کوره هیپ
 | پیشنهاد شده است که این مقاله در پرس ایزواستاتیک گرم ادغام شود. (بحث) پیشنهاد شده از مارس ۲۰۱۹. |
معرفی[ویرایش]
Hot Isostatic Pressing که به اختصار HIP نامیده می‌شود، روشی برای افزایش چگالی، از بین بردن تختل‌های درون قطعه می‌باشد. در این روش قطعه را درون محفظه (Container) قرار داده و با اعمال گاز فشارهای بالا) مگاپاسکال 100-200وتحت دمای بالا (۹۰۰–۱۲۰۰ درجه سانتی گراد) عملیات صورت می‌گیرد که برای انواع قطعات آهنی، ابرآلیاژها(سوپرآلیاژ) و… کاربرد فراوان دارد. گاز در همه جهات و به‌طور یکنواخت به قطعه برخورد می‌کند تا خواص ایزوتروپیک و تراکم ۱۰۰٪ فراهم کند؛ که مزایای بسیار زیادی دارد و جایگزین قایل اعتمادی با کارایی بالا جهت جایگزینی روشهای: آهنگری، ریخته‌گری و ماشینکاری و … در اکثر موارد می‌باشد. این روش می‌تواند به عنوان مکمل روشهای متالورژی پودر، قالب تزریق، پرسکاری و.. می‌باشد، همچنین می‌تواند به عنوان یک فرایند مجزا به روی قطعات اعمال شود. طیف گسترده‌ای از انواع قطعات می‌توانند به لطف فرایند (HIP) تولید گردند. از این روش می‌توان برای قطعات بزرگ و حجیم مانند تجهیزات: نفت وگاز، با وزن‌های بیش از ۳۰ تن و قطعاتی تا قطر یک متر، استفاده کرد. همچنین این روش قابلیت انجام به روی قطعات کوچک مانند: ابزارهای برشی، مته و… با وزن کمتر از ۱۰۰ گرم و حتی قطعات بسیار کوچک مانند قالب‌های دندان سازی، را دارد. ، Hot isostatic pressing در طول سال ها به فرآیندی با کارایی بالا، کیفیت بالا و مقرون به صرفه برای تولید بسیاری از اجزا فلزی یا سرامیک‌ها، تبدیل شده‌است[۱]
فرایند HIP[ویرایش]
در این فرایند، دما، فشار گاز و زمان نگهداری، بسته به نوع مواد متفاومت خواهد بود. بعد از قرار دادن قطعه درمحفظه (Container) توسط پمپ وکیوم، خالی از هوا می‌شود. سپس در حالی که حرارت بالا می‌رود، فشار گاز افزایش می‌یابد. پس رسیدن به فشار محاسبه شده، افزایش فشار از طریق انبساط حرارتی گاز انجام می‌شود. در زمان نگهداری فشار گاز و دما ثابت می‌ماند. در نهایت پس گذر زمان مشخص، سرد کردن سریع از طریق کاهش دما و فشار بطور همزمان اتفاق می‌افتد. در نتیجه واحد HIP عمدتاً از یک مخزن فشار، سیستم گرمایش و سیستم اعمال گاز می‌باشد[۲]
انواع مختلف کوره HIP[ویرایش]
- با، یا بدون قالب (برای فشار بالاتر از Mpa 100 و قطرهای بیشتر از mm 900، وجود قالب برای موارد ایمنی الزامی است) - با سیستم‌های گرمایشی مختلف - با اعمال گازهای مختلف - و… کوره‌های مولیبدن برای درجه حرارت تا ۱۳۵۰ درجه سانتی گراد و کوره‌های گرافیت کربن – تنگستن تا ۲۲۰۰ درجه سانتی گراد، در داخل مخزن فشار، عایق (الیاف سرامیکی و ورقهای مولیبدن) بر محافظت مخزن فشار در برابر حرارت و نگه داشتن در دمای مشخص به کار برده شده‌است. در واحدهای بزرگ HIP، قطرها می‌توانند تا mm2200 و ارتفاع بیش از mm4000 و ظرفیت ۳۰ تن برسند. بعد از انجام فرایند، می‌توان محفظه را توسط فرایندهای ماشینکاری یا اسید شویی، تمیز کاری کرد. پس از انجام؛ مراحل تمیزکاری، پروسه‌هایی مانند: پیش گرم کردن، سنگ زنی نهایی و… می‌تواند انجام گیرد[۳]
نکات قابل توجه در فرایند: - دمای انتخابی تقریباً زیر ۸۰ درصد، دمای ذوب قطعه، برای جلوگیری از داشتن فاز مایع می‌باشد. - گاز مورد استفاده عموماً آرگون است. اما برای موارد خاص از گازهای دیگر یا مخلوط گازهای مختلف استفاده می‌شود. - افزایش فشار با یک کمپرسور اتفاق می‌افتد.
