nouvelles de l'entreprise Guide complet du pressage isostatique: de la formation des principes au frittage final

I. Qu'est-ce que la pression isostatique?
Le pressage isostatique est une technologie avancée de formation de poudre.Son principe de base est basé sur la loi de Pascal: la pression appliquée à un fluide confiné (liquide ou gaz) est transmise uniformément dans toutes les directions.En utilisant ce principe, la pressure isostatique applique une pression élevée uniforme de tous les côtés à la poudre encapsulée dans un moule souple.produisant ainsi des corps verts à haute performance avec une uniformité de densité exceptionnelle et une intégrité structurelle.

Principales différences par rapport au pressage traditionnel:

• Pour les appareils de traitement de l'air:Il s'appuie sur la pression uniaxienne ou biaxienne des matrices rigides.Le processus est affecté par une distribution inégale de la température et de la pression, ce qui donne lieu à des tolérances dimensionnelles plus importantes dans le produit final.

• Précipitation isostatique:Le milieu fluide applique une pression omnidirectionnelle uniforme, éliminant complètement les effets de frottement.Une distribution uniforme des contraintes évite les concentrations de contraintes causées par le frottementIl permet de former des formes complexes et de grands composants, souvent avec des coûts d'exploitation relativement faibles.Il a également des exigences moins strictes en matière de débit de poudre par rapport au pressage sous pression., pour une plus grande variété de poudres.

Pression isostatique à Kegu:Nous utilisons principalement le pressage isostatique à froid (CIP), une technologie mature dans nos opérations.transformation secondaire, et le frittage, les produits finaux répondent à toutes les exigences de performance spécifiées par le client.nous utilisons la pressure isostatique pour les produits aux formes complexes et poursuivons continuellement des améliorations techniques pour optimiser les processus de formation des matériaux.

II. Trois principaux types de pressage isostatique

1. Pression isostatique à froid (CIP)

• Plage de température:Température ambiante
• Précipitation moyenne:Émulsions à base d'eau ou d'eau
• Plage de pression:100 à 630 MPa
• Utilisation principale:Formation initiale de poudres pour créer des "corps verts" pour le frittage ultérieur.
• Caractéristiques du procédé:Relativement peu coûteux, adapté à la plupart des poudres céramiques et métalliques, capable de former des formes complexes et applicable à une large gamme de matériaux.les produits formés nécessitent généralement une usinage secondaireL'efficacité de la production peut être inférieure, la conception du moule est plus complexe et les moules sont des consommables.

2. Pression isostatique à chaud (HIP)

• Plage de température:1000 à 2200°C
• Précipitation moyenne:Les gaz inertes (par exemple, l'argon, l'azote)
• Plage de pression:100 à 200 MPa
• Principaux avantages:Combine la formation et le frittage en une seule étape, produisant directement des composants finaux presque entièrement denses.
• Les champs d'application:Les pales de turbine aérospatiale, les implants biomédicaux, les matériaux d'outils haut de gamme, etc.

3. Pression isostatique à chaud (WIP)

• Plage de température:80 à 450°C
• Précipitation moyenne:Huile ou fluides spécialisés
• Objectif spécifique:Traite des matériaux difficiles à former à température ambiante, tels que certains polymères ou du graphite.
• Position technique:Une technologie complémentaire entre CIP et HIP, avec des systèmes de contrôle de température supplémentaires qui augmentent la complexité de l'équipement.

III. La conception des moules: une clé pour réussir le pressage isostatique
Le succès de la pressure isostatique dépend fortement de la sélection et de la conception du matériau du moule.Un moule bien conçu joue un rôle essentiel dans le processus de fabrication du produit.Les points clés concernant la conception du moule sont les suivants:

Les éléments essentiels de la conception:

1. Sélection du matérielPour les matières premières:Flexible, élastique, adapté à des formes complexes nécessitant un démoullage élevé, peu coûteux et techniquement mature.

2. D'une teneur en acide acétique inférieure ou égale à:Il est devenu la tendance dominante. En ajustant les formulations, une large gamme de dureté peut être obtenue pour répondre à différents besoins. Offre une bonne résilience, résistance à la pression, longue durée de vie,et produit des surfaces lisses sur des corps verts démontésLe coût est plus élevé que le caoutchouc standard.

3. Encapsulation métallique/vitrée:Utilisé spécifiquement pour les HIP, offrant une bonne plasticité à haute température et des propriétés d'étanchéité.

