El prensado isostático en caliente ( HIP ) es un proceso de fabricación que se utiliza para reducir la porosidad de los metales y aumentar la densidad de muchos materiales cerámicos . Esto mejora las propiedades mecánicas y la trabajabilidad del material.
El proceso puede utilizarse para producir formas de desechos. Los desechos radiactivos calcinados (desechos con aditivos) se envasan en un recipiente metálico de paredes delgadas. Los gases adsorbidos se eliminan con calor alto y el material restante se comprime hasta su densidad máxima utilizando gas argón durante el ciclo de calor. Este proceso puede encoger los recipientes de acero para minimizar el espacio en los contenedores de eliminación y durante el transporte. Se inventó en la década de 1950 en el Battelle Memorial Institute [1] y se ha utilizado para preparar combustible nuclear para submarinos desde la década de 1960. También se utiliza para preparar cerámicas inactivas, y el Laboratorio Nacional de Idaho lo ha validado para la consolidación de formas de desechos cerámicos radiactivos. ANSTO (Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear) está utilizando HIP como parte de un proceso para inmovilizar radionucleidos de desecho de la producción de molibdeno-99 . [2]
El proceso HIP somete un componente a una temperatura elevada y a una presión de gas isostático en un recipiente de contención de alta presión. El gas de presurización más utilizado es el argón . Se utiliza un gas inerte para que el material no reaccione químicamente. La elección del metal puede minimizar los efectos negativos de las reacciones químicas. Se puede elegir níquel, acero inoxidable o acero dulce u otros metales según las condiciones redox deseadas . La cámara se calienta, lo que hace que aumente la presión dentro del recipiente. Muchos sistemas utilizan el bombeo de gas asociado para lograr el nivel de presión necesario. Se aplica presión al material desde todas las direcciones (de ahí el término "isostático").
Para procesar piezas fundidas , los polvos metálicos también se pueden convertir en sólidos compactos mediante este método; el gas inerte se aplica entre 7350 psi (50,7 MPa) y 45 000 psi (310 MPa), siendo 15 000 psi (100 MPa) la más común. Las temperaturas de remojo del proceso varían de 900 °F (482 °C) para piezas fundidas de aluminio a 2400 °F (1320 °C) para superaleaciones a base de níquel . Cuando las piezas fundidas se tratan con HIP, la aplicación simultánea de calor y presión elimina los huecos internos y la microporosidad mediante una combinación de deformación plástica , fluencia y unión por difusión ; este proceso mejora la resistencia a la fatiga del componente. Las principales aplicaciones son la reducción de la microcontracción , la consolidación de metales en polvo, compuestos cerámicos y revestimientos metálicos . Por lo tanto, el prensado isostático en caliente también se utiliza como parte de un proceso de sinterización ( metalurgia de polvos ) y para la fabricación de compuestos de matriz metálica , [3] utilizándose a menudo para el posprocesamiento en la fabricación aditiva . [4]