हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग क्या है?
सिंहावलोकन
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP) तकनीक 1950 के दशक में बैटल मेमोरियल इंस्टीट्यूट द्वारा प्रस्तावित की गई थी। इसका उपयोग मूल रूप से परमाणु रिएक्टर भागों के प्रसार बंधन के लिए किया गया था। जल्द ही यह पता चला कि यह सीमेंटेड कार्बाइड में पाउडर के समेकन और सरंध्रता को खत्म करने के लिए एक उत्कृष्ट तकनीक है। गर्म आइसोस्टैटिक दबाव अपने यांत्रिक गुणों, चिकनाई और चढ़ाना क्षमता में सुधार के लिए घनत्व और मिश्र धातु घनत्व के लिए उद्योग में एक मान्यता प्राप्त तकनीक के रूप में विकसित हुआ है। इसका मुख्य कार्य सामग्री के अंदर रिक्तियों को दूर करना है। अधिकांश धातु इंजेक्शन मोल्डिंग निर्माता इस प्रक्रिया को पेशेवर एमआईएम हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग सेवा प्रदाताओं या प्रमाणित एचआईपी प्रसंस्करण आपूर्तिकर्ताओं को आउटसोर्स करते हैं।
क्योंकि प्रक्रिया सरल है और केवल भागों के उच्च तापमान और उच्च दबाव उपचार की आवश्यकता होती है, गर्म आइसोस्टैटिक दबाव उपकरण विशेष रूप से इन स्थितियों को प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और उपकरण की लागत अधिक है। गर्म आइसोस्टैटिक दबाने की प्रक्रिया के दौरान, उच्च तापमान सामग्री को बहुत नरम और विकृत करना आसान बनाता है, जबकि उच्च दबाव सामग्री के अंदर माइक्रोप्रोर्स को संपीड़ित करता है। रेंगना और प्रसार तंत्र के माध्यम से छिद्र समाप्त हो जाते हैं। तापमान बढ़ने पर सामग्री की उपज शक्ति (YS) कम हो जाती है। जब ऑक्सीजन को धातु सामग्री पर लागू किया जाता है, तो गर्म प्रोटॉन धातु सामग्री में नहीं फैलेंगे। गर्म आइसोस्टैटिक दबाव के प्रारंभिक चरण में पूर्व विरूपण तंत्र में नाबारो {{6} हेरिंग क्रीप (अनाज के आंतरिक भाग के माध्यम से प्रसार), कोबल क्रीप (अनाज सीमा क्रीप) और अव्यवस्था क्रीप शामिल हैं।
गर्म आइसोस्टैटिक दबाव के अंतिम चरण में बंद छिद्रों की दीवारों का एक-दूसरे से प्रसार बंधन शामिल होता है। क्योंकि धातु इंजेक्शन मोल्ड किए गए भागों का सिंटेड घनत्व काफी अधिक है और आंतरिक छिद्र बंद हैं (परस्पर जुड़े नहीं हैं) और संपीड़ित हैं, वे गर्म आइसोस्टैटिक दबाने वाली तकनीक के लिए बहुत उपयुक्त हैं। यदि धातु इंजेक्शन मोल्ड किए गए भागों में खुले और बंद छिद्र हैं, तो बाहर निकली संपीड़ित गैस इन छिद्रों को बिना संपीड़ित किए भर देगी। पाउडर हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग तकनीक द्वारा टाइटेनियम मिश्र धातु तैयार करने के बाद, धातु पाउडर को गर्म आइसोस्टैटिक प्रेसिंग भट्टी में डालना और वैक्यूम करना पड़ता है, और फिर भट्टी का दरवाजा बंद कर दिया जाता है, ताकि दबाव और तापमान की कार्रवाई के तहत पाउडर के बीच घनिष्ठ संबंध प्राप्त किया जा सके। सौभाग्य से, धातु इंजेक्शन मोल्ड किए गए भागों का सिंटर घनत्व आमतौर पर 95% से अधिक तक पहुंच जाता है, और ज्यादातर मामलों में 98% से अधिक हो जाता है, जबकि गर्म आइसोस्टैटिक दबाए गए सामग्रियों का न्यूनतम घनत्व 92% और 94% के बीच होता है। तालिका 9.1 गर्म आइसोस्टैटिक दबाव के बाद धातु इंजेक्शन ढाले भागों का न्यूनतम घनत्व दिखाती है। उच्च तापमान मार्कर के साथ धातु इंजेक्शन मोल्ड किए गए भागों पर निशान लगाकर यह परीक्षण किया जा सकता है कि क्या इसे गर्म आइसोस्टैटिक रूप से दबाया जा सकता है।
