noticias de la compañía sobre Guía completa para el prensado isostático: desde los principios de formación hasta la sinterización final

I. ¿Qué es el Presionado Isostático?
El prensado isostático es una tecnología avanzada de formación de polvo.Su principio básico se basa en la ley de Pascal ̇ la presión aplicada a un fluido confinado (líquido o gas) se transmite uniformemente en todas las direccionesUtilizando este principio, el prensado isostático aplica una presión uniforme y alta desde todos los lados al polvo encapsulado dentro de un molde flexible.producen así cuerpos verdes de alto rendimiento con una uniformidad de densidad excepcional e integridad estructural.

Diferencias clave con el prensado tradicional:

• Las condiciones de ensayo de las piezas son las siguientes:Se basa en la presión uniaxial o biaxial de matrices rígidas. La fricción contra las paredes de las matrices crea gradientes de densidad (a menudo más densos en la parte superior, menos densos en la parte inferior).El proceso se ve afectado por la distribución desigual de la temperatura y la presión, lo que da lugar a mayores tolerancias dimensionales en el producto final.

• Presión isostática:El medio fluido aplica una presión omnidireccional uniforme, eliminando por completo los efectos de fricción.La distribución uniforme de la tensión evita las concentraciones de tensión causadas por la fricciónEl proceso de secado y sinterización permite la formación de formas complejas y componentes de gran tamaño, a menudo con costes de operación relativamente más bajos.También tiene requisitos menos estrictos sobre la fluidez del polvo en comparación con el prensado a presión., para una mayor variedad de materiales en polvo.

Presión isostática en Kegu:Utilizamos principalmente la Presión Isostática en Frío (CIP), una tecnología madura dentro de nuestras operaciones.Procesamiento secundarioEn la actualidad, la industria de la fabricación de productos de alta calidad se ha convertido en una industria de la fabricación de productos de alta calidad.Empleamos prensado isostático para productos de forma compleja y continuamente buscamos mejoras técnicas para optimizar los procesos de formación de materiales.

II. Tres tipos principales de prensado isostático

1Presión isostática en frío (CIP)

• Rango de temperatura:Temperatura ambiente
• Medio de presión:Emulsiones de agua o a base de agua
• Rango de presión:100 - 630 MPa
• Uso primario:Formación inicial de polvos para crear "cuerpos verdes" para su posterior sinterización.
• Características del proceso:Relativamente bajo coste, adecuado para la mayoría de los polvos cerámicos y metálicos, capaz de formar formas complejas y aplicable a una amplia gama de materiales.los productos formados requieren generalmente un mecanizado secundarioLa eficiencia de producción puede ser menor, el diseño del molde es más complejo y los moldes son consumibles.

2Presión isostática en caliente (HIP)

• Rango de temperatura:1000 - 2200°C
• Medio de presión:Gasos inertes (por ejemplo, argón, nitrógeno)
• Rango de presión:100 a 200 MPa
• Ventajas clave:Combina la formación y la sinterización en un solo paso, produciendo directamente componentes finales casi completamente densos.
• Los campos de aplicación:Las palas de las turbinas aeroespaciales, los implantes biomédicos, los materiales de las herramientas de primera calidad, etc.

3Presión isostática caliente (WIP)

• Rango de temperatura:80 - 450 °C
• Medio de presión:Aceites o fluidos especializados
• Objetivo especial:Maneja materiales difíciles de formar a temperatura ambiente, como ciertos polímeros o grafito.
• Posición técnica:Una tecnología complementaria entre CIP y HIP, con sistemas adicionales de control de temperatura que aumentan la complejidad del equipo.

III. Diseño del molde: una clave para el éxito del prensado isostático
El éxito del prensado isostático depende en gran medida de la selección y el diseño del material del molde.Un molde bien diseñado desempeña un papel fundamental en el proceso de formación del productoLos puntos clave en relación con el diseño del molde incluyen:

Fundamentos del diseño:

1. Selección del materialLas demás materias primas:Flexible, elástico, adecuado para formas complejas con altos requisitos de desmontaje.

2. El poliuretanoSe ha convertido en la tendencia principal. Al ajustar las formulaciones, se puede lograr un amplio rango de dureza para satisfacer diferentes necesidades. Ofrece buena resistencia, resistencia a la presión, larga vida útil,y produce superficies lisas en cuerpos verdes desmoldeadosEl costo es más alto que el caucho estándar.

3. Encapsulación de metal/vidrio:Específicamente utilizado para HIP, ofreciendo buena plasticidad a altas temperaturas y propiedades de sellado.

