近年来,髋关节内热处理(高压热处理)的发展带来了一些有趣的发展,这些发展正在改变热处理行业。热等静压(HIP)是消除缺陷和改善关键部件材料机械性能的重要工艺,此前一直在另一台设备中进行热处理;然而,在髋关节血管中进行热处理的新可能性已经使许多最终用户开发了新的关键应用程序。
现代热等静压机械非常适合传统热处理市场,提供进一步改善材料性能的热处理,有机会控制热等静压循环并最终控制材料微观结构。这项技术已经被许多原始设备制造商采用,这些原始设备制造商将HIP工艺外包出去,以提高生产的灵活性。服务市场也出现了增长,主要是通过现有热处理公司增加产能以满足最终用户需求并扩大其供应组合。
沈煜伦技术公司——时尚先锋
自20世纪50年代第一批专利问世以来,沈煜伦技术公司一直是HIP市场的先驱。现代热等静压设备通常在高达2000°C(3632°F)的工作温度和高达207 MPa(30000 psi)的标准压力下运行。
沈煜伦设备中的压力容器使用锻件的绕线来在薄壁锻件中产生压应力,这增加了巨大的强度,同时防止了锻件本身任何可能的裂纹扩展。线绕框架用于在HIP循环过程中保持端盖就位(见图1和图2)。该设计满足ASME锅炉和压力容器规范第八节第3部分压力容器指令2014/68/EU、TSG 21-2016(适用于中华人民共和国A1类压力容器)、日本高压气体安全研究所(KHK)检查的《高压气体安全法》和韩国气体安全公司(KGS)检查的《高压气体安全控制法》的要求。
通常,有效载荷在熔点的80%至90%进行处理,以引起微观结构的蠕变、扩散和均匀化。在这种极端环境下,孔隙和其他内部缺陷得以修复,从而改善了机械性能,显著降低了散射。这条经验法则也有一些例外,包括陶瓷和钛等一些金属,由于其他原因,这些金属的加工温度远低于熔点。大多数金属在钼炉中处理,钼炉的设计温度高达1400摄氏度(2552华氏度)。
传统热等静压的最大应用领域是对耐疲劳性要求非常高的行业的铸件致密化,例如航空航天工业和工业燃气轮机工业。增材制造的出现导致对HIP的需求不断增加,以确保从矫形植入物到赛车和火箭发动机等各种苛刻应用领域的材料性能。
热等静压是一种批处理过程,其中根据尺寸和客户要求,使用装载篮或装载底座将零件装载到腔室中。出于生产效率的原因,操作员通常更喜欢在另一个周期运行时能够卸载/装载的两个负载底座。与其他分批式熔炉一样,每个批次都处于特定的环境中,具体取决于材料、使用的气体、装料的清洁度、熔炉设备以及操作程序。一旦装载物被密封和加压,在加压之前使用吹扫和真空循环来去除湿气和污染物,以确保正确的环境。通常,使用4.8氩气,尽管氮气通常用于某些材料。