HIP(열간 등압 성형) 공정에 관한 이슈 및 관련 정보
열간 등압 성형 공정과 관련된 문제
열간 등압 성형은 재료 특성에 많은 유익한 개선을 가져오지만 사람들은 부품 변형, 잠재적인 표면 오염, 서로 다른 부품 배치 간의 변형 차이 등 이 공정의 잠재적인 부정적인 영향에 대해 우려를 표명했습니다. 신뢰할 수 있는 금속 사출 성형 부품 공급업체 또는 MIM 열간 등방압 프레스 서비스 제공업체를 찾는 기업의 경우 일관된 고성능 구성요소를 달성하려면 이러한 변수를 이해하는 것이 중요합니다.{1}}
앞서 언급한 바와 같이 열간 등압 성형은 금속 사출 성형 부품의 밀도를 100%에 가깝게 만들 수 있습니다. 그러나 사출 성형 공정에서는 이전 공정 단계로 인해 부품에 밀도 구배가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 게이트 위치의 포함으로 인해 부품의 다른 위치에서 밀도가 달라질 수 있습니다. 게이트 근처에서는 분말 입자 함량이 높고, 게이트에서 먼 영역에서는 성형 압력이 낮아 분말 입자 함량이 낮습니다. 소결 공정 중에 이러한 밀도 구배가 존재하면 게이트 근처 영역이 게이트에서 먼 영역보다 더 많이 수축하고 이러한 수축 차이는 열간 등압 성형 공정 중에 더욱 증폭되어 저-밀도 영역이 고밀도 영역보다 더 많이 수축-되어 부품 변형 및 이방성 수축이 발생합니다. 열간 등압 성형 기능을 갖춘 전문 금속 사출 성형 공장은 게이트 설계 및 충전 매개변수를 효과적으로 제어하여 소스로부터의 위험을 최소화할 수 있습니다.
열간 등압 성형로 내부의 냉각 구배로 인해 부품도 변형될 수 있습니다. 부품의 벽 두께가 고르지 않으면 얇은 부분이 두꺼운 부분보다 빨리 냉각되어 변형이 발생할 수 있습니다. 이러한 현상은 열처리 중에도 관찰될 수 있다.
금속 사출 성형 부품은 부품의 표면 다공성이 매우 낮고 부품 내부에 생성된 기공이 일반적으로 매우 작기 때문에 열간 등압 성형 공정에 매우 잘 반응합니다. 다이캐스팅과 달리 MIM에서 제조한 부품은 열간 등압성형 처리 후 찌그러짐이 거의 나타나지 않지만 기공 근처에서 약간의 변형이 관찰되는 경우도 있습니다. 열간 등압성형 처리 후 부품에 결함이 나타나는 경우, 결함을 일으키는 기공은 일반적으로 사출된 부품에 존재하는 작은 구멍에서 발생하는 것이 아니라 열간 등압성형 조건이 좋지 않아 발생하는 경우가 많습니다. 따라서 성형조건을 확인하고, 열간등압성형 전 부품을 절단하여 성형조건에 따른 불량 여부를 판단해야 한다. 숙련된 금속 사출 성형 및 HIP 통합 솔루션 제공업체를 선택하면 공정 후 불량률을 크게 줄일 수 있습니다.-
또 다른 실질적인 문제는 열간 등압 성형 공정 중에 부품 표면이 오염될 수 있다는 것입니다. 공급업체는 열간 등압 성형 장비에서 다양한 합금을 가공하기 때문에 가공 중에 표면 오염이 발생할 수 있습니다. 저자는 열간 등압 성형 처리 후 부품 표면의 티타늄 및 하프늄 오염을 관찰했으며, 분석 결과 이를 완전히 방지하기는 어려운 것으로 나타났습니다. 공구강 층으로 부품을 코팅하거나 전용 의료용-등급 금속 사출 성형 HIP 서비스 공급업체에 위탁하면 이러한 오염을 방지하거나 최소화하여 항공우주 및 의료 기기 인증 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
어떤 사람들은 대기압이나 진공 상태에서 부품을 재가열하면 열린 기공이 생길 수 있다고 주장합니다. 이러한 묘사가 문헌에 가끔 등장하는데도 저자는 이런 현상을 관찰하지 못했다.
열간 등압 성형 공정 매개변수의 예
일반적인 열간 등압 성형 공정 조건은 제한되어 있습니다. 대부분의 공급업체는 온도, 압력 및 시간을 변수로 하는 표준 프로세스 흐름을 갖고 있습니다. 프로세스 흐름을 실행할 때 다른 시간과 온도에 따라 동일한 압력이 특별히 설정됩니다. 표 9.3에는 금속 사출 성형 부품에 사용할 수 있는 표준 열간 등압 성형 공정 매개변수가 나열되어 있습니다. 선도적인 정밀 금속 사출 성형 턴키 공급업체는 일반적으로 고객에게 재료{5}}에 최적화된 HIP 매개변수 패키지를 제공하여 배치 안정성을 보장합니다.
표 9.3 일반 금속 사출- 성형 부품의 HIP(정적 열간 등압 성형) 공정 매개변수
| 재료 | 가열 온도 / 정도 | 압력 / MPa | 유지시간/h |
|---|---|---|---|
| 알루미늄 합금(예: A335, A357, A201) | 510 | 100 | 2 |
| 연자성 철 합금 | 900 | 100 | 2 |
| 일반 탄소강 및 저합금강 | 1 065 | 100 | 4 |
| 시리즈 I 마르텐사이트 석출-경화 스테인리스강(1N – 718 Rene77) | 1 185 | 100 | 4 |
| 코발트-계 합금(F75) | 1 220 | 100 | 4 |
| 시리즈 II 마르텐사이트 석출-경화 합금(Mar – M247 Rene 125) | 1 185 | 175 | 4 |
요약
금속 사출 성형 부품에는 열린 기공이 없기 때문에 열간 등압 성형 기술을 사용하여 처리할 수 있습니다. 열간 등압 성형으로 처리된 금속 사출 성형 부품의 성능이 향상되고, 밀도가 100%에 가까워지며, 입자가 크게 성장하고, 금속 사출 성형 부품의 서로 다른 배치 간의 치수 일관성이 향상되고, 부품의 광택성과 용접성이 향상됩니다. 고성능-복잡한 소형 금속 부품을 찾는 기업의 경우, 전문적인 전체 공정 금속 사출 성형 및 열간 등압 프레스 제조업체와 협력하는 것이 최고의 성능과 비용 균형을 달성하기 위해 선호되는 솔루션이 되었습니다.