4. Principios de diseño de la cavidad

   • Calculación de la relación de compresión:Control preciso del volumen de llenado de polvo y la proporción final del volumen del cuerpo verde (normalmente alrededor de 1.7En la actualidad, el

   • Adaptabilidad a la forma:Permite el diseño de cavidades internas complejas, superficies curvas y estructuras de paredes delgadas.

   • Consideraciones para el desmoldado:Incorporar cónicos apropiados o estructuras divididas para facilitar el desmontaje.

5. Sistema de sellado

   • Asegura que el medio de presión no se infiltre en el polvo bajo alta presión.

IV. Proceso detallado de prensado isostático paso a paso

Paso 1: Relleno y preparación del polvo

1. Llene el molde flexible con polvo pesado con precisión.

2. Eliminar el aire mediante vibración o vacío para garantizar una distribución uniforme del polvo.

3. El molde se sella meticulosamente para formar un "paquete de polvo" completo.

Paso 2: Formación a alta presión

1. Coloque el molde sellado en el recipiente de alta presión.

2. Inyecte el medio a presión (aceite o agua).

3. Activar las bombas de alta presión para aumentar gradualmente la presión hasta el valor establecido (por ejemplo, 300 MPa).

4. Estadio de permanencia:Mantenga la presión para permitir una reorganización completa de las partículas y la deformación plástica.

Paso 3: liberación de presión y desmoldeo

1. Ejecutar una liberación de presión controlada y lenta (para evitar el agrietamiento del cuerpo verde).

2. Retire el molde del recipiente.

3. Quita el molde flexible para recuperar el "cuerpo verde".

V. Características del producto final sinterizado

1. Uniformidad de densidad excepcional

   • La variación de densidad entre las diferentes secciones puede controlarse dentro del 1%.

   • Elimina los riesgos de deformación y agrietamiento causados por los gradientes de densidad.

   • La densidad general puede alcanzar más del 99% de la densidad teórica.

2. Propiedades mecánicas superiores

   • Alta resistencia y dureza: rendimiento isotrópico, estable y confiable.

   • Excelente resistencia a la fatiga: La microestructura uniforme minimiza las concentraciones de estrés.

   • Precisión dimensional estable: la contracción uniforme resulta en una distorsión mínima.

3. Capacidad de forma flexible

   • Puede producir geometrías complejas imposibles con el prensado tradicional.

   • Formación en forma de red: Reduce significativamente la asignación de mecanizado posterior y el desperdicio de material.

   • Especialmente adecuado para piezas largas, tubulares o en forma de varilla con altas proporciones de aspecto.

4. Microstructura ideal

   • Distribución uniforme del grano.

   • Alta densidad, con porosidad cercana al 0%.

   • Libre de defectos internos y tensiones residuales.

5. Apariencia del producto final

   • La superficie presenta un acabado uniforme y sinterizado mate.

   • Reducción dimensional uniforme con precisión controlable.

Resumen de las ventajas técnicas

VII. Áreas de aplicación y perspectivas

• Aeroespacial:El HIP se utiliza para componentes críticos de aleación de titanio y super aleación (discos de turbina, palas) para eliminar defectos y mejorar el rendimiento.Los componentes complejos representan una capacidad de fabricación nacional avanzada..

• Implantes médicos:El HIP es crucial para la fabricación de juntas cerámicas de alto rendimiento (cadera, rodilla) a partir de materiales como zirconio o nitruro de silicio, logrando una densidad y propiedades casi perfectas.

• Energía y medio ambiente:Las baterías de estado sólido utilizan electrolitos sólidos en lugar de líquidos, pero el contacto entre la interfaz sólida y sólida es un gran desafío.La presión ultra alta del prensado isostático es un proceso clave para lograr un contacto íntimo de la interfaz y mejorar el rendimiento de la batería..

• Fabricación de herramientas:El prensado isostático es un proceso clave en la fabricación de piezas resistentes al desgaste y herramientas de corte de carburo cementado, que ofrece la ventaja principal de producirpiezas libres de defectos con propiedades uniformes.

Conclusión:La tecnología de prensado isostático, a través de su mecanismo único de aplicación de presión uniforme, resuelve los problemas de variación de densidad y limitaciones de forma inherentes a la formación tradicional de polvo.Desde el diseño preciso del molde hasta el proceso de prensado estrictamente controlado, y finalmente al producto sinterizado de alto rendimiento, esta cadena tecnológica completa representa el pináculo de la metalurgia de polvo moderna.La prensa isostática desempeñará sin duda un papel insustituible en campos más avanzados..