Para algumas peças com grande proporção de aspecto, formas complexas, densidade uniforme e requisitos de resistência, a prensagem uniaxial convencional é quase impossível.
A prensagem isostática a frio (CIP) é uma tecnologia viável.
O que é prensagem isostática a frio?
A prensagem isostática a frio é uma técnica de formação de pó onde uma pressão uniforme (5,000 psi a 100,000 psi, equivalente a 34.5 a 690 MPa) é aplicada de todas as direções a um pó, em um molde flexível, à temperatura ambiente, para criar a peça verde.
Conteúdo
Processo de Prensagem Isostática a Frio
O processo de fabricação da prensagem isostática a frio é o seguinte:
Primeiro, um molde macho com o mesmo formato do produto é feito, e um molde fêmea é fundido na parte externa com borracha.
Em seguida, o metal em pó é preenchido no molde e selado com uma tampa. Para reduzir a deformação, o molde precisa de invólucros de alumínio e aço para suportar a deformação.
Por fim, o fabricante imerge o molde em óleo ou outro líquido, aplica pressão após selar a escotilha e compacta o pó em um produto quase final por meio de pressão hidráulica.
Tipos de prensagem isostática a frio
Existem dois tipos de CIP: bolsa úmida e bolsa seca.
Prensagem isostática com bolsa úmida
O método do saco úmido consiste em mergulhar completamente o molde em óleo ou outros líquidos para prensagem.
O molde é submetido à pressão de todos os lados, de modo que a densidade do corpo verde é relativamente uniforme.
No entanto, o ritmo de produção é lento e a automação da produção não é fácil. Por isso, a prensagem isostática a frio com saco úmido é utilizada para a produção de pequenos lotes e prototipagem de peças especiais.
Prensagem isostática com saco seco
No processo de embalagem a seco, a base do molde é fixada ao equipamento, e apenas o molde, ou o molde e sua parte superior, são envolvidos por líquido. Portanto, não se trata de prensagem isostática verdadeira. No entanto, o método de embalagem a seco apresenta alta eficiência de produção, pois é conveniente para o enchimento de materiais e a remoção de peças, além de ser fácil de automatizar.
Vantagens da prensagem isostática a frio
Metais Refratários de Processo
A prensagem isostática a frio pode processar metais de alto ponto de fusão, como o tungstênio, que não podem ser facilmente fundidos.
Proporção de aspecto mais longa
A CIP pode fabricar peças com comprimentos relativamente longos, que não podem ser produzidas por prensagem uniaxial.
Baixo custo do molde
O material do molde para prensagem isostática a frio é geralmente borracha natural ou borracha de poliuretano. Comparado à prensagem tradicional de pó, que utiliza aço para ferramentas caro, é mais barato.
Densidade e Resistência Uniformes
As peças produzidas por CIP apresentam densidade e resistência uniformes, pois cada parte da peça bruta é submetida a uma pressão uniforme. Quando essas peças são sinterizadas posteriormente, ocorre uma contração uniforme.
Boa Força Verde
Peças metálicas produzidas por compactação isostática a frio apresentam boa resistência verde.
Formas geométricas complexas
O CIP pode fabricar componentes com características tridimensionais.
Limitações do CIP
- A desvantagem da prensagem isostática a frio é que ela não permite a produção de peças de alta precisão. É necessário realizar um processamento secundário após a sinterização da peça verde para obter tolerâncias rigorosas.
- A pressão máxima de moldagem da prensagem isostática a frio é limitada a cerca de 600 MPa.
Aplicações da Prensagem Isostática a Frio
A prensagem isostática a frio tem amplas aplicações em metalurgia do pó, metais refratários, alvos de pulverização catódica e fabricação de cerâmica.
Metalurgia do pó
A metalurgia do pó é um processo de fabricação verde reconhecido que utiliza pó metálico como matéria-prima. Os pós metálicos são prensados em uma cavidade de molde para obter o formato desejado e sinterizados para obter as propriedades físicas e mecânicas esperadas.
No entanto, o convencional processo de metalurgia do pó A prensagem uniaxial utiliza prensagem uniaxial, o que dificulta a produção de produtos com grandes proporções de aspecto. A prensagem isostática a frio pode produzir peças com grandes proporções de aspecto, como tubos metálicos porosos.
Metal de refração
Alguns metais refratários, como tungstênio, molibdênio e tântalo, são difíceis de processar com os processos de fabricação tradicionais. A prensagem isostática a frio permite o processamento desses metais refratários sem derretê-los, com alto aproveitamento de material e baixo consumo de energia.
Metas Sputtering
Os alvos de pulverização catódica são o material de origem usado no processo de pulverização catódica, uma técnica de deposição de película fina.
O CIP pode produzir pó de óxido de índio e estanho (ITO) em formas maiores e depois processo de sinterização, pode-se obter um produto com densidade de 95%.
cerâmico
A cerâmica tem aplicações importantes na indústria moderna devido à sua excelente resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão e propriedades de isolamento.
A cerâmica possui uma variedade de rotas de produção, incluindo moldagem por compressão e prensagem isostática. Através do CIP, os fabricantes conseguem produzir peças cerâmicas com formas complexas e densidade uniforme.
AZUL é um dedicado empresa de metalurgia do pó, certificada pela ISO 9001:2015 e respaldada por 20 anos de experiência em fabricação. Nossas capacidades incluem processos convencionais de metalurgia do pó, moldagem por injeção de metais, prensagem isostática e processamento de metais, plásticos e materiais cerâmicos.
Fornecemos peças metálicas em pó padrão e serviços personalizados. Se você precisa de serviços de prensagem isostática a frio ou produtos em pó metálico, entre em contato conosco. Estamos dispostos a atender você!
Perguntas frequentes
Como a prensagem uniaxial e a prensagem isostática se comparam?
Prensagem uniaxial e prensagem isostática são dois métodos comuns de compactação de pó usados em metalurgia do pó e fabricação de cerâmica.
- A prensagem uniaxial utiliza uma matriz rígida, como aço para ferramentas, para aplicar pressão ao material em uma "única direção" (tipicamente vertical) por meio de um punção. A prensagem isostática utiliza um fluido em uma câmara selada para aplicar pressão uniformemente em "todas as direções".
- A densidade dos produtos produzidos por prensagem uniaxial não é uniforme, enquanto os produtos feitos por prensagem isostática têm densidade uniforme.
- A prensagem uniaxial é adequada para produção em larga escala, enquanto a prensagem isostática é ideal para fabricação em pequenos lotes.
Quais são as diferenças entre prensagem isostática a frio e a quente?
A prensagem isostática a frio é realizada à temperatura ambiente, enquanto prensagem isostática a quente é realizado em alta temperatura.
O principal objetivo do CIP é a compactação do pó antes do processo de sinterização. A remoção dos poros internos pelo HIP pode produzir um produto completamente denso.
O meio de pressão da prensagem isostática a frio é líquido (geralmente óleo ou água), enquanto o meio de pressão da prensagem isostática a quente é um gás inerte (geralmente argônio).
Peças feitas por prensagem isostática a frio requerem sinterização?
Sim. CIP é uma tecnologia de prensagem de pó que requer sinterização para fundir as partículas de pó. Após o processo de sinterização, as peças podem obter as propriedades mecânicas desejadas.