HIP – densifiering av additivt tillverkade komponenter

Additivt tillverkade komponenter har i regel en viss porositet efter utskrift, beroende på vilka processparametrar som använts vid utskrift. Porerna i komponenten kan försämra dess mekaniska egenskaper. Exempelvis kan detaljer som utsätts för utmattning få en kraftigt reducerad livslängd då porerna inuti materialet kan agera som platser för sprickinitiering. Genom att stänga porerna med hjälp av HIP förbättras komponentens mekaniska egenskaper avsevärt.

Kombination av värme och tryck

Quintus Technologies AB är ett Västeråsbaserat företag som är världsledande inom tillverkning av HIP-utrustning. Den utrustning som finns att tillgå i Applikationcenter för addetiv tillverkning är en QIH15L URC^® / URQ^®. Namnet hänvisar till hur stor pressen är och indikerar att den har två olika typer av ugnar, en URC och en URQ (Uniform Rapid Cooling / Quenching). Ugnarna är tillverkade i molybden och klarar temperaturer upp till 1 400 ° C och ett tryck upp till 207 MPa. De två olika ugnarna gör att vi har möjlighet att både kyla kontrollerat samt att snabbkyla. Tryckmedium i pressen är argongas.

De material som kan bearbetas i HIPen är metaller och keramer, det är molybdenugnens maxtemperatur som avgör kompabiliteten. Utrustningen kan även användas för gjutna komponenter eller för pulvermetallurgi (PM). Komponenternas dimensioner och vikt får inte överstiga:

URC – 500 mm i höjd, 165 mm i diameter, 60 kg.
URQ – 250 mm i höjd, 155 mm i diameter, 40 kg.

Flera processteg i samma maskin

De fyra huvudsakliga parametrarna som kan varieras under en HIP-cykel är trycket, temperaturen, hålltiden och kylhastigheten.

Under en typisk cykel kan man exempelvis gå upp till  1 200 °C, 150 MPa med en hålltid på två timmar för att sedan snabbkyla.  Får man då fullgod densifiering men mycket korntillväxt kan man sänka temperaturen och kompensera med att höja trycket.

Utöver en traditionell HIP-behandling där densifiering är huvudsyftet kan vi även med hjälp av snabbkylning designa en värmebehandlingscykel. Detta kan ske under högt tryck, en högtrycksvärmebehandling eller på engelska High Pressure Heat Treatment (HPHT) eller så kan det ske vid lägre tryck, vilket kan likställas med en mer traditionell värmebehandling.

Den stora fördelen med att värmebehandla direkt i HIPen är att antalet processteg minskas och den totala processtiden för komponenten kan förkortas.

Vill ni veta mer om HIP och möjligheterna för din komponent eller ditt material? Kontakta oss för mer information!