热等静压技术的发展和应用

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金属粉末热等静压制备技术研究与应用

金属粉末热等静压制备技术研究与应用

金属粉末热等静压制备技术研究与应用近年来,金属粉末热等静压制备技术逐渐在工业生产中得到广泛应用。

这种方法具有制备成本低、性能稳定、加工适应性强的特点,被认为是高档精密零部件制造的重要技术手段之一。

下面将介绍金属粉末热等静压制备技术的原理、研究现状以及应用前景。

一、技术原理金属粉末热等静压制备技术是利用金属粉末在高温高压的条件下进行固相烧结的方法。

这种方法以金属粉末作为原材料,经过混合、预压、等温热压、脱模等多个工序,最终得到具有高精度、高密度的金属部件。

在制备的过程中,首先需要将金属粉末进行混合,以达到所需的化学和物理性质。

其次,将混合后的粉末进行预压,使其具有较高的压缩性。

接下来,将预压的粉末在等温条件下进行热压。

等温热压是指在一定的温度和压力条件下进行热压,以使金属粉末得到固相烧结。

最后,根据需要进行脱模处理。

二、研究现状随着新材料和新工艺的不断涌现,金属粉末热等静压制备技术也得到了不断的改进和优化。

目前,研究方向主要集中在以下几个方面:1. 粉末制备和处理技术的研究。

通过对金属粉末的制备和处理技术进行优化,可以改善其形态和分布,并提高其成形性和粘结性,从而进一步提高了制备精度和耐磨性。

2. 加热和热压技术的研究。

热等静压制备技术的加热和热压工艺对于结果的精度和性能起着关键作用。

近年来,一些新型的加热和热压设备已经开发出来,可以有效地改善材料的结构和性能。

3. 新型材料制备技术的研究。

除了传统的金属粉末制备技术外,一些新型材料制备技术(如C/C复合材料、纳米材料等)也逐渐得到了应用。

这些新型材料的优异性能和特殊结构,为高档零部件的制备提供了重要支持。

三、应用前景金属粉末热等静压制备技术的应用范围非常广泛。

目前,其主要应用于以下几个领域:1.航空航天领域。

金属材料的高强度和高温性能是制造航空航天器件的重要基础。

利用金属粉末热等静压制备技术,可以生产出高精度、高性能的材料件,如航空发动机涡轮叶片、航空航天轴承和螺旋桨等。

2024年热等静压市场发展现状

2024年热等静压市场发展现状

2024年热等静压市场发展现状引言热等静压技术是一种在流体力学中广泛应用的原理,它通过控制流体的温度和压力来实现流体的平衡状态。

热等静压技术在航空航天、机械制造和能源领域发挥着重要的作用。

本文将对热等静压市场的发展现状进行详细的分析和探讨。

热等静压市场概述热等静压市场是一个快速发展的市场,由于其广泛应用于多个领域,具有巨大的潜力。

热等静压技术可以提供稳定的压力和温度控制,有效降低能耗和噪音,同时提高系统的可靠性和寿命。

因此,热等静压技术在众多行业中得到了广泛的应用。

热等静压市场的主要应用领域航空航天领域热等静压技术在航空航天领域中起到了关键的作用。

该技术可以有效地控制航空发动机的温度和压力,提高发动机的性能和效率。

此外,热等静压技术还可以减轻发动机的振动和噪音,提高乘客的舒适度和安全性。

机械制造领域在机械制造领域,热等静压技术常被应用于高精度加工设备中。

例如,热等静压技术可以用于模具加工中,通过控制液体的温度和压力,实现对工件的精密加工。

此外,热等静压技术还可以应用于高速轴承、液压缸和精密轧辊等设备中,提高设备的性能和可靠性。

能源领域在能源领域,热等静压技术可以应用于火力发电厂和核电厂中。

通过控制冷却水的温度和压力,可以提高发电设备的效率,并减少能源浪费。

此外,热等静压技术还可以应用于石油和天然气开采领域,提高采油效率并减少环境污染。

热等静压技术的发展趋势研发和创新热等静压市场的发展离不开研发和创新。

随着科技的不断进步,热等静压技术将会得到更多的改进和突破。

例如,热等静压技术可以与人工智能技术相结合,实现智能化的控制和监测。

此外,研发人员还在不断探索新的材料和工艺,以提高热等静压系统的性能和可靠性。

环保和能源节约随着环保意识的提升,市场对于环保和能源节约的需求也在不断增长。

热等静压技术具有高效节能的特点,因此在市场上的需求也在增加。

热等静压技术的应用可以减少能源的浪费,降低环境污染,符合可持续发展的要求。

热等静压技术的若干应用及发展趋势

热等静压技术的若干应用及发展趋势
向发展。
关 键 词 :热 等静 压 技 术 ;应 用 ;发 展 ;设 备 中 图 分 类 号 :T F 1 2 4 . 3 2 文 献 标 识 码 :A 文章 编 号 :1 0 0 6 — 0 3 0 8( 2 0 1 3 )0 4 4 ) 0 5 2 - - 0 7
Se v e r a l App l i c a t i o n s a n d De v e l o p me nt Tr e nd o f HI P Te c h no l o g y
ABSTRACT : Th e a p p l i c a t i o n o f h o t i s o s t a t i c p r e s s i n g t e c h n o l o g y i n t h e a r e a s o f c a s t i n g s t r e a t me n tp o w d e r me t a l l u r g y,c e r a mi c ma —
2. Me t a l l u r g y a n d En e r g y En g i n e e r i n g Co l l e g e,Ku n mi ng Un i v e r s i t y o f
S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,K u n m i n g ,Y u n n a n 6 5 0 0 9 3 , C h i n a )
2 0 1 3年 1 0月
云 南 冶 金
YUNNAN MET AL L U
第4 2卷第 5期 ( 总第 2 4 2期)
V o 1 . 4 2 .N o . 5( S u m 2 4 2 )
热 等 静 压 技 术 的若 干 应 用 及 发 展 趋 势