4. Principes de conception des cavités

   • Calcul du ratio de compression:Contrôle précis du volume de remplissage de poudre par rapport au volume final du corps vert (généralement autour de 1,5).7Les résultats de l'enquête

   • Adaptabilité à la forme:Permet de concevoir des cavités internes complexes, des surfaces courbes et des structures à paroi mince.

   • Considérations concernant le démolding:Incorporer des cônes appropriés ou des structures fractionnées pour faciliter le démontage.

5. Système de scellement

   • Assure que le milieu de pression n'infiltre pas la poudre sous haute pression.

IV. Processus détaillé de pressage isostatique étape par étape

Étape 1: Remplissage et préparation en poudre

1. Remplissez le moule souple d'une poudre pesée avec précision.

2. Éliminer l'air par vibration ou sous vide pour assurer une distribution uniforme de la poudre.

3. Fermez méticuleusement le moule pour former un "paquet en poudre" complet.

Étape 2: Formage sous haute pression

1. Mettez le moule scellé dans le récipient à haute pression.

2. Injecter le milieu sous pression (huile ou eau).

3. Activation des pompes à haute pression pour augmenter progressivement la pression jusqu'à la valeur définie (par exemple, 300 MPa).

4. Étape de séjour:Maintenir la pression pour permettre un réarrangement complet des particules et une déformation plastique.

Étape 3: libération de pression et démoulage

1. Exécuter un relâchement de pression contrôlé et lent (pour empêcher la fissuration du corps vert).

2. Retirez le moule du récipient.

3. Enlevez la moisissure souple pour récupérer le "corps vert".

V. Caractéristiques du produit final frité

1. Uniformité de densité exceptionnelle

   • Les variations de densité entre les différentes sections peuvent être contrôlées à moins de 1%.

   • Élimine les risques de déformation et de fissuration causés par les gradients de densité.

   • La densité globale peut atteindre plus de 99% de la densité théorique.

2. Propriétés mécaniques supérieures

   • Haute résistance et ténacité: performance isotrope, stable et fiable.

   • Excellente résistance à la fatigue: la microstructure uniforme minimise les concentrations de stress.

   • Précision dimensionnelle stable: le rétrécissement uniforme entraîne une distorsion minimale.

3. Capacité de forme souple

   • Peut produire des géométries complexes impossibles avec la presse traditionnelle.

   • Formage en forme de filet: réduit considérablement les déchets et les déchets d'usinage.

   • Particulièrement adapté aux pièces longues, tubulaires ou en forme de tige ayant un rapport d'aspect élevé.

4. Microstructure idéale

   • Répartition uniforme de la taille des grains.

   • Haute densité, avec une porosité proche de 0%.

   • Sans défauts internes ni contraintes résiduelles.

5. Apparence du produit final

   • La surface présente une finition uniforme et sintrée mate.

   • Rétrécissement dimensionnel uniforme avec une précision contrôlable.

VI. Résumé des avantages techniques

VII. Champs d'application et perspectives

• Aérospatiale:L'HIP est utilisé pour les composants critiques en alliage de titane et en superalliage (disques de turbine, pales) afin d'éliminer les défauts et d'améliorer les performances.Les composants complexes représentent une capacité de fabrication nationale avancée.

• Implants médicaux:L'HIP est essentiel pour la fabrication de joints céramiques de haute performance (hip, knee) à partir de matériaux tels que le zirconium ou le nitrure de silicium, atteignant une densité et des propriétés presque parfaites.

• Énergie et environnementLes batteries à état solide utilisent des électrolytes solides au lieu de liquides, mais un contact faible entre les solides et les solides est un défi majeur.la pression ultra-haute de la pression isostatique est un processus clé pour atteindre un contact intime entre les surfaces et améliorer les performances de la batterie.

• Fabrication d'outils:Le pressage isostatique est un procédé clé dans la fabrication de pièces résistantes à l'usure et d'outils de découpe au carbure cimenté, offrant l'avantage principal de produire des pièces de haute densité,pièces exemptes de défauts ayant des propriétés uniformes.

Conclusion:La technologie de pressage isostatique, grâce à son mécanisme unique d'application de pression uniforme, résout les problèmes de variation de densité et de limitations de forme inhérents au formage traditionnel de poudre.De la conception précise du moule au processus de pressage strictement contrôléCette chaîne technologique complète représente le sommet de la métallurgie des poudres moderne.Le pressage isostatique jouera sans aucun doute un rôle irremplaçable dans des domaines plus avancés..