Techniki spiekania
Spiekanie HPHT High Pressure High Temperature
Spiekanie wysokociśnieniowe HP-HT stosuje się do materiałów supertwardych, takich jak diament i regularny azotek boru (cBN), przeznaczonych na ostrza narzędzi, ale także do innych materiałów np. nanoproszków i materiałów wysokotopliwych. W Instytucie znajduje się hybrydowe urządzenie HPHT-SPS wyposażone w komorę typu Bridgmana umożliwiające zastosowanie zarówno nagrzewania konwencjonalnego prądem przemiennym 50 Hz, jak i prądem impulsowym wysokiej częstotliwości. W zależności od objętości spiekanego materiału możliwe jest spiekanie proszków pod ciśnieniem do 4 GPa lub w zakresie 4−8 GPa oraz w temperaturze do 2400 °C. Urządzenie umożliwia płynne podnoszenie temperatury z równoczesnym wzrostem ciśnienia, i odwrotnie, możliwe jest jednoczesne płynne obniżanie ciśnienia i temperatury. Jest to unikatowe rozwiązanie dla tego typu aparatury, ograniczające powstawanie naprężeń cieplnych w materiałach spiekanych. Objętość spiekanego materiału wynosi 1 lub 16 cm3. Materiał umieszczany jest w grzejniku grafitowym o średnicy wewnętrznej 15 lub 27 mm (niekiedy stosowane są specjalne folie izolujące od wpływu grafitu), a następnie w specjalnym wsadzie reakcyjnym, zapewniającym kontakt elektryczny i pseudoizostatyczne warunki spiekania. Przedmiotem zamówienia może być opracowany produkt w postaci materiału bądź usługa opracowania technologii wytwarzania różnych materiałów.
Spiekanie SPS Spark Plasma Sintering
Jedna z najnowocześniejszych metod spiekania proszków umożliwiająca kształtowanie materiałów bez potrzeby przeprowadzenia wstępnego prasowania i izostatycznego dogęszczania. Cechą charakterystyczną jest wykorzystanie bezpośredniego nagrzewania proszków przepływającym prądem. Aparatura SPS HP 5 firmy FCT umożliwia spiekanie szerokiej grupy materiałów ceramicznych i metalicznych oraz kompozytów na ich bazie oraz prowadzenie procesów w zakresie niższych temperatur i niższego ciśnienia w porównaniu do spiekania swobodnego lub procesu prasowania na gorąco:
- siła nacisku od 2 do 50 kN z możliwością regulacji szybkości przesuwu tłoka w zakresie od 0 do 2 mm/s
- możliwość zastosowania różnych zestawów narzędzi do spiekania próbek o średnicy 10, 20 i 30 mm
- maksymalna temperatura spiekania 2400 °C (dla matrycy o średnicy 10 mm maksymalna temperatura wynosi 1100 °C)
- szybkość grzania w zakresie od 5 do 400 °C/min pomiar temperatury procesu przy użyciu pirometru, miejsce zamocowania pirometru w osi próbki, pomiar w bezpośrednim sąsiedztwie próbki alternatywna kontrola i pomiar temperatury przy użyciu termoelementu typu K
- możliwość prowadzenia procesu spiekania w warunkach próżni o wartości 5 × 10-1 mbar
- możliwość prowadzenia procesu spiekania w atmosferze ochronnej azotu lub argonu, przy ciśnieniu w zakresie od 0 do 1100 mbar
- możliwość regulacji czasu trwania impulsu elektrycznego
- automatyczne sterowanie oraz kontrola siły prasowania, przemieszczenia stempla, temperatury oraz parametrów impulsów.
Spiekanie mikrofalowe
Spiekanie mikrofalowe jest metodą spiekania proszków wykorzystującą energię mikrofal do jednorodnego nagrzania spiekanego materiału. Piec mikrofalowy MKH-4,8 firmy LINN, przeznaczony jest do spiekania szerokiej gamy materiałów metalicznych, ceramicznych i kompozytowych w atmosferze azotu, argonu lub próżni w zakresie temperatur do 1850 °C. Parametry techniczne:
- moc 4,8 kW; 6 magnetronów zapewnia jednorodny rozkład promieniowania mikrofalowego w komorze
- płynna regulacja mocy magnetronów w zakresie od 15% do 100%
- częstotliwość 2,45 GHz
- komora umożliwiająca pracę w atmosferze ochronnej o maks. nadciśnieniu 5 mbar oraz w warunkach próżni o wartości maks. 10-4 mbar
- wymiary komory: 135 × 135 × 135 mm wymiary otworu wsadowego: 135 × 135 mm
- instalacja podawania gazów obojętnych: azot, argon
- możliwość szybkiej inspekcyjna poprzez okienko o średnicy 20 mm w drzwiach, do kontroli wizualnej aktualnie realizowanego procesu
- izolacja termiczna funkcjonująca do maksymalnej temperatury 1850 °C
- pirometr do kontroli temperatury w zakresie od 35 °C do 2500 °C
- termoelement do kontroli temperatury
- programator do sterowania procesem zawierający 25 programów oraz 50 segmentów na każdy program.
Spiekanie konwencjonalne (swobodne)
Instytut posiada kilka urządzeń pozwalających na spiekanie swobodne materiałów z zastosowaniem próżni, atmosfery utleniającej, azotu lub argonu, w temperaturze do 2200°C:
- piec VHT08-20 W TL firmy Nabertherm
- piec próżniowy MOV firmy Balzers
- piec z atmosferami ochronnymi HTK8 firmy Gero
- piec Nabertherm HT16/18
Poznaj pozostałą ofertę usług
Kontakt
W razie pytań/wątpliwości zapraszamy do kontaktu.