铝合金 热等静压

铝合金 热等静压

铝合金热等静压铝合金热等静压技术是一种目前比较流行的制造高强度铝合金材料的方法,该工艺实现了铝合金的精确加工,可以控制铝材的成形,制造出优质的铝合金制品,具有非常广泛的应用前景。

本文将详细介绍铝合金热等静压技术的原理、工艺流程以及其在各个领域中的应用。

1. 铝合金热等静压技术原理铝合金热等静压技术,简称RTHP,是指使用热等静压机,通过高温和高压作用下,使铝合金在组织细化和甚至再结晶的同时,消除内部应力的一种现代化生产工艺,能够有效提高铝合金的强度、抗拉强度和硬度等机械性能。

热等静压工艺的主要原理是温度、应力、应变及其交互作用对金属材料微观组织的影响。

采用3-5道冷轧成形,然后采用热处理(区间)技术,即采用高温、高压、高速等综合作用下,把冷轧铝板的微观组织逐步改变,在粗晶化进行的同时,形成良好的原始物质。

最终,将形成连续的微观组织,达到均匀且均匀的内部结构,互为交联。

2. 铝合金热等静压技术工艺流程铝合金热等静压技术具有以下的主要工艺流程:2.1 材料处理首先选用纯度高、化学成分稳定的铝合金原材料,如铝板、铝棒等。

然后,对原材料进行表面处理,消除表面油污和污渍,使其充分接触到工艺加工区域。

2.2 加热将铝合金原材料放入热等静压设备中,通过在一定温度下加热使其达到固溶状态。

铝合金热等静压机一般采用气体、火焰、电子束等多种方式实现加热,其中主要是以气体方式加热,使材料达到1000-1200℃的最优温度区间。

2.3 热压在一定的温度和压力范围内,对铝合金原材料进行高压加工,使内部形成压缩应力达到相应的强度要求。

铝合金热等静压机在压制时一般采取消耗能量小、成型精度高、加工速度快的液压技术,一般设定压制温度为500℃左右、压力为150-200MPa。

2.4 冷却热等静压完成后,需要对加工的铝合金材料进行快速冷却,使其迅速降温到室温。

快速冷却可使晶粒细化,提高铝合金材料的强度、硬度和韧性等机械性能。

3. 铝合金热等静压技术应用铝合金热等静压技术是一种广泛应用于航空航天、汽车、电子、机械等各个领域的先进制造技术。

北航热等静压 -回复

北航热等静压 -回复

北航热等静压-回复北航热等静压技术是指在航空领域中,通过控制流体介质的温度和压力来改变空气动力系统的性能和特性。

这项技术已经在飞机设计和制造中起到了重要的作用,尤其是在提高飞行性能和减少油耗方面。

本文将详细介绍北航热等静压技术的原理、应用以及未来的发展潜力。

热等静压技术的原理基于热力学的基本原理,即流体介质在受热时会产生膨胀,从而增加压力。

北航热等静压技术通过控制流体介质的温度来实现对压力的控制,从而改变空气动力系统的性能。

具体来说,它包括两个主要的步骤:热膨胀和压力调节。

首先,通过向流体介质提供热量,使其发生热膨胀。

这可以通过多种方式实现,例如利用电热丝、热电偶或流体介质自身的热能来进行加热。

热膨胀会导致流体介质的密度减小,从而增加了单位体积内的分子数和压力。

这种增加的压力称为静压。

接下来,通过压力调节器对静压进行调节,使其达到期望的数值。

压力调节器可以通过改变流体介质的温度或通过其他压力调节装置来实现。

通过调节压力,可以控制流体介质在空气动力系统中的运动,从而实现对飞机性能的改善。

北航热等静压技术在飞机设计和制造中有广泛的应用。

首先,它可以用于改善飞机的气动性能。

通过控制流体介质的温度和压力,可以减少飞机表面的湍流和阻力,提高其升力和滑行性能。

其次,热等静压技术还可以用于提高飞机的节能性能。

通过减少飞机的阻力和提高其升力,可以减少飞机的燃油消耗,从而降低运营成本,减少对环境的影响。

此外,北航热等静压技术还可以应用于飞机的舒适性改善。

通过调节流体介质的温度和压力,可以实现对飞机内气流的控制,调节舱内的温度、湿度和压力,提供更加舒适的乘坐环境。

这对于乘客的体验以及长时间飞行的疲劳程度都有积极影响。

尽管北航热等静压技术在飞机设计和制造中已经取得了重要的成果,但它仍然存在一些挑战和改进的空间。

首先,技术上的难题包括如何控制流体介质的温度和压力变化,以及如何精确地控制静压的数值。

其次,经济上的挑战包括技术成本的高昂以及与现有飞机系统的集成等问题。

2024年热等静压市场前景分析

2024年热等静压市场前景分析

2024年热等静压市场前景分析概述热等静压技术是一种新型的风冷散热技术,在电子产品、通信设备、工业机械等领域中得到了广泛的应用。

本文将对热等静压市场的前景进行分析。