यदि निशान स्पष्ट रूप से दर्ज नहीं किया गया है और भाग के आंतरिक भाग में फैलता नहीं है, तो उच्च घनत्व प्राप्त करने के लिए गर्म आइसोस्टैटिक दबाव का उपयोग किया जा सकता है। यदि यह भाग के आंतरिक भाग में प्रवेश करता है, तो उच्च घनत्व प्राप्त करने के लिए गर्म आइसोस्टैटिक दबाव का उपयोग नहीं किया जा सकता है। कई वैश्विक धातु इंजेक्शन मोल्डिंग एचआईपी घनत्व आपूर्तिकर्ता अब ग्राहकों को पूर्ण घनत्व एमआईएम घटकों को प्राप्त करने में मदद करने के लिए एक {{2}स्टॉप पोस्ट{3}प्रसंस्करण सेवाएं प्रदान करते हैं।
तालिका 9.1 गर्म आइसोस्टैटिक दबाव के बाद धातु इंजेक्शन मोल्डेड भागों का न्यूनतम घनत्व (जी/सेमी³)
| मिश्र धातु | सैद्धांतिक घनत्व | HIP के बाद न्यूनतम घनत्व |
|---|---|---|
| Ti–6Al–4V | 4.43 | 4.1 |
| F2886 (F75) | 8.4 | 7.8 |
| 17-4पीएच एसएस | 7.8 | 7.2 – 7.10 |
| 316एल एसएस | 8.0 | 7.4 |
| कम -मिश्र धातु इस्पात | 7.6 – 7.9 | 7.1 – 7.3 |
| S7 | 7.83 | 7.2 |
गर्म आइसोस्टैटिक दबाने की प्रक्रिया
गर्म आइसोस्टैटिक दबाव प्रक्रिया वर्कपीस पर दबाव लागू करने के लिए संपीड़ित निष्क्रिय गर्म गैस का उपयोग करती है। धातु इंजेक्शन मोल्ड किए गए भागों के लिए, गर्म आइसोस्टैटिक दबाव तापमान आमतौर पर सिंटरिंग तापमान से 100 ~ 200 डिग्री कम होता है, और दबाव आमतौर पर 15 000 ~ 20 000 पीएसआई (105 ~ 140 एमपीए) की सीमा में होता है। गर्म आइसोस्टैटिक दबाव के लिए पसंदीदा गैस आर्गन है क्योंकि इसका परमाणु आकार बड़ा है। नाइट्रोजन का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इसका प्रभाव आर्गन जितना अच्छा नहीं होता है। चित्र 9.1 गर्म आइसोस्टैटिक दबाव का एक योजनाबद्ध आरेख दिखाता है। यह प्रक्रिया एक बैच प्रोसेसिंग प्रक्रिया है और आमतौर पर 4 ~ 10 घंटे तक चलती है। चरण इस प्रकार हैं:
(1) सामग्री को भट्ठी में लोड करें और भट्ठी का दरवाजा बंद करें;
(2) वैक्यूम करें और अक्रिय गैस भरें;
(3) एक ही समय में गर्म करना और दबाव डालना;
(4) एक ही समय में ठंडा करें और दबाव कम करें;
(5) निकास;
(6) भागों को बाहर निकालें।
यह अनुक्रम एक स्वतंत्र गर्म आइसोस्टैटिक दबाव प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है और आमतौर पर कास्टिंग और धातु इंजेक्शन मोल्डेड भागों के लिए घने बिलेट्स के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। सीमेंटेड कार्बाइड उद्योग में, हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग सिंटरिंग या प्रेशर सिंटरिंग नामक एक प्रक्रिया का उपयोग सीमेंटेड कार्बाइड/कोबाल्ट पाउडर आधारित घटकों को सघन करने के लिए किया जाता है। चूंकि सिंटरिंग और हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग एक चरण में पूरी हो जाती है, इसलिए कुल प्रसंस्करण समय और लागत कम हो जाती है। दबाव आमतौर पर 1.5~10 एमपीए होता है, जो मानक गर्म आइसोस्टैटिक दबाव से काफी कम है, लेकिन यह सीमेंटेड कार्बाइड में छिद्रों को खत्म करने के लिए पर्याप्त है। चीन के अग्रणी एमआईएम पार्ट्स हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग विक्रेता और अंतरराष्ट्रीय मेटल इंजेक्शन मोल्डिंग पूर्ण {{6}घनत्व समाधान प्रदाता एयरोस्पेस, मेडिकल और ऑटोमोटिव ग्राहकों के लिए उच्च थकान प्रदर्शन घटकों को वितरित करने के लिए इस एकीकृत तकनीक को व्यापक रूप से अपनाते हैं।
