熱間静水圧プレス (HIP) プロセスに関する問題と関連情報

熱間静水圧プレス (HIP) プロセスに関する問題と関連情報

熱間静水圧プレスプロセスに関連する問題

熱間静水圧プレスは、材料特性に多くの有益な改善をもたらしますが、人々は、部品の変形、潜在的な表面汚染、異なる部品バッチ間の変形の違いなど、このプロセスの潜在的な悪影響について懸念を表明しています。信頼できる金属射出成形部品のサプライヤーや MIM 熱間静水圧プレス サービス プロバイダーを探している企業にとって、一貫した高性能コンポーネントを実現するには、これらの変数を理解することが重要です。-

前述したように、熱間静水圧プレスでは、金属射出成形部品の密度を 100% に近づけることができます。ただし、射出成形プロセスでは、前のプロセス ステップにより部品内に密度勾配が生じる場合があります。たとえば、ゲート位置に異物があると、成形品の異なる位置で異なる密度が生じる可能性があります。ゲート付近では粉末粒子の含有量が多くなりますが、ゲートから遠い領域では成形圧力が低いため粉末粒子の含有量は低くなります。焼結プロセス中にそのような密度勾配が存在する場合、ゲートに近い領域はゲートから遠い領域よりも大きく収縮し、この収縮の差は熱間静水圧プレスプロセス中にさらに増幅され、低密度領域が高密度領域よりも大きく収縮し、部品の変形や異方性収縮が発生します。-熱間静水圧プレス機能を備えた専門の金属射出成形工場は、ゲート設計と充填パラメータを効果的に制御して、発生源からのこのようなリスクを最小限に抑えることができます。

熱間静水圧プレス炉内の冷却勾配により、部品が変形する場合もあります。部品の肉厚が不均一な場合、薄い部分が厚い部分よりも早く冷却され、変形が発生する可能性があります。この現象は熱処理時にも観察されます。

金属射出成形部品は、部品の表面気孔率が非常に低く、部品の内部に生成される細孔が通常非常に小さいため、熱間静水圧プレスプロセスに非常によく反応します。ダイカストとは異なり、MIM で製造された部品は熱間静水圧プレス処理後の凹みはほとんどありませんが、気孔付近にわずかな変形が観察される場合があります。熱間静水圧プレス処理後に部品に欠陥が発生した場合、その欠陥の原因となっている細孔は通常、射出成形品に存在する小さな穴によるものではなく、熱間等方圧プレスの条件が悪いことが原因である可能性が高くなります。したがって、成形条件を確認し、熱間静水圧プレス前の部品を切断して、成形条件に起因する欠陥がないかどうかを判断する必要があります。経験豊富な金属射出成形および HIP 統合ソリューション プロバイダーを選択すると、後工程の欠陥率を大幅に削減できます。-

もう 1 つの実際的な問題は、熱間静水圧プレスプロセス中に部品の表面が汚染される可能性があることです。サプライヤーは熱間静水圧プレス装置でさまざまな合金を加工するため、加工中に表面汚染が発生する可能性があります。著者は、熱間静水圧プレス処理後の部品の表面にチタンとハフニウムの汚染があることを観察しましたが、分析により、これを完全に回避するのは難しいことがわかりました。部品を工具鋼の層でコーティングするか、専門の医療グレードの金属射出成形 HIP サービス サプライヤーに委託することで、そのような汚染を防止したり、航空宇宙および医療機器の認証要件を満たすために最小限に抑えたりすることができます。{3}}

大気圧または真空下で部品を再加熱すると、開いた気孔が生じる可能性があると主張する人もいます。このような記述は文献に時折現れますが、著者はこの現象を観察したことがありません。

熱間静水圧プレスプロセスパラメータの例

一般的な熱間静水圧プレス加工条件には制限があります。ほとんどのサプライヤーは、温度、圧力、時間などを変数とする標準プロセス フローを持っています。プロセス フローを実行するときは、同じ圧力が異なる時間と温度とともに特別に設定されます。表 9.3 に、金属射出成形部品に使用できる標準的な熱間静水圧プレス プロセスのパラメーターを示します。大手精密金属射出成形ターンキー サプライヤーは、通常、バッチの安定性を確保するために、材料固有の最適化された HIP パラメータ パッケージを顧客に提供しています。{5}}

表 9.3 一般的な金属射出成形品の静的熱間静水圧プレス (HIP) のプロセス パラメータ-

まとめ

金属射出成形部品には開気孔が含まれないため、熱間静水圧プレス技術を使用して気孔を処理できます。熱間静水圧プレスで処理された金属射出成形部品の性能が向上し、密度が 100% に近くなり、粒子が大幅に成長し、金属射出成形部品の異なるバッチ間の寸法の一貫性が向上し、部品の研磨性と溶接性が向上します。高性能の小型複雑な金属部品を探している企業にとって、究極のパフォーマンスとコストのバランスを達成するには、プロの全プロセス金属射出成形および熱間静水圧プレスのメーカーと協力することが推奨されるソリューションとなっています。{{4}