Análisis Comparativo del Comportamiento de Densificación por Prensado Isostático en Caliente de Polvo Distribuido Uniformemente y No Uniformemente
Autores: Meng, Fandi; Lang, Lihui; Xiao, Yi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Cadera
Tecnología
Simulación numérica
Distribución de polvo
Cápsula
Densificación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología de prensado isostático en caliente (HIP) puede producir directamente piezas de trabajo con forma casi limpia que cumplen con los requisitos mientras asegura la precisión de mecanizado y la calidad de superficie. Generalmente, las personas utilizan métodos de simulación numérica para reducir los costos experimentales. Por lo general, se utiliza una distribución de densidad relativa de polvo uniforme de aproximadamente 65% en la simulación. Sin embargo, en la ingeniería práctica, encontramos que incluso con herramientas adicionales como mesas vibratorias, el llenado de polvo no es uniforme. La distribución no uniforme causa un encogimiento desigual del polvo y de la cápsula después del HIP. En este documento, se desarrolla un modelo numérico para el HIP de polvo de Ti-6Al-4V para mejorar la predicción comparando la distribución inicial de polvo uniforme y no uniforme. Los resultados muestran que diferentes distribuciones de densidad relativa inicial afectan el proceso de densificación del polvo y, a su vez, afectan la deformación de la cápsula. También conduce a una distribución de estrés no uniforme después del HIP, lo que aumenta el riesgo de ruptura de la cápsula. El análisis de los resultados de la simulación numérica y la comparación con los resultados experimentales destacan que tener en cuenta la distribución no uniforme del polvo dentro de la cápsula es vital para mejorar los resultados numéricos y producir componentes de forma casi neta. El error máximo de la simulación con la configuración habitual de densidad relativa inicial del 65% es del 4.2%. Sin embargo, al considerar la distribución desigual del polvo inicial, el error máximo se reduce al 3.16%, y el error promedio también es inferior al 2%.
Descripción
La tecnología de prensado isostático en caliente (HIP) puede producir directamente piezas de trabajo con forma casi limpia que cumplen con los requisitos mientras asegura la precisión de mecanizado y la calidad de superficie. Generalmente, las personas utilizan métodos de simulación numérica para reducir los costos experimentales. Por lo general, se utiliza una distribución de densidad relativa de polvo uniforme de aproximadamente 65% en la simulación. Sin embargo, en la ingeniería práctica, encontramos que incluso con herramientas adicionales como mesas vibratorias, el llenado de polvo no es uniforme. La distribución no uniforme causa un encogimiento desigual del polvo y de la cápsula después del HIP. En este documento, se desarrolla un modelo numérico para el HIP de polvo de Ti-6Al-4V para mejorar la predicción comparando la distribución inicial de polvo uniforme y no uniforme. Los resultados muestran que diferentes distribuciones de densidad relativa inicial afectan el proceso de densificación del polvo y, a su vez, afectan la deformación de la cápsula. También conduce a una distribución de estrés no uniforme después del HIP, lo que aumenta el riesgo de ruptura de la cápsula. El análisis de los resultados de la simulación numérica y la comparación con los resultados experimentales destacan que tener en cuenta la distribución no uniforme del polvo dentro de la cápsula es vital para mejorar los resultados numéricos y producir componentes de forma casi neta. El error máximo de la simulación con la configuración habitual de densidad relativa inicial del 65% es del 4.2%. Sin embargo, al considerar la distribución desigual del polvo inicial, el error máximo se reduce al 3.16%, y el error promedio también es inferior al 2%.