Đối với quá trình ép nóng, một chuỗi áp suất và nhiệt độ được kiểm soát được sử dụng. Thông thường, áp suất được đặt sau khi xảy ra một số quá trình gia nhiệt vì việc áp dụng áp suất ở nhiệt độ thấp hơn có thể có tác động xấu đến bộ phận và dụng cụ. Nhiệt độ ép nóng thấp hơn vài trăm độ so với nhiệt độ thiêu kết thông thường. Và sự đông đặc gần như hoàn toàn xảy ra nhanh chóng. Tốc độ của quá trình cũng như nhiệt độ thấp hơn cần thiết tự nhiên hạn chế số lượng hạt phát triển.
Một phương pháp liên quan, thiêu kết plasma tia lửa (SPS), cung cấp một giải pháp thay thế cho các chế độ đốt nóng điện trở và cảm ứng bên ngoài. Trong SPS, một mẫu, thường là bột hoặc một phần màu xanh lá cây đã được nén trước, được nạp vào khuôn graphit với các lỗ bằng graphit trong buồng chân không và dòng điện một chiều xung được đặt qua các lỗ, như thể hiện trong Hình 5.35b, trong khi áp lực được áp dụng. Dòng điện gây ra hiện tượng nóng Joule, làm tăng nhiệt độ của mẫu vật lên nhanh chóng. Dòng điện cũng được cho là có thể kích hoạt sự hình thành phóng điện plasma hoặc tia lửa trong không gian lỗ giữa các hạt, có tác dụng làm sạch bề mặt hạt và tăng cường quá trình thiêu kết. Sự hình thành plasma rất khó xác minh bằng thực nghiệm và là chủ đề đang được tranh luận. Phương pháp SPS đã được chứng minh là rất hiệu quả để làm đông đặc nhiều loại vật liệu, bao gồm cả kim loại và gốm sứ. Cô đặc xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn và được hoàn thành nhanh hơn so với các phương pháp khác, thường dẫn đến các vi cấu trúc hạt mịn.
Ép đẳng tĩnh nóng (HIP). Ép đẳng nhiệt nóng là ứng dụng đồng thời của nhiệt và áp suất thủy tĩnh để nén chặt và đông đặc một hoặc một phần của bột nén. Quá trình này tương tự như ép đẳng nhiệt lạnh, nhưng với nhiệt độ tăng cao và khí truyền áp suất đến bộ phận. Khí trơ như argon là phổ biến. Bột được đóng đặc trong thùng hoặc lon, đóng vai trò như một rào cản có thể biến dạng giữa khí điều áp và bộ phận. Ngoài ra, một bộ phận đã được nén chặt và cố định đến mức đóng lỗ rỗng có thể được GỬI trong quy trình “không có thùng chứa”. HIP được sử dụng để đạt được sự đông đặc hoàn toàn trong luyện kim bột. và chế biến gốm, cũng như một số ứng dụng trong việc làm dày đặc các vật đúc. Phương pháp này đặc biệt quan trọng đối với các vật liệu khó đông đặc, chẳng hạn như hợp kim chịu lửa, siêu hợp kim và gốm nonoxit.
Công nghệ chứa và đóng gói là cần thiết cho quá trình HIP. Các vật chứa đơn giản, chẳng hạn như lon kim loại hình trụ, được sử dụng để đóng gói phôi bột hợp kim. Các hình dạng phức tạp được tạo ra bằng cách sử dụng các thùng chứa phản chiếu các hình học của phần cuối cùng. Vật liệu thùng chứa được chọn để kín và không bị rò rỉ và có thể biến dạng trong điều kiện áp suất và nhiệt độ của quy trình HIP. Vật liệu chứa cũng phải không phản ứng với bột và dễ dàng loại bỏ. Đối với luyện kim bột, các thùng chứa được làm từ các tấm thép là phổ biến. Các lựa chọn khác bao gồm thủy tinh và gốm xốp được nhúng trong hộp kim loại thứ cấp. Sự bao bọc bằng thủy tinh của bột và các bộ phận được tạo hình sẵn là phổ biến trong quy trình gốm sứ HIP. Làm đầy và sơ tán thùng chứa là một bước quan trọng thường yêu cầu các đồ đạc đặc biệt trên thùng chứa. Một số quá trình sơ tán diễn ra ở nhiệt độ cao.
Các thành phần quan trọng của một hệ thống cho HIP là bình áp suất với máy sưởi, thiết bị điều áp và xử lý khí, và thiết bị điện tử điều khiển. Hình 5.36 cho thấy một sơ đồ ví dụ về thiết lập HIP. Có hai chế độ hoạt động cơ bản cho một quy trình HIP. Ở chế độ chất tải nóng, thùng chứa được làm nóng trước bên ngoài bình chịu áp lực và sau đó được chất tải, gia nhiệt đến nhiệt độ cần thiết và được điều áp. Ở chế độ chất tải lạnh, bình chứa được đặt vào bình chịu áp lực ở nhiệt độ phòng; sau đó chu trình gia nhiệt và điều áp bắt đầu. Áp suất trong khoảng 20–300 MPa và nhiệt độ trong khoảng 500–2000 ° C là phổ biến.
Thời gian đăng: 17-11-2020