市场背景近年来,随着电子产品的普及和智能化工业的快速发展,对散热技术的要求越来越高。

传统的空气散热方式已经不能满足高功率电子设备的散热需求。

热等静压技术作为一种高效的散热方式,正在迅速崛起。

市场规模据市场研究机构统计,热等静压市场在过去几年里呈现出快速增长的趋势。

预计到2025年,全球热等静压市场的规模将达到XX亿美元。

其中,亚太地区将在热等静压市场中占据主导地位。

市场驱动因素1.高功率电子设备的普及:随着电子产品的智能化和功能的不断增加,高功率电子设备的使用越来越广泛,对散热技术的要求也越来越高,促进了热等静压技术的发展。

2.能耗和环保要求:热等静压技术相对于传统的空气散热方式具有更高的热效率和能耗效率,能够更好地满足环保要求,受到越来越多企业和消费者的青睐。

3.5G和人工智能的发展:随着5G通信技术和人工智能的不断发展,对高性能计算和散热要求的增加,为热等静压技术的应用提供了更广阔的市场空间。

市场挑战1.技术研发难度较大:热等静压技术需要解决热传导、流体动力学等复杂问题,技术研发难度较大,需要投入大量的研发资源和资金。

2.市场竞争激烈:热等静压市场存在着众多的竞争对手,包括传统的空气散热技术和其他散热方式,市场竞争激烈,企业需要在技术和价格上具备竞争优势。

3.安全隐患:热等静压技术在应用过程中存在一定的安全隐患,如液冷散热技术可能导致液体泄漏等问题,需要加强相关安全措施。

市场前景尽管面临一些技术和市场挑战,但热等静压市场仍然有着广阔的前景。

1.电子产品市场:随着电子产品的不断更新换代,高功率密度和散热要求的增加,热等静压技术将在智能手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品中得到广泛应用。

2.工业机械市场:工业机械在生产过程中也需要进行散热,热等静压技术将在工业机械中发挥重要作用,提高工业生产效率。

等静压技术及其应用

等静压技术及其应用

等静压技术及应用1.等静压技术 (1)1.1等静压技术的介绍及发展情况 (1)1.2等静压技术的应用 (3)2.冷等静压技术 (4)2.1冷等静压在陶瓷中的应用 (4)2.2在粉末冶金中的应用 (6)2.3冷等静压技术在食品加工行业中的应用 (7)3.热等静压 (8)3.1热等静压技术在硬质合金中的应用 (9)3.2在粉末冶金中的应用 (11)3.3在陶瓷中的应用 (11)等静压技术1.1等静压技术的介绍及发展情况等静压成形技术是一种利用密闭高压容器内零件受到各向均等的超高压压力状态进行成形的先进制造技术,根据静压力基本方程(p=p+pgh),盛放在密闭容器内的液体,其外加压强p。

发生变化时,只要液体仍保持其原来的静止状态不变,液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。

这就是说,在密闭容器内,施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点,这就是等静压成形的原理。

目前等静压技术的应用领域主要集中在粉末高压固化烧结、扩散连接及组件扩散连接等领域。

其分类也根据产品成形温度的不同分为冷等静压技术(常温,一般使用压力为100~ 630MPa)、温等静压技术(温度一般在80~120℃下,压力为300MPa 左右)热等静压技术(工作温度一般为1000~2200℃,工作压力常为100~200MPa。

)。

等静压技术作为一种先进成形技术,与传统的成形技术相比具有明显的优势,主要集中在:第一.等静压成形的产品,具有密度高而分布均匀、产品内部不存在气泡、成品晶粒间显微孔隙度很低,其力学性能与电性能均比别的成形方法好。

第二.等静压制品几乎无内应力,压坯可以直接进窑烧结,不会翘曲与开裂。

第三.制作长径比(长度与直径之比)很大的产品是轻而易举的事,而其他方法是则是事倍功半或者无法实现。

第四.制作高熔点、高硬度材料的大型产品及形状复杂的产品。

第五.等静压成形的坯体比其他成形方法制得坯体烧成温度低并且不会污染高纯度的压坯材料由于等静压技术有着传统材料成形方法所无法比拟的优点,并且随着新材料新工艺的不断出现,使得等静压设备的需求不断增加,其产品的应用领域不断扩大,特别是1955 年美国巴特尔研究所为了研制核反应堆的材料而开发了热等静压应用技术以来,经过70~80年代,各国开始的高技术热潮也有力地推动了HIP 技术的发展,将热等静压技术作为陶瓷、高温合金、复合材料成形的一种重要的工艺手段。

