Per al premsat en calent, s’utilitza una seqüència controlada de pressió i temperatura. Freqüentment, la pressió s'aplica després que s'hagi produït una mica d'escalfament, ja que aplicar pressió a temperatures més baixes pot tenir efectes adversos sobre la peça i l'utillatge. Les temperatures de premsat en calent són diversos centenars de graus inferiors a les temperatures de sinterització habituals. I la densificació gairebé completa es produeix ràpidament. La velocitat del procés, així com la menor temperatura requerida, limiten naturalment la quantitat de creixement del gra.
Un mètode relacionat, la sinterització de plasma amb espurna (SPS), proporciona una alternativa als modes de calefacció resistius i inductius externs. A SPS, una mostra, típicament en pols o una part verda precompactada, es carrega en una matriu de grafit amb punxons de grafit en una cambra de buit i s’aplica un corrent continu polsat a través dels punxons, tal com es mostra a la figura 5.35b, mentre s’aplica pressió. El corrent provoca un escalfament de Joule, que fa augmentar la temperatura de l’espècimen ràpidament. També es creu que el corrent provoca la formació d’una descàrrega de plasma o espurna a l’espai de porus entre les partícules, que té l’efecte de netejar les superfícies de les partícules i millorar la sinterització. La formació de plasma és difícil de verificar experimentalment i és un tema en debat. S'ha demostrat que el mètode SPS és molt eficaç per a la densificació d'una àmplia varietat de materials, inclosos els metalls i la ceràmica. La densificació es produeix a temperatures més baixes i es completa més ràpidament que altres mètodes, donant freqüència a microestructures de gra fi.
Premsament isostàtic en calent (HIP). El premsat isostàtic en calent és l’aplicació simultània de calor i pressió hidrostàtica per compactar i densificar un compacte o una peça de pols. El procés és anàleg al premsat isostàtic en fred, però amb una temperatura elevada i un gas que transmet la pressió a la peça. Els gasos inerts com l’argó són habituals. La pols es densifica en un recipient o llauna, que actua com a barrera deformable entre el gas a pressió i la peça. Com a alternativa, una part compactada i preinterminada fins al punt de tancament dels porus es pot HIP en un procés "sense contenidors". HIP s'utilitza per aconseguir una densificació completa en metal·lúrgia de pols. i processament de ceràmica, així com alguna aplicació en la densificació de peces de fosa. El mètode és particularment important per a materials difícils de densificar, com ara aliatges refractaris, superaliatges i ceràmiques sense òxid.
La tecnologia de contenidors i encapsulació és essencial per al procés HIP. Els contenidors simples, com les llaunes metàl·liques cilíndriques, s’utilitzen per densificar palanques de pols d’aliatge. Les formes complexes es creen mitjançant contenidors que reflecteixen les geometries de les peces finals. El material del contenidor es tria hermètic i deformable sota les condicions de pressió i temperatura del procés HIP. Els materials del contenidor també han de ser poc reactius amb la pols i fàcils d’eliminar. Per a la metal·lúrgia de la pols, els contenidors fabricats amb xapes d’acer són habituals. Altres opcions inclouen el vidre i la ceràmica porosa que s’incrusta en una llauna metàl·lica secundària. L’encapsulació de vidre de pols i peces preformades és habitual en processos ceràmics HIP. L’ompliment i l’evacuació del contenidor és un pas important que sol requerir accessoris especials al propi contenidor. Alguns processos d’evacuació tenen lloc a temperatura elevada.
Els components clau d’un sistema per a HIP són el recipient a pressió amb escalfadors, equips de pressurització i lliurament de gas i electrònica de control. La figura 5.36 mostra un exemple d’esquema d’una configuració HIP. Hi ha dos modes bàsics d’operació per a un procés HIP. En el mode de càrrega en calent, el contenidor es preescalfa fora del recipient a pressió i després es carrega, s'escalfa a la temperatura requerida i es pressuritza. En el mode de càrrega en fred, el contenidor es col·loca al recipient a pressió a temperatura ambient; llavors comença el cicle d'escalfament i pressurització. La pressió entre 20 i 300 MPa i la temperatura entre 500 i 2000 ° C són habituals.
Hora de publicació: 17 de novembre de 2020