Voor warmpersen wordt een gecontroleerde opeenvolging van druk en temperatuur gebruikt. Vaak wordt de druk uitgeoefend nadat enige verwarming heeft plaatsgevonden, omdat het uitoefenen van druk bij lagere temperaturen nadelige effecten kan hebben op het onderdeel en het gereedschap. De hete perstemperaturen zijn enkele honderden graden lager dan de normale sintertemperaturen. En bijna volledige verdichting vindt snel plaats. De snelheid van het proces en de lagere vereiste temperatuur beperken natuurlijk de hoeveelheid korrelgroei.
Een verwante methode, vonk-plasmasintering (SPS), biedt een alternatief voor externe resistieve en inductieve verwarmingsmodi. In SPS wordt een monster, meestal poeder of een vooraf gecomprimeerd groen deel, geladen in een grafietmatrijs met grafietstempels in een vacuümkamer en wordt een gepulseerde gelijkstroom over de stempels aangelegd, zoals weergegeven in figuur 5.35b, terwijl er druk wordt uitgeoefend. De stroom veroorzaakt Joule-verwarming, waardoor de temperatuur van het preparaat snel stijgt. Aangenomen wordt dat de stroom ook de vorming van een plasma- of vonkontlading in de poriënruimte tussen deeltjes veroorzaakt, wat het effect heeft dat deeltjesoppervlakken worden gereinigd en het sinteren wordt verbeterd. De plasmavorming is experimenteel moeilijk te verifiëren en staat ter discussie. Het is aangetoond dat de SPS-methode zeer effectief is voor het verdichten van een breed scala aan materialen, waaronder metalen en keramiek. Verdichting vindt plaats bij lagere temperatuur en wordt sneller voltooid dan bij andere methoden, wat vaak resulteert in fijnkorrelige microstructuren.
Heet isostatisch persen (HIP). Heet isostatisch persen is het gelijktijdig uitoefenen van warmte en hydrostatische druk om een poedercompact of onderdeel te verdichten en te verdichten. Het proces is analoog aan koud isostatisch persen, maar met verhoogde temperatuur en een gas dat de druk naar het onderdeel overbrengt. Inerte gassen zoals argon komen veel voor. Poeder wordt verdicht in een container of blik, die fungeert als een vervormbare barrière tussen het gas onder druk en het onderdeel. Als alternatief kan een onderdeel dat is verdicht en voorgesinterd tot het punt van poriënafsluiting worden HIPed in een "containerloos" proces. HIP wordt gebruikt om volledige verdichting te bereiken in poedermetallurgie. en keramische verwerking, evenals enige toepassing bij het verdichten van gietstukken. De methode is met name belangrijk voor moeilijk te verdichten materialen, zoals vuurvaste legeringen, superlegeringen en nonoxide keramiek.
Container- en inkapselingstechnologie is essentieel voor het HIP-proces. Eenvoudige containers, zoals cilindrische metalen blikken, worden gebruikt om knuppels van legeringspoeder te verdichten. Complexe vormen worden gemaakt met containers die de geometrieën van het uiteindelijke onderdeel weerspiegelen. Het materiaal van de houder is gekozen om lekdicht en vervormbaar te zijn onder de druk- en temperatuuromstandigheden van het HIP-proces. Containermaterialen moeten ook niet reageren met het poeder en gemakkelijk te verwijderen zijn. Voor poedermetallurgie zijn containers gemaakt van staalplaten gebruikelijk. Andere opties zijn glas en poreus keramiek die zijn ingebed in een secundair metalen blik. Glasinkapseling van poeders en voorgevormde onderdelen is gebruikelijk bij keramische HIP-processen. Het vullen en evacueren van de container is een belangrijke stap waarvoor meestal speciale bevestigingen op de container zelf nodig zijn. Sommige evacuatieprocessen vinden plaats bij verhoogde temperatuur.
De belangrijkste componenten van een systeem voor HIP zijn het drukvat met verwarmingselementen, gasdruk- en overbrengingsapparatuur en besturingselektronica. Figuur 5.36 toont een voorbeeldschema van een HIP-opstelling. Er zijn twee basismodi voor een HIP-proces. In de warme laadmodus wordt de container buiten het drukvat voorverwarmd en vervolgens geladen, verwarmd tot de vereiste temperatuur en onder druk gezet. In de koude laadmodus wordt de container bij kamertemperatuur in het drukvat geplaatst; dan begint de cyclus van verwarmen en onder druk zetten. Druk in het bereik van 20-300 MPa en temperatuur in het bereik van 500-2000 ° C zijn gebruikelijk.
Posttijd: 17 november 2020