2024年热等静压市场分析现状

2024年热等静压市场分析现状

2024年热等静压市场分析现状1. 引言热等静压是一种重要的工业过程,广泛应用于许多行业中。

本文旨在分析当前热等静压市场的现状,探讨市场趋势和前景。

2. 热等静压市场概览热等静压市场是一个充满活力的市场,涵盖了多个行业。

热等静压的主要用途包括材料烧结、金属粉末冶金、电子封装等。

市场规模不断扩大,且预计在未来几年继续增长。

3. 主要市场驱动因素热等静压市场的增长受到多个因素的驱动。

以下是几个主要的市场驱动因素:3.1 新技术的发展随着科学技术的迅速发展,新的热等静压技术不断涌现。

新技术的出现使得热等静压更加高效和可靠,吸引了更多行业的应用和投资。

3.2 增加的研发投资在热等静压技术的发展推动下,越来越多的企业和机构加大了对热等静压领域的研发投资。

这些投资不仅推动了技术的进步,也为市场的增长提供了机会。

3.3 应用范围扩大热等静压不仅在传统工业领域得到应用,还逐渐渗透到新兴行业,如航空航天、医疗器械等。

这种应用范围的扩大为市场的发展提供了更多的机会。

3.4 环保意识的提高随着环保意识的提高,越来越多的企业倾向于采用热等静压技术来替代传统的制造工艺。

这种趋势推动了热等静压市场的增长。

4. 市场竞争态势热等静压市场竞争激烈,主要由几家大型企业主导。

这些企业拥有先进的技术和丰富的行业经验,具有较强的市场竞争力。

此外,还有一些中小型企业在市场中占有一定的份额。

5. 市场前景展望鉴于热等静压市场的潜力和发展趋势,市场前景非常乐观。

随着新技术的不断涌现和应用范围的扩大,热等静压市场有望继续保持较高的增长速度。

6. 结论综上所述,热等静压市场现状良好,市场规模不断扩大。

随着新技术的发展和应用的扩大,市场前景非常有希望。

企业应该密切关注市场动态,抓住机遇,不断提升技术实力和市场竞争力,以适应市场的发展需求。

热等静压(HIP)技术在金属材料方面的应用

热等静压(HIP)技术在金属材料方面的应用

热等静压(HIP)技术在金属材料方面的应用热等静压(HIP)技术于本世纪50年代中期问世。

经过40多年的发展现已成为世界高性能材料生产不可缺少的一项技术,同时也成为新材料开发中的重要高新技术。

我国HIP技术开发始于70年代。

在近30年的发展中,不仅取得不少可喜的成果,而且这些成果已在许多领域中得到了应用。

HIP′99国际会议在北京召开,无疑为我国从事HIP研制人员提供了不可多得的与国际同行进行直接交流的机会,并将有利于我国HIP技术的发展。

为了使广大读者对本届会议内容有一个概略的了解,本文对当前HIP技术在金属材料方面的应用进行了综合评述,其重点在钛合金、高温合金、铍材和难熔金属的应用方面。

1 HIP技术在钛合金方面的应用在近期的应用中,钛合金铸件经HIP致密化处理后最重要的应用仍然在商业方面。

这是由于钛合金铸件可以制备大型、异型的净成形产品,因此大幅度降低部件的制造成本。

HIP处理虽然使合金的强度水平略有下降,但它使材料的塑性及疲劳寿命增加,并使其力学性能的分散度下降,从而提高材料使用性能的可靠性。

Ti-6AI-4V合金是钛合金的主要材料,目前最大的钛合金铸件是美国GE公司的GE90发动机风扇结构件,其外径为1500mm。

Pratt & Whitney公司制造的PW4080发动机过渡罩外径已达1800mm。

由于铸件的尺寸大于目前世界上正在运转的HIP机尺寸,故在此件HIP处理前先把它切开分别进行HIP处理,然后再把它焊合。

为此航空发动机厂要求用HIP处理尺寸为2050mm及超过此尺寸的部件。

鉴于制造2050mm HIP设备的制造费用过高,而且这种大件的数量相对较少,故难以实现。

为了提高钛合金铸件性能,波音公司、洛克希德公司及麦当来、道格拉斯公司作了大量的研究工作。

现已表明,钛精密铸件在HIP后再经过适当的热处理可以使其性能达到锻件的水平(包括疲劳性能及塑性)。

马丁/波音F22空中优势战斗机是HIP钛合金应用的典范,其应用的76个部件约占飞机机架重量的45%,材料为经HIP后的钛合金铸件。

热等静压技术的发展与应用

热等静压技术的发展与应用


一函
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方面 占据优势, 此技术 已成为当今许多
高性能材料生产 中的一项实用技术 , 也 是新材料开发不 可缺少的一种新 技术 。 因此 , 近年来全球热等静压设备数量逐
年增 加 , 其研 究领域也在 不断变化 。 图
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热等静压 技术在最初期 因为设备整体
成本较 高, 其发展 一直 较为缓慢 , 应用 也仅集 中在军工 、 核反应等几 个领域 。 近年来 , 随着科技 的不断进步 , 各领域
对材料使用要求也越来越苛 刻, 热等静
图1 典型热等静压系统示意图
压 技术 在制备具有 高密度、 高纯度、 高 均匀性 、 高韧性 等优 良综合性 能的材料
属公 司、 北京钢 铁研 究总 院( 以下简 称
“ 研 院” 、 国AE 司等 多家 机 构 钢 )美 公 的不 断 改善 , 大地 拓展 了HI 设备 大 P 的发 展及 应用 。 等静 压技 术 经过近 热
国B t l 研究所为研制核 反应堆材料 at l ee 而开展 的, 首先 用 于原子 能反 应过 程 中燃料元素 的扩 散粘结 , 于此应用 , 基
可 用 钼 丝 加 热 炉 ;0 0 2 0 ℃时 可 用 石 墨

什么是热等静压成型技术?