سیتم‌های HIP مدرن می‌توانند با سرعتهای خیلی بالاتر، عمل سرد کردن را با نرخ‌های خیلی زیادتر (۱۰۰ درجه در دقیقه) انجام دهند. سرعتهای بالای خنک کاری باعث می‌شود سرعت کل فرایند به میزان قابل توجهی کاهش یابد. خنک‌کننده یکنواخت سریع، رشد دانه و اعوجاج حرارتی قطعات را کاهش می‌دهد و با استفاده از گاز آرگون با خلوص بالا، آلودگی سطح از بین می‌رود.
مراحل اصلی فرایند HIP[ویرایش]
- تولید پودر بنا به دلایل زیر مناسب‌ترین پودر فلزی برای کوره HIP، پودر تهیه شده به روش Gas atomization می‌باشد که یک روش فیزیکی برای بست آوردن پودر فلز است. - شکل پودر کاملاً کروی است - چگالی زیاد به دلیل کروی بودن - بازدهی عالی توزیع اندازه دانه، قابلیت اطمینان یکسان و رفتار تغییر شکل قابل پیش‌بینی - قابل استفاده بر طیف گسترده‌ای از آلیاژها این روش بروی اکثر فلزات و آلیاژها از جمله: فولادها، آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت، تیتانیوم، مس، منیزیوم، سرب، قلع و… مورد استفاده می‌باشد. منعطف بودن روش برای متالورژیست‌ها بسیار مفید بوده و برای ساخت ترکیب‌های آلیاز جدید، به عنوان مثال در زمینه‌های زیر کاربرد فراوان دارد: - فولاد ابزار مقاوم به سایش و استحکام بالا - فولاد ضدزنگ برای مقاومت به خوردگی بالا در محیط‌های خورنده - مواد کامپوزیتی مقاوم در برابر خوردگی فلزات و کامپوزیت‌های زمینه سرامیکی - ساخت محفظه (Container):
مراحل ساخت محفظه[ویرایش]
- برش ورق محفظه و شکل‌دادن
- مونتاژ ورقهای فولادی و جوشکاری با روش جوشکاری تیگ
- تست نشت، که با تخلیه محفظه و اعمال گاز هلیوم یا آرگون تحت فشار انجام می‌گیرد و اگر نشت شناسایی شد باید تعمیرات انجام گیرد.
یکپارچگی (آب‌بند بودن) جوش بسیار مهم است، در غیر این صورت هنگامی که مخزن تحت فشار قرار می‌گیرد، گاز آرگون وارد پودر فلز می‌شود و در نقاطی باقی می‌ماند. منافذ پر شده با این گاز، به شدت خواص مکانیکی را کاهش می‌دهد.
پر کردن محفظه[ویرایش]
بعد از اطمینان که محفظه بدون نشت است، پودر از طریق لوله به داخل محفظه وارد می‌شود. به اعمال لرزش به محفظه فضای خالی و نقاط باریک، مملو از پودر فلز می‌گردند. در موارد خاص مانند کاربردهای هوا – فضا عملیات پر کردن محفظه به دلیل به حداقل رساندن آلودگی‌های پودر با اعمال فشار گاز خنثی یا تحت خلاء صورت می‌گیرد. گام بعدی خالی کردن محفظه از گازهای جذب شده و بخار آب می‌باشد. پس از خروج گازها، دهانه محفظه (Container) با عملیات جوشکاری کاملاً آب‌بند می‌شود؛ که این آب‌بند بودن و نشتی نداشتن همانگونه که ذکر شد بسیار مهم است.
کیفیت و تست[ویرایش]
بسته به اندازه و ارزش قطعه‌ها، انواع مختلفی از آزمایش‌ها با کیفیت‌های مختلف انجام می‌شود، دو مورد از رایج‌ترین آزمایش‌هایی که انجام می‌شود: بازرسی التراسونیک و آزمون مایعات نافذ می‌باشد.
منابع[ویرایش]
[۴][۵] [۶]الگو:Www.pressuretechnology.com [۷]
This article "کوره هیپ" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:کوره هیپ. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.
