Modelarea izostatică este o metodă de compactare a pulberii metalice într-o carcasă elastică sau deformabilă în condiții de compresie extinsă.
Presarea izostatică caldă constă în expunerea la o presiune izostatică creată de un mediu gazos într-o capsulă închisă la o temperatură ridicată.
GUI se realizează în instalații speciale - benzinării. Există diferite versiuni ale modelelor de aragaz cu gaz, în special, care diferă în locația încălzitorului, în conformitate cu metoda de atașare a capacului.
Metoda GUI este utilizată atât pentru producerea de semifabricate de formă simplă (de exemplu, cilindrice) destinate tratamentului sub presiune, cât și a produselor de formă complexă cu toleranțe minime. Turnare izostatică produce stins rapid din pulberi de formă sferică (granule) pentru piese mari, intermediari și produse cu un raport lungime mare în diametru (lățime) și pereți subțiri, având o densitate uniformă și o structură dispersată.
În Fig. 8.3 prezintă cel mai comun proiect al "autoclavului cu pereți reci", în care încălzitorul este amplasat în interiorul vasului - o cameră de lucru cu gaz de înaltă presiune, iar capacul este ținut de un cadru de putere extern. Cu acest design, dimensiunile navei cresc, dar permit crearea unor temperaturi și presiuni ridicate și asigură, de asemenea, o încărcare și descărcare rapidă a gazului. Gazul de lucru (argon) umple camera, după care compresorul mărește presiunea gazului în el (camera de lucru poate fi rece, încălzită sau încălzită simultan cu injecția de gaz în ea). Încălzitorul creează o zonă de încălzire uniformă în cameră și asigură o încălzire rapidă a gazului la o temperatură predeterminată. Siguranța funcționării aragazului cu gaz este asigurată prin utilizarea unei camere de lucru din oțel de înaltă rezistență, înfășurată cu sârmă de înaltă rezistență pretensionată. Sub formă de capsule pentru turnare pulbere utilizând învelișul subțire de metal (oțel inoxidabil austenitic, aluminiu, otel moale, etc.), a cărui formă poate fi simplă sau complexă, cât mai aproape de forma produsului finit.
Încapsulare pentru GUI, adică încheierea unui semifabricat sub formă de pulbere într-o carcasă - o capsulă obținută prin extrudarea sau perforarea unei foi metalice se realizează prin umplerea liberă a unei pulberi cu vibrocompactare. După aceasta, capsula este pompată la o temperatură de 300-500 ° C și sigilată. Desorbția incompletă a argonului din capsulă are un efect dăunător, deoarece provoacă porozitatea gazului. GUI se realizează la o temperatură și o presiune la care capsula este deformată plastic și pulberea este compactată într-o parte izotropă omogenă. După compactare, capsula metalică este îndepărtată prin tratament mecanic sau prin gravarea chimică.
Pentru producerea de produse cu formă deosebit de complexă a fost elaborată o metodă de încapsulare utilizând capsule din ceramică fabricate din modele fictive. Capsula cu pulberea compactată este plasată într-un container de oțel mai mare, umplut cu pulbere de oxid de aluminiu, care servește ca mediu care transferă presiunea.
Diferențele de proiectare dintre unitățile pentru HIPs sunt legate de dispozitivul capacelor de capăt ale stației de gaz și de prezența fluxurilor de căldură convective în volumul gazului fierbinte. Capacul poate fi ținut în poziția dorită fie printr-un fir fabricat în recipientul propriu-zis, fie printr-un cadru exterior. Capacitățile plantelor în ceea ce privește dimensiunile piesei de lucru, temperaturile și presiunile atinse cresc rapid. Instalarea producției interne este prezentată în Fig. 8.4. În același timp, domeniul de aplicare al instalațiilor GIP se extinde, ca urmare a căror presare izostatică caldă a devenit una dintre cele mai rapid dezvoltate tehnologii moderne. Instalația industrială pentru HIP este prezentată în Fig. 8.5.
Instalațiile moderne pentru compactarea peletelor de aliaje de temperatură înaltă au următorii parametri: diametrul interior - 1235 mm, înălțimea recipientului de presiune 2500 mm, presiunea până la 200 MPa, temperatura până la 1450 ° С.
Metoda HIP la 1350 ° C și o presiune de 100 MPa au fost presate pulberi molibden, carbură de VK10, oxid de aluminiu, diborura de zirconiu la o densitate 99,8-99,9% din teoretic.
Rezistențele la zăpadă rezistentă la căldură sunt de obicei compacte la o temperatură de 1200 ° C și o presiune de 120 MPa. În Fig. 8.6 prezintă microstructura unui produs semi-finisat compact din aliajul Rene 95 obținut prin compactarea într-o regiune monofazică cu două faze (y + # 947; HIP la o temperatură mai scăzută în două faze (y + # 947;) - regiunea duce la formarea unei microstructuri cu un bob recristalizată fină și porțiuni de reținere turnate structură dendritică-celulă. La o temperatură mai ridicată, se formează o structură dispersată recristalizată în regiunea y.
Tehnica operație GUI constă în preîncălzirea capsulele cu granule și superaliaje compactabilitatea pentru încărcarea ulterioară în gazostat (temperatura - 1200 ° C), de obicei, prin supapa de jos pentru a elimina scurgerea de argon fierbinte. Încălzirea sobei de gaz este menținută în mod continuu prin utilizarea încălzitoarelor rezistente la căldură. Durata ISU este de 3-8 ore.
Printre metodele de compactare care se află aproape de schema izostatică a stării de stres realizate, trebuie să se aplice o presare într-o matrice "lichidă", care nu necesită utilizarea de echipamente scumpe (Figura 8.7).
Esența metodei constă în utilizarea, la presare, a unei inserții dintr-o matrice metalică densă (incompresibilă), în care există o cavitate a configurației corespunzătoare, umplută cu o pulbere compactată. La temperatura de compactare, materialul matricei se înmoaie și devine "lichid" vâscos și transferă componenta de presiune hidrostatică la pulbere. Avantajul metodei constă în posibilitatea realizării sale în conformitate cu schema de ștanțare volumetrică convențională la presiune înaltă, care este de 6-10 ori mai mare decât atunci când se utilizează un GUI și cu un timp de compactare scurt.
Ca material al matricei "lichide", utilizarea aliajelor Ni-Cu este promițătoare. Deoarece aliajele acestui sistem formează o serie continuă de soluții solide, punctul de topire și intervalul de temperatură al matricei pot fi potrivite în concordanță cu compoziția pulberii compacte. În același timp, nu mai puțin de 90% din deșeurile de materiale matrice pot fi refolosite.
Compactizarea pulberilor la temperaturi mai scăzute (-1000 ° C în loc de 1150 ° C), care este mai scurtă decât pentru GIP convenționale și presiuni mai mari, produce produse dense cu o structură cu granulație fină. Gradul minim de modificări structurale în pulberea originală face ca această metodă să fie deosebit de atractivă pentru compactarea pulberilor stins rapide, contribuind la realizarea unui nivel ridicat de performanță a preformelor și produselor compacte. Prin presarea în matricea "lichidă" s-au produs produse din aliaje rezistente la căldură LC Astroloy, Rene 95, EP109 etc.