什么是热等静压成型技术?

什么是热等静压成型技术?热等静压成型技术是一种先进的加工方法,广泛应用于航空航天、汽车制造、能源等领域。

它通过将粉末原料加热至高温并施加高压来制造坚固、高精度的零件和构件。

下面将从几个方面详细介绍热等静压成型技术的原理、应用以及未来发展趋势。

一、原理1.温度和压力控制:热等静压成型技术基于物质在高温和高压条件下的可塑性。

温度可使粉末原料变得可塑,而压力则能够使原料充分填充模具并形成所需形状。

2.粉末原料选择:热等静压成型技术通常使用金属粉末作为原料,包括铝、钢、镁等。

这些金属粉末具有良好的可塑性和热导性,适合于此类加工方法。

3.模具设计与制造:模具是热等静压成型技术的关键。

合理设计和制造模具可以保证零件的准确性和质量。

二、应用1.航空航天领域:热等静压成型技术可以制造出高精度、高强度的航空发动机零部件和复杂的涡轮叶片。

这些零件的制造过程需要满足严格的质量要求,而热等静压成型技术能够提供可靠的解决方案。

2.汽车制造领域:热等静压成型技术可用于制造各类发动机零件、底盘零件和传动系统部件。

相比传统的铸造和锻造工艺,它可以提供更高的准确性和性能。

3.能源领域:热等静压成型技术可以制造出耐高温和耐压的燃烧室和热交换器。

这些组件在火电厂、核电站等领域中发挥关键作用,因此需要具备优异的性能和可靠性。

三、未来发展趋势1.材料优化:随着科学技术的不断进步,研究人员将致力于开发新型的金属粉末材料,以满足更高的性能需求。

2.工艺改进:热等静压成型技术的工艺参数和设备将不断改进,以实现更高的加工效率和质量水平。

3.智能化应用:人工智能技术的兴起将为热等静压成型技术带来更多的应用机会,例如模具设计的优化和生产过程的自动化控制。

总结起来,热等静压成型技术是一种重要的先进加工方法,具有广泛的应用前景。

未来,随着材料和工艺的不断改进以及智能化技术的运用,热等静压成型技术将在各个领域发挥更加重要的作用。

热等静压技术

热等静压技术
以氮气、氩气等惰性 气体为传压介质
目前,先进的热等静压机为 预应力钢丝缠绕的框架式结 构,高压容器的端盖与缸体 间的连接为无螺纹连接
简介
热等静压设备的特点 ?大型化 ?多功能、多气氛 ?快速冷却 ?自动化程度高,生产工艺稳定
发展
1955 年美国Battelle 研究所为研制
核反应堆材料开展 HIP 技术研究,
热等静压技术的发展与应用
2015年4月20日
目录
简介 发展 应用
简介
热等静压(Hot Isostatic Pressing,简称HIP)工艺 是将制品放置到密闭的容 器中,向制品施加各向同 等压力的同时施以高温, 在高温高压的作用下,使 制品得以烧结或致密化。
温度:900~2 000℃ 压力:100~200MPa
模具设计包括密封部分、接、检漏、装粉填充等过程均是影响热等静压零件性 能的关键工序。
有限元模拟是热等静压整体近净成形技术中模具及工艺优化的有效方法。
粉末冶金制品的HIP近净成形技术
与铸造、锻造等传统工艺相比, 具有以下优点:
?制件性能好,具有锻件的综合机械性能 ?料利用率高,可超过90%,几乎不存在废料
包覆工艺过程:在低合金钢轴的工作面上焊接一个低碳钢包套,在真空条件下把 混入碳化物的工具钢粉末装入包套中并封焊 (见图1),之后放入热等静压机中进 行压制,在HIP处理过程中,工具钢粉末达到了充分密实,形成了耐磨层,并与轴面 实现了扩散粘结,机加工后得到了包覆轧辊
传统包覆轧 辊采用焊接 工艺制造
获得较高的耐磨性和高韧性, 寿命提高5~6倍
铸件的致密化处理主要应 用于比较重要的场合,例如: 航空领域应用的发动机,发 电工业应用的汽轮机透平、 涡轮等重要的零部件,飞机 或民用的铝、钛结构件,汽 车的重要零部件,生物工程 中人工关节的致密化处理等。

热等静压(HIP)技术和设备的发展及应用

热等静压(HIP)技术和设备的发展及应用

等静压 设备 的特 点。在 国 内热 等静 压设备 的发展 方 面 , 简要介 绍研 发和 为国 内外用 户制造 热等静 压设备 并成 功 投入使 用 的情 况。 热 等静压技 术 应 用方 面 , 介 绍该技 术在 铸件 致 密化处 理 、 末 冶金 、 在 主要 粉 热等 静压连 接
和 复合 以及在 重要 工程 项 目中的 实际应 用
2 国外热等静压设备的发展
16 美 国 B t1 95年 at1 e e研究 所第 一 台热等 静压 机
素的扩散粘结, 基于此应用, 当时被叫做 ‘ 气压粘结 1 。 16 该技 术传 入 欧洲 , 9 3年 瑞典 A E S A公 司用 预 应 力 钢丝缠绕结构制造高压容器, 其结构紧凑, 安全可靠, 奠定了 H P I 技术大力发展的坚实基础 。后经肯纳金 属公司、 北京钢铁研究总院 ( 以下简称“ 钢铁研究总
application热等静压技术经过近60年的发展已日臻成熟1前言目前已广泛用于核材料航空航天材料硬质合金高温合金与陶瓷材料等领域是研制与处理材料提热等静压hiphotisostaticpressing工艺高材料性能的一种先进生产工艺与手段已成为当今是一种以氮气氩气等惰性气体为传压介质将制品许多高性能材料生产中一项实用技术也是新材料开放置到密闭的容器中在9002000oc温度和10o发不可缺少的一种新技术
Ke wo d Ho s sa i P e sn ; it r g tc n lg ; q i me t a p i ai n y rs t o tt rs i g sn ei ; e h oo y e u p n ; p l t l c n c o
热 等静 压技 术经 过近 6 0年 的发展 已 日臻 成 熟 ,

热等静压技术的发展和应用

热等静压技术的发展和应用

热等静压技术的发展与应用摘要:热等静压法作为材料现代成型技术的一种,是等静压技术一个分支。

目前热等静压技术已广泛应用于航空、航天、能源、运输、电工、电子、化工和冶金等行业,用于生产高质量产品和制备新型材料。

本文主要介绍了热等静压技术的发展、工作原理及其应用范围。

关键词:热等静压,高压容器,加热炉,扩散连接,粉末冶金The Development and Applications of Hot Isostatic Pressing Abstract:Hot isostatic pressing method as a kind of modern molding technology, is a branch of isostatic pressing technology. Hot isostatic pressing technique has been widely used both in aviation, aerospace, energy, transportation, electrical, electronics, chemical industry and metallurgy and other industries, and in the production of high quality products and the preparation of new materials. This article mainly introduced the development of hot isostatic pressing technology, working principle and its application range.Keywords:Hot Isostatic Pressing,High Pressure Vessel, Heating Furnace, Diffusion Bonding, Powder Metallurgy目录1 引言 (1)1.1 国外热等静压技术的发展 (1)1.2 国内热等静压技术的发展 (1)2 热等静压设备及工作原理 (3)2.1 热等静压设备特点 (3)2.1.1 高压容器 (3)2.2.2 加热炉 (3)2.2.3 压缩机和真空泵 (4)2.2.4 冷却装置 (4)2.2.5 计算机控制系统 (4)2.2 热等静压工艺流程 (4)2.3 热等静压工作原理 (5)3 热等静压技术的主要应用领域 (7)3.1 铸件的致密化处理 (7)3.2 热等静压覆层和热等静压复合扩散连接 (7)3.3 热等静压粉末固结 (8)3.3.1 高温合金粉末固结 (8)3.3.2 硬质合金热等静压 (8)3.3.3 高速钢粉末固结 (8)3.3.4 陶瓷材料粉末固结 (9)3.3.5 钛合金粉末固结 (9)3.4 热等静压工艺在新领域的应用 (9)4 结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)1 引言热等静压(Hot Isostatic Pressing,简称HIP)工艺是一种以氮气、氩气等惰性气体为传压介质,将制品放置到密闭的容器中,在900~2000℃温度和100~200MPa压力的共同作用下,向制品施加各向同等的压力,对制品进行压制烧结处理的技术。

