عندما يتم ضغط المعدن الساخن، تنطوي العملية على تطبيق الحرارة والضغط، والمعروفة باسم الكبس الساخن. هذه الطريقة فعالة بشكل خاص في تشكيل المواد الصلبة والهشة، مثل مساحيق المعادن والسيراميك، وتستخدم على نطاق واسع في توحيد أدوات القطع والسيراميك التقني.
ملخص العملية:
ينطوي الكبس الساخن على التطبيق المتزامن للحرارة والضغط على المسحوق أو المسحوق المضغوط في درجات حرارة عالية بما يكفي لتحفيز عمليات التلبيد والزحف. ويؤدي ذلك إلى التكثيف من خلال إعادة ترتيب الجسيمات وتدفق البلاستيك عند تلامس الجسيمات.
-
الشرح التفصيلي:
- تطبيق الحرارة والضغط:
- تبدأ العملية بملء قالب من الجرافيت بالمسحوق السائب أو الجزء المضغوط مسبقًا. ويسمح هذا القالب بالتسخين بالحث أو المقاومة حتى درجات حرارة عالية للغاية، عادةً حوالي 2400 درجة مئوية (4350 درجة فهرنهايت)، ويمكن أن يصل الضغط إلى 50 ميجا باسكال (7300 رطل لكل بوصة مربعة).
-
ويعزز الجمع بين درجة الحرارة والضغط المرتفعين عملية التلبيد، حيث تترابط الجسيمات معًا عند نقاط التلامس، مما يؤدي إلى تقليل المسامية وزيادة الكثافة.
- أنواع التسخين:
-
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من التسخين المستخدمة في الكبس الساخن: التسخين بالحث والتسخين بالمقاومة غير المباشرة وتقنية التلبيد بمساعدة المجال (FAST) أو الكبس الساخن المباشر. تعمل كل طريقة على تسخين المادة بشكل موحد وفعال، مما يسهل عملية التلبيد.
- تأثيرات درجة الحرارة والضغط والوقت:
- تؤثر درجة الحرارة والضغط المطبق أثناء الكبس الساخن بشكل كبير على الانكماش والكثافة النهائية للمنتج. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة والضغط الأكبر إلى انكماش أقوى للقضبان المضغوطة في البداية، كما أن الوقت اللازم لاستقرار الكثافة يكون أقصر.
-
ويلعب وقت الاحتفاظ أيضًا دورًا حاسمًا. فبمجرد الوصول إلى عتبة معينة، لا تؤدي الزيادات الإضافية في وقت الاحتفاظ إلى تعزيز الكثافة، مما يشير إلى اكتمال عملية التكثيف.
- إزالة الأكسدة والتحكم في الغلاف الجوي:
يمكن أن تتسبب درجات الحرارة العالية في أكسدة المعادن، وهو أمر غير مرغوب فيه في عملية التلبيد. لمنع الأكسدة، يتم إنشاء جو خامل في غرفة التلبيد عن طريق إدخال النيتروجين واستخراج الأكسجين. يعمل هذا الغاز الخامل كحاجز يمنع الأكسدة ويضمن سلامة المعدن الملبد.الخلاصة:
