparaissent dans les pièces après un traitement de pressage isostatique à chaud, les pores à l'origine des défauts ne proviennent généralement pas des petits trous présents dans les pièces injectées, mais sont plus probablement causés par de mauvaises conditions de pressage isostatique à chaud. Par conséquent, les conditions de formage doivent être vérifiées et les pièces avant pressage isostatique à chaud doivent être sectionnées pour déterminer s'il existe des défauts causés par les conditions de formage. Le choix d'un fournisseur expérimenté de moulage par injection de métal et de solutions intégrées HIP peut réduire considérablement le taux de défauts post-processus.

Un autre problème pratique est que lors du processus de pressage isostatique à chaud, la surface de la pièce peut être contaminée. Étant donné que les fournisseurs traitent une variété d’alliages dans des équipements de pressage isostatiques à chaud, une contamination de surface peut survenir pendant le traitement. L'auteur a observé une contamination par du titane et de l'hafnium à la surface des pièces après un traitement de pressage isostatique à chaud, et l'analyse a montré qu'il est difficile d'éviter complètement ce phénomène. Enduire les pièces d'une couche d'acier à outils ou confier un fournisseur de services HIP dédié au moulage par injection de métal de qualité médicale-peut empêcher une telle contamination ou la minimiser pour répondre aux exigences de certification de l'aérospatiale et des dispositifs médicaux.

Certaines personnes prétendent que réchauffer des pièces sous pression atmosphérique ou sous vide peut produire des pores ouverts. Bien que de telles descriptions apparaissent occasionnellement dans la littérature, l’auteur n’a pas observé ce phénomène.

Exemples de paramètres de processus de pressage isostatique à chaud

Les conditions typiques du processus de pressage isostatique à chaud sont limitées. La plupart des fournisseurs disposent de flux de processus standard dans lesquels les variables sont la température, la pression et le temps. Lors de l'exécution du flux de processus, la même pression est spécialement réglée avec des durées et des températures différentes. Le tableau 9.3 répertorie les paramètres standard du processus de pressage isostatique à chaud qui peuvent être utilisés pour les pièces moulées par injection de métal. Les principaux fournisseurs clés en main de moulage par injection de métal de précision fournissent généralement à leurs clients des packages de paramètres HIP optimisés spécifiques au matériau pour garantir la stabilité des lots.

Tableau 9.3 Paramètres de processus pour le pressage isostatique à chaud (HIP) statique de pièces moulées par injection de métal courant-

Résumé

Étant donné que les pièces métalliques moulées par injection ne contiennent pas de pores ouverts, la technologie de pressage isostatique à chaud peut être utilisée pour les traiter. Les performances des pièces moulées par injection métallique traitées par pressage isostatique à chaud sont améliorées, la densité est proche de 100 %, les grains croissent de manière significative, la cohérence dimensionnelle entre les différents lots de pièces moulées par injection métallique est améliorée, et la polissabilité et la soudabilité des pièces sont améliorées. Pour les entreprises à la recherche de-pièces métalliques complexes de petite taille et de hautes performances, la coopération avec un fabricant professionnel-de moulage par injection de métal et de pressage isostatique à chaud est devenue la solution privilégiée pour obtenir le meilleur équilibre entre performances et coûts.