2024年热等静压市场规模分析

2024年热等静压市场规模分析

2024年热等静压市场规模分析引言热等静压(HPET)技术是一种新兴的制冷技术,通过热能转移和等静压原理来实现高效、能耗低的空调制冷。

近年来,HPET在全球范围内得到了广泛应用和推广。

本文将对热等静压市场规模进行分析,以揭示其当前和未来的发展趋势。

市场概述1. 市场定义热等静压市场是指与热等静压技术相关的产品和服务的市场,包括热等静压系统的销售、安装和维护等。

2. 市场发展历程热等静压技术起源于20世纪90年代,最初用于航空航天行业,后逐渐应用于工业制冷和商业空调领域。

近年来,随着技术的成熟和经济效益的提升,热等静压市场得到了进一步的发展和扩大。

3. 市场主要参与者目前,全球热等静压市场的主要参与者包括热等静压系统制造商、销售商、安装服务提供商和维护服务提供商等。

市场规模分析1. 当前市场规模根据研究数据显示,全球热等静压市场在2019年达到了X亿元人民币,并且预计在未来几年内将保持持续增长的趋势。

2. 市场增长驱动因素热等静压技术相比传统空调制冷技术具有更高的能效和更低的能耗,这是推动热等静压市场增长的主要驱动因素之一。

此外,对环境友好和节能减排的要求也促进了热等静压技术的应用和市场需求的增长。

3. 市场地区分布热等静压市场在全球范围内分布广泛,主要集中在发达国家和地区,如美国、欧洲和亚太地区等。

在这些地区,热等静压技术已经得到了广泛的应用和推广。

4. 市场前景预测根据市场研究机构的预测,全球热等静压市场在未来几年内将保持高速增长的态势。

预计到2025年,全球热等静压市场规模将达到X亿元人民币。

结论热等静压市场作为一种高效、节能的制冷技术,具有广阔的发展前景。

随着全球对环境友好和能源节约的需求增加,热等静压技术将在更多的领域得到应用和推广。

未来几年,我们可以预期热等静压市场规模将持续扩大,并为相关企业带来更多的商机。

热等静压技术在特种陶瓷制备中的应用

热等静压技术在特种陶瓷制备中的应用

热等静压技术在特种陶瓷制备中的应用
热等静压技术是一种在特种陶瓷制备中广泛应用的技术。

它是一种将高温和高压结合起来的技术,可以制备出高密度、高强度、高硬度的特种陶瓷材料。

热等静压技术的原理是将陶瓷粉末放入模具中,然后在高温和高压的条件下进行压制。

在这个过程中,陶瓷粉末会被压缩成一块致密的陶瓷材料。

这种材料具有高密度、高强度、高硬度等优良性能。

热等静压技术的应用范围非常广泛。

它可以用于制备各种特种陶瓷材料,如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等。

这些材料具有高温、高压、耐腐蚀等特殊性能,广泛应用于航空、航天、电子、化工等领域。

热等静压技术的优点是制备出的陶瓷材料具有高密度、高强度、高硬度等优良性能。

同时,这种技术可以制备出复杂形状的陶瓷材料,如管状、环状、球状等形状。

这些形状的陶瓷材料在一些特殊领域中具有广泛的应用。

热等静压技术是一种在特种陶瓷制备中非常重要的技术。

它可以制备出高密度、高强度、高硬度的特种陶瓷材料,具有广泛的应用前景。

随着科技的不断发展,热等静压技术将会在更多的领域中得到应用。

热等静压的应用领域

热等静压的应用领域

关于热等静压的应用热等静压工艺是将制品放置到密闭的容器中,向制品施加各向同等的压力,同时施以高温,在高温高压的作用下,制品得以烧结和致密化。

热等静压是高性能材料生产和新材料开发不可或缺的手段,热等静压可以直接粉末成型,粉末装入包套中(类似模具作用),包套可以采用金属或陶瓷制作(低碳钢、Ni、Mo、玻璃等),然后使用氮气、氩气作加压介质,使粉末直接加热加压烧结成型的粉末冶金工艺;或者将成型后的铸件,包括铝合金、钛合金、高温合金等缩松缩孔的铸件进行热致密化处理,通过热等静压处理后,铸件可以达到高度致密化,提高铸件的整体力学性能。

关于热等静压的应用1.热等静压在航空发动机中的应用在发动机制造中,热等静压机已用于粉末高温合金涡轮盘和压气盘的成型。

把高温合金粉末装入抽真空的薄壁成形包套中,焊封后进行热等静压,除去包套即可获得致密的、接近所需形状的盘件。

粉末热等静压材料一般具有均匀的细晶粒组织,能避免铸锭的宏观偏析,提高材料的工艺性能和机械性能。

粉末高温合金热等静压或热等静压加锻造的盘件已在多种高推重比航空发动机上应用。

热等静压的应用领域已经扩大到航空领域应用的发动机,发电工业应用的汽轮机透平、涡轮等重要零部件,飞机或民用的铝合金、钛合金结构件,汽车(涡轮增压轮、柴油机阀杆和传感器支座),医药(置换器),石油(阀体),以及化学加工,生物工程中人工关节的铸件致密化处理方面。

热等静压工艺应用的迅速发展,也导致了燃气轮机工业标准的深化,这些标准要求消除精铸件中的收缩气孔率,如叶片翼型生产。

涉及到的材料包括钛及钛合金、铝及铝合金、不锈钢铸件、高温合金铸件等。

热等静压还用于制造粉末钛合金风扇盘和飞机上的粉末铝合金和粉末钛合金承力构件。

在航天器制造工业中,热等静压主要用于制造致密的碳质结构件,如火箭的舵面和固体火箭发动机喷管喉衬等。

2.热等静压在粉末合金精密铸件中的应用热等静压可用于各种合金的精密铸件的制造,如高温合金涡轮叶片,铸钛机匣以及涡轮增压器的铝合金铸件等,经热等静压致密化处理可消除内部疏松和缩孔,提高性能、可靠性和使用寿命。

热等静压的设备改进和技术发展探析

热等静压的设备改进和技术发展探析

热等静压的设备改进和技术发展探析1 热等静压概述1.1 热等静压原理与特点热等静压(Hot Isostatic Pressing,简称HIP)技术实现于一个密闭容器空间中,将所需制品的材料放置其中,施加高温高压条件,将材料烧融并重新固结致密化,该技术的一个重要特点是压力的均衡施加,因此得到的成品均匀性好。

按照材料利用情况和制品要求,热等静压技术可以分为3类:第一,对粉末(状)材料的压实固结,最终使其趋近于成品的形状和结构;第二,制品本身存在裂痕、孔隙、变形等缺陷,通过高温和加压使其重新致密并规范制品形状,消除上述缺陷;第三,应不同的功能要求,需将不同的材料进行拼接与焊合,利用该技术实现材料界面的扩散与拼合。

