Le HIP à l'appui du secteur de MIM (moulage par injection de métal)

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Le HIP à l'appui du secteur de moulage par injection de métal

La compaction isostatique à chaud (CIC / HIP) est employé avec succès depuis plusieurs décennies par des fabricants dans le monde entier. Le HIP sert à éliminer les pores et les cavités, afin d’augmenter considérablement les propriétés des matériaux.

Sous des pressions typiques entre 400 et 2 070 bar (entre 5 800 et 30 000 psi) et des températures allant jusqu’à 2 000 °C (3 632 °F), ), les matériaux peuvent atteindre 100 % de sa densité théorique maximum Ainsi, la CIC/HIP sert à augmenter la ductilité et la résistance à la fatigue des matériaux haute gamme .Les composants suite au frittage pour le MIM (moulage par injection de métal) bénéficient du traitement HIP, peu importe la méthode de déliantage.

Un procédé éprouvé pour les pièces MIM (moulage par injection de métal)

Les applications courantes de la compaction isostatique à chaud incluent la correction de défauts (élimination de pores) des pièces MIM (moulage par injection de métal), la consolation des poudres métalliques et le soudage par diffusion des métaux ou alliages différents. La technologie se lance dans de nouvelles applications, telles que les applications d’armes à feux, ainsi que le traitement thermique.

Quintus Technologies High Pressure Heat Treatment and MIM Industry
sample body assembly perfected on Quintus HIP
Montage
Sample Sports Watch MIM part perfected on Quintus HIP
Étui pour montre de sport
Trigger Guard Part perfected on Quintus HIP
Pontet
Open center impeller MIM part perfected on Quintus HIP
Roue au centre ouvert
Handcuff parts perfected on Quintus press
Pièces de menottes
Gun Safety lock parts post processed on Quintus HIP
Pièces de cran de sûreté de pistolet

Toutes les photos sont fournies par MPIF

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HIP et traitement thermique simultanés

Les fourneaux URC™ (Uniform Rapid Cooling) et URQ™ (Uniform Rapid Quenching) optionnel peuvent réduire les durées de cycles, augmenter la productivité et permettre un cycle HIP unique qui comprend le traitement thermique. Les avantages sont la réduction de la consommation d’énergie, la réduction des coûts, l’amélioration du contrôle de la qualité, et le fait que le matériau soit prêt pour les étapes de production suivantes : usinage, polissage, etc.

L’élimination des pores a un impact considérable sur la durée de vie du produit en matière de niveaux de stress et nombre de cycles avant la rupture. L’emploi de la méthode HIP dans des conditions adéquates peut multiplier par dix la longevité des pièces.

Post-traitement
En appliquant les bonnes conditions lors des étapes suivant le traitement HIP, comme vous le feriez dans un fourneau de détensionnement, vous pouvez réduire le temps de fabrication de 50 %.

Un procédé éprouvé pour les pièces de fabrication additive (FA)
Les applications courantes de la compaction isostatique à chaud incluent la correction de défauts (élimination des pores) des pièces FA (fabrication additive), la consolidation de la poudre de titane et le soudage par diffusion des métaux ou alliages différents. La technologie se lance dans de nouvelles applications, telles que les applications aéronautiques, ainsi que le traitement thermique.

Amélioration des pièces pour le secteur de l’aéronautique
De toutes les installations HIP dans le monde, plus de 50 % d’entre elles sont utilisées pour consolider et améliorer les propriétés de matériaux du titane et des superalliages pour le secteur de l’aéronautique.

Aujourd’hui, le HIP est la procédure standard employée pour prolonger et permettre de prédire la durée de vie des aubes d’un réacteur d’avion.

Peu importe l’alliage ou la méthode d’impression en 3D (EBM, FSL, etc.), le HIP est la solution idéale pour l’optimisation des propriétés de matériaux et la réduction des coûts afin d’assurer une production sûre et efficace de haute qualité.

Quintus Technologies unique variable cooling and heating rates allow for control quality of mechanical properties

URC – Uniform RapidCooling avec différentes pressions

Des niveaux de pression et taux de trempe et de réchauffement variables permettent de contrôler avec précision la qualité et les propriétés mécaniques des pièces traitées.

Chart shows High Pressure Heat Treatment improves mechanical defects of Aerospace parts

Optimisation des pièces pour le secteur de l'aéronautique

Fourni par Bodycote

Pourquoi employer la méthode HIP

Raisons d’employer la méthode HIP

100 % de la densité théorique

  • Durée de vie prolongée
  • Durée de vie prévisible
  • Conceptions plus légères

Meilleures propriétés de matériaux

  • Propriétés mécaniques renforcées, p. ex. : fatigue, usure, abrasion et allongement
  • Ecart-type réduit des propriétés de matériaux
  • Détensionnement des pièces MIM (moulage par injection de métal)

Production plus efficace par rapport à la fabrication traditionnelle

  • Le MIM (moulage par injection) combiné au HIP peut réduire la consommation énergétique jusqu’à 50 %
  • Le MIM (moulage par injection) combiné au HIP peut réduire les coûts de matériaux jusqu’à 90 %

Le HIP se lance dans de nouvelles applications telles que :

  • Les secteurs automobile et de l’aéronautique
  • Le traitement HIP à volume important
  • Le traitement thermique de matériaux par refroidissement
  • Le détensionnement par température et par pression
  • Les pièces MIM (moulage par injection de métal), c.-à-d. les armes à feux, les montres, les automobiles, les produits électroniques grand public, etc.
MIM gun revolver parts made on Quintus HIP

Les pièces de revolver MIM (moulage par injection de métal)
Photo fournie par MPIF

Bénéfices du traitement thermique par CIC / HIP

Vous pouvez atteindre des taux de trempe contrôlés jusqu’à 3 000 °C/min en combinant les possibilités de contrôle de pression et de température qu’offre le fourneau URQ :

  • Les étapes de traitement thermique peuvent être incluses dans le cycle HIP
  • Temps de fabrication raccourci
  • Des étapes du procédé, telles que le détensionnement, peuvent être enlevées du procédé habituel pour augmenter la productivité et réduire le coût/kg

Avantages par rapport aux méthodes de traitement thermique traditionnelles :

  • Distribution de température programmable avec une bonne précision
  • Aucune distorsion entraînée par la réduction des contraintes thermiques
  • Aucun nettoyage ou séchage des pièces suite au refroidissement
  • Réduction des fissures

Possibilité d’obtenir de nouveaux matériaux uniques

  • Optimisation des matériaux
  • Amélioration de la résistance à la fatigue et de la ductilité
  • Composés d’alliages non coulables

Les applications courantes incluent

  • La correction de défauts (élimination de pores) des pièces MIM (moulage par injection de métal)
  • La consolidation des pièces de poudres métalliques et céramiques
  • Le soudage par diffusion

Uniform Rapid Quenching de tête de marteau – 500 C/min

Quintus Uniform Rapid Quenching technology of a hammerhead at 500C/min

En raison de la haute pression, le refroidissement dans un HIP permet d’éviter les contraintes thermiques, les distorsions ou les fissures de vos pièces, par rapport au refroidissement à l’huile et/ou à l’eau.

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