PM HIP-tekniken och arbetsmomenten vid tillverkningen

Jämfört med traditionella tillverkningsmetoder erbjuder PM HIP-tekniken avsevärda fördelar för användningsområden som kräver bättre egenskaper (hållfasthet, korrosionsmotstånd) och hög intern homogenitet hos materialet. Tekniken togs ursprungligen fram för mycket krävande militära och flygtekniska användningsområden. I dag har materialet bred användning bland annat inom olje- och naturgasindustrin.

Produktionsprocessen, från smältning till färdig produkt, inbegriper tre moment. Ett pulver framställs genom atomisering med inert gas. Pulvret förpackas i plåtkapslar för att ge produkten avsedd form. Kapslarna uppnår slutgiltig täthet under högt tryck och hög temperatur i en process som kallas het isostatisk pressning (Hot Isostatic Pressing, HIP).

1. Smältning och atomisering

Smältningen sker i induktionsugnar och det smälta materialet hälls i en skopa där också andra legeringskomponenter kan tillsättas i en skyddad atmosfär. Skopan möjliggör även omrörning och temperaturkontroll under hela smältningsprocessen.

Det smälta materialet leds sedan direkt ut genom skopans botten till en atomiseringskammare. Det smälta stålet träffas där av strålar av inert gas och det atomiserade materialet stelnar som små runda partiklar med ytterst hög renhet och låg syrehalt. Partiklarna har en diameter på under 500 mikrometer. Pulvret förvaras i inert gas i hermetiskt förseglade behållare.

2. Inkapsling

Pulvret förpackas i stålkapslar tillverkade av skivor som formats och svetsats. Kapslarna utformas så att de ger slutprodukten önskad form. Kompositprodukter kan tillverkas genom att man framställer kapslar med olika utrymmen för olika material eller genom att delar av fast material integreras i strukturen.

3. Het isostatisk pressning

Kaplsarna placeras i en HIP-press där de utsätts för högt tryck och hög temperatur. HIP-parametrarna tryck, temperatur och tid fastställs för att ge materialet maximal täthet och önskade egenskaper.

4. Efterbearbetning

Beroende på material och användningsändamål kan produkterna värmebehandlas, bearbetas maskinellt och utsättas för olika typer av kvalitetskontroll såsom ultraljudsundersökning, penetrantprovning, provning av mekaniska egenskaper osv. Den kolstålsplåt som används för kapseln förblir på produkten efter HIP-processen. Den avlägsnas genom maskinell bearbetning eller behandling med frätande syra.