HIP(Hot Isostatic Pressing)
열간 등방압 가압법
재료의 가공 방법의 하나로, 수 100 ~ 2000℃의 고온과 수 10 ~ 200MPa의 등방적인 압력을 피처리체에 동시에 가해서 처리하는 프로세스입니다. 통상 아르곤 등의 가스를 압력 매체로 해서 증방적인 압력을 가합니다.
HIP에 가장 가까운 방법으로 핫프레스가 있으며, 기타 압연, 단조, 압출 등의 금속재료 가공법에도 고온과 압력을 작용시키고 있지만, HIP와 같은 등방압은 아닙니다.
HIP 와 핫프레스의 차이
HIP는 가스압을 이용해서 피처리체에 등방압을 가합니다. 이에 비해 핫프레스는 프레스를 가공을 위해 기본적으로 일축 방향으로만 가압합니다. HIP와 핫프레스의 차이를 알기 쉽게 설명하기 위해서 재료 a와 b에 각각 HIP 또는 핫프레스 하는 방법을 비교해 보겠습니다.
HIP의 경우 재료 a는 프레스 가공에 의해서 HIP와 같이 중앙의 공공이 소멸할 때까지 압축 변화하며, 확산 현상에 의해서 접합됩니다. 재료 b는 돌출부에만 압력이 가해지기 때문에 초기의 요철 형상이 없어져 버립니다. 두 재료 모두 핫 프레스 후의 최종 형상은 금형과 펀치의 형상에 의존하게 되며, 압축 변형중에도 금형과의 마찰에 의해서 중앙부와 외주부에서 불균일이 생기는 것, 금형재의 강도에 기인하는 온도나 치수항에 제약을 받는 것 등의 이유로 고온 성형 및 대형 제품의 제조는 곤란하게 됩니다.
이처럼 HIP인 경우 핫 플레스에 비해서 피처리체에 균일하게 압력이 작용하며, 가압후의 형상은 초기의 피처리체의 형상과 크게 바뀌는 일이 없으며, 변하는 경우도 서로 비슷하게 수축하는 것과 제품 처리상의 제약이 비교적 적은 것이 큰 특지입니다. 이 특징을 살려서 HIP는 여러 분야에 응용되고 있습니다.
HIP 처리 방법
피처리체는 각각의 상황에 따른 취급이 필요하게 됩니다. 가장 대표적인 처리 방법으로서 '캡슐법'과 '캡슐프리법'이 있습니다. '캡슐법'은 그림과 같이 분말 또는 분말 성형체 등의 피처리체를 압력매체 가스에 대해 기밀한 재료로 만들어진 캡슐내에 봉입해서 탈기한 후, HIP를 하는 방법입니다.
이 '캡슐법'을 이용하면 통상의 소결에서는 치밀하게 소결할 수 없는 재료라도 고밀도화를 달성할 수 있는 이점이 있으므로, 분말재료의 가압 소결에 가장 많이 채용되고 있습니다. 기타, 이종재료의 확산접합이나 고압 함침탄소화법에도 이용되고 있습니다.
단, 피처리체 내부의 공공이 표면에 연통하지 않은 독립된 폐쇄 공공이면 HIP처리에 의해서 이 공공이 압착되고, 동시에 확산의 진행에 의해서 소멸합니다. 그렇지만, 내부의 공공이 표면과 연통한 개공이면 HIP 처리해도 압착되지 않아서 소멸하지 않습니다. 따라서 내부 공공이 모두 폐쇄화된 경우, HIP의 효과가 발휘되어 고밀도화를 도모할 수 있습니다.
또, 합금의 종류에 따라서 다르지만, 주조품에 HIP 처리를 하면 크리프 파단(Creep Rupture) 수명이 향상되며, 연성, 진성이 크게 개선됩니다.
[출처] 열간 등방압 가압법, HIP 알아보기
HIP(Hot Isostatic Pressing)
열간 등방압 가압법
재료의 가공 방법의 하나로, 수 100 ~ 2000℃의 고온과 수 10 ~ 200MPa의 등방적인 압력을 피처리체에 동시에 가해서 처리하는 프로세스입니다. 통상 아르곤 등의 가스를 압력 매체로 해서 증방적인 압력을 가합니다.
HIP에 가장 가까운 방법으로 핫프레스가 있으며, 기타 압연, 단조, 압출 등의 금속재료 가공법에도 고온과 압력을 작용시키고 있지만, HIP와 같은 등방압은 아닙니다.
HIP 와 핫프레스의 차이
HIP는 가스압을 이용해서 피처리체에 등방압을 가합니다. 이에 비해 핫프레스는 프레스를 가공을 위해 기본적으로 일축 방향으로만 가압합니다. HIP와 핫프레스의 차이를 알기 쉽게 설명하기 위해서 재료 a와 b에 각각 HIP 또는 핫프레스 하는 방법을 비교해 보겠습니다.
HIP의 경우 재료 a는 프레스 가공에 의해서 HIP와 같이 중앙의 공공이 소멸할 때까지 압축 변화하며, 확산 현상에 의해서 접합됩니다. 재료 b는 돌출부에만 압력이 가해지기 때문에 초기의 요철 형상이 없어져 버립니다. 두 재료 모두 핫 프레스 후의 최종 형상은 금형과 펀치의 형상에 의존하게 되며, 압축 변형중에도 금형과의 마찰에 의해서 중앙부와 외주부에서 불균일이 생기는 것, 금형재의 강도에 기인하는 온도나 치수항에 제약을 받는 것 등의 이유로 고온 성형 및 대형 제품의 제조는 곤란하게 됩니다.
이처럼 HIP인 경우 핫 플레스에 비해서 피처리체에 균일하게 압력이 작용하며, 가압후의 형상은 초기의 피처리체의 형상과 크게 바뀌는 일이 없으며, 변하는 경우도 서로 비슷하게 수축하는 것과 제품 처리상의 제약이 비교적 적은 것이 큰 특지입니다. 이 특징을 살려서 HIP는 여러 분야에 응용되고 있습니다.
HIP 처리 방법
피처리체는 각각의 상황에 따른 취급이 필요하게 됩니다. 가장 대표적인 처리 방법으로서 '캡슐법'과 '캡슐프리법'이 있습니다. '캡슐법'은 그림과 같이 분말 또는 분말 성형체 등의 피처리체를 압력매체 가스에 대해 기밀한 재료로 만들어진 캡슐내에 봉입해서 탈기한 후, HIP를 하는 방법입니다.
이 '캡슐법'을 이용하면 통상의 소결에서는 치밀하게 소결할 수 없는 재료라도 고밀도화를 달성할 수 있는 이점이 있으므로, 분말재료의 가압 소결에 가장 많이 채용되고 있습니다. 기타, 이종재료의 확산접합이나 고압 함침탄소화법에도 이용되고 있습니다.
단, 피처리체 내부의 공공이 표면에 연통하지 않은 독립된 폐쇄 공공이면 HIP처리에 의해서 이 공공이 압착되고, 동시에 확산의 진행에 의해서 소멸합니다. 그렇지만, 내부의 공공이 표면과 연통한 개공이면 HIP 처리해도 압착되지 않아서 소멸하지 않습니다. 따라서 내부 공공이 모두 폐쇄화된 경우, HIP의 효과가 발휘되어 고밀도화를 도모할 수 있습니다.
또, 합금의 종류에 따라서 다르지만, 주조품에 HIP 처리를 하면 크리프 파단(Creep Rupture) 수명이 향상되며, 연성, 진성이 크게 개선됩니다.
[출처] 열간 등방압 가압법, HIP 알아보기