Para prensagem a quente, uma sequência controlada de pressão e temperatura é usada. Freqüentemente, a pressão é aplicada após algum aquecimento, porque a aplicação de pressão em temperaturas mais baixas pode ter efeitos adversos na peça e na ferramenta. As temperaturas de prensagem a quente são várias centenas de graus mais baixas do que as temperaturas de sinterização regulares. E a densificação quase completa ocorre rapidamente. A velocidade do processo, bem como a temperatura mais baixa necessária, limita naturalmente a quantidade de crescimento do grão.
Um método relacionado, sinterização por plasma de centelha (SPS), fornece uma alternativa aos modos resistivo externo e indutivo de aquecimento. No SPS, uma amostra, normalmente em pó ou uma parte verde pré-compactada, é carregada em uma matriz de grafite com punções de grafite em uma câmara de vácuo e uma corrente CC pulsada é aplicada através das punções, como mostrado na Figura 5.35b, enquanto a pressão é aplicada. A corrente causa o aquecimento Joule, o que aumenta a temperatura da amostra rapidamente. Acredita-se também que a corrente desencadeia a formação de uma descarga de plasma ou faísca no espaço dos poros entre as partículas, que tem o efeito de limpar as superfícies das partículas e aumentar a sinterização. A formação do plasma é difícil de verificar experimentalmente e é assunto em debate. O método SPS tem se mostrado muito eficaz para densificação de uma ampla variedade de materiais, incluindo metais e cerâmicas. A densificação ocorre em temperatura mais baixa e é concluída mais rapidamente do que outros métodos, frequentemente resultando em microestruturas de grãos finos.
Prensagem isostática a quente (HIP). A prensagem isostática a quente é a aplicação simultânea de calor e pressão hidrostática para compactar e densificar um pó compacto ou parte. O processo é análogo à prensagem isostática a frio, mas com temperatura elevada e um gás transmitindo a pressão para a peça. Gases inertes como o argônio são comuns. O pó é densificado em um recipiente ou lata, que atua como uma barreira deformável entre o gás pressurizado e a peça. Alternativamente, uma peça que foi compactada e pré-sinterizada até o ponto de fechamento dos poros pode ser submetida a HIP em um processo “sem recipiente”. O HIP é usado para obter densificação completa na metalurgia do pó. e processamento cerâmico, bem como alguma aplicação na densificação de peças fundidas. O método é particularmente importante para materiais difíceis de densificar, como ligas refratárias, superligas e cerâmicas não óxidas.
A tecnologia de contêiner e encapsulamento é essencial para o processo HIP. Recipientes simples, como latas cilíndricas de metal, são usados para densificar tarugos de ligas em pó. Formas complexas são criadas usando contêineres que espelham as geometrias da peça final. O material do recipiente é escolhido para ser estanque e deformável sob as condições de pressão e temperatura do processo HIP. Os materiais do recipiente também devem ser não reativos com o pó e fáceis de remover. Para a metalurgia do pó, os recipientes feitos de chapas de aço são comuns. Outras opções incluem vidro e cerâmica porosa embutidos em uma lata de metal secundária. O encapsulamento de vidro de pós e peças pré-formadas é comum em processos HIP cerâmicos. Encher e evacuar o recipiente é uma etapa importante que geralmente requer acessórios especiais no próprio recipiente. Alguns processos de evacuação ocorrem em temperatura elevada.
Os principais componentes de um sistema para HIP são o vaso de pressão com aquecedores, equipamento de pressurização e manuseio de gás e eletrônica de controle. A Figura 5.36 mostra um exemplo esquemático de uma configuração HIP. Existem dois modos básicos de operação para um processo HIP. No modo de carregamento a quente, o contêiner é pré-aquecido fora do vaso de pressão e, em seguida, carregado, aquecido até a temperatura necessária e pressurizado. No modo de carregamento a frio, o contêiner é colocado no vaso de pressão em temperatura ambiente; então o ciclo de aquecimento e pressurização começa. Pressão na faixa de 20–300 MPa e temperatura na faixa de 500–2000 ° C são comuns.
Horário da postagem: 17 de novembro a 2020