相比于传统纯粹的高温高压技术,热等静压在高温压的前提下,增加了等静压的特点,材料在加工过程中受压均衡,得到的成品各向同性好,致密程度高,缺陷少,总体性能优异。

因此,对于航空航天、海洋、汽车等对材料性能要求高的行业领域,该技术具有广泛的应用空间。

同时该技术的兴起,也使得过去高精度仪器设备的制作变得方便,大大缩减了工序和加工时间。

1.2 国内外热等静压技术的发展现状(600)1955年,美国Battelle研究所在寻找合适的核反应堆材料时,利用高温和等静压技术条件实现原子核反应时元素的扩散结合,由此,拉开了热等静压技术发展的序幕。

彼时,等静压的施加主要依靠惰性气体来实现,且主要用于元素的粘结,因此该技术最初称作“气压粘结”技术。

60年代初,该项技术逐渐被美国其他公司利用并不断改善,随着其传入欧洲和北京,热等静压技术的应用领域也得到了大幅度的拓宽。

2 热等静压的设备改进2.1 热等静压机相关装备及工艺流程热等静压机主要包括了加热炉、高压容器、压缩机、真空泵、冷却系统、自动控制系统等,整个操作工艺流程大致分为5个阶段:加工材料的清理与入炉、充气加压升温、加工过程的保温保压、降温泄压、出炉。

其中温度和压力的控制是操作的关键。

热等静压近净成形

热等静压近净成形

热等静压近净成形
近年来,随着科技的不断进步和发展,热等静压近净成形技术成
为了制造业中备受关注的一项技术。

本文将详细讲解热等静压近净成
形的相关知识与应用。

一、热等静压近净成形的定义和工艺流程
热等静压近净成形技术是一种在高温和高压的条件下利用金属粉
末和模具,将材料形成零部件的过程。

其与传统的制造方式相比,具
有精度高、材料不浪费等优点。

工艺流程一般包含粉末制备、制粒、
造型、热处理、精密加工、清洗等环节。

二、热等静压近净成形的应用领域
热等静压近净成形技术可以广泛应用于航空、航天、汽车、电子
等领域,尤其在高精密度、复杂几何形状等方面具有非常突出的优势,例如用于航空发动机中气缸体和气缸盖等零部件的制造。

三、热等静压近净成形技术的优点和挑战
3.1 优点
热等静压近净成形技术可以在不需要过多加工的情况下制造出高
性能、高精度、低成本的零部件,材料利用率高、不污染环境等优点。

3.2 挑战
热等静压近净成形技术还存在一些挑战,如控制成形质量、避免
模具的沉积、指定任意几何形状等难点问题。

四、热等静压近净成形技术的发展趋势
热等静压近净成形技术在未来的发展趋势中,需要在材料的研究、设计与模具的制作等方面不断推进和创新,才能进一步提高成形质量
和产品精细度。

综上所述,热等静压近净成形技术是一项高效、高精度、高质量
的制造技术,具有广泛的应用前景和发展空间。

未来的发展趋势是向
更高效、更精密、更具成本优势的方向发展,迎合制造业的需求,为
产业发展做出更大的贡献。

钛合金铸件热等静压处理技术

钛合金铸件热等静压处理技术

钛合金铸件热等静压处理技术引言:钛合金作为一种重要的结构材料,其具有优异的力学性能、抗腐蚀性和高温稳定性,因此在航空航天、船舶制造、汽车制造等领域得到广泛应用。

然而,钛合金的铸造过程中常常存在着内部缺陷和晶粒粗化等问题,导致其力学性能下降。

为了解决这些问题,热等静压处理技术被引入钛合金铸件生产过程中,取得了良好的效果。

一、热等静压处理技术的原理热等静压处理技术是在钛合金铸件制备过程中应用的一种热处理方法。

其原理是通过加热钛合金铸件至一定温度,同时施加静压力,使钛合金铸件在高温下发生塑性变形,并在静压力的作用下得到致密化和晶粒细化。

这一过程可以有效地消除钛合金铸件内部的缺陷,提高其力学性能和综合性能。

二、热等静压处理技术的工艺流程热等静压处理技术的工艺流程主要包括预热、等温静压、冷却和退火四个步骤。

首先,将钛合金铸件置于预热炉中进行预热,使其达到适当的温度。

然后,将预热后的钛合金铸件放入等温静压装置中,在一定温度和静压力的作用下进行等温静压处理。

在等温静压过程中,钛合金铸件的晶粒会发生细化,内部的缺陷也会被消除。

接下来,将经过等温静压处理的钛合金铸件放入冷却装置中进行冷却,使其快速冷却至室温。

最后,对铸件进行退火处理,以消除残余应力,提高材料的稳定性和可靠性。

三、热等静压处理技术的优点热等静压处理技术在钛合金铸件制备中具有许多优点。

首先,通过热等静压处理,可以显著提高钛合金铸件的致密度和强度。

其次,这一技术可以有效地减少钛合金铸件的内部缺陷,提高其力学性能和综合性能。

此外,热等静压处理还可以使钛合金铸件的晶粒细化,提高其耐热性和耐腐蚀性。

最后,采用热等静压处理技术可以实现批量生产,提高生产效率。

四、热等静压处理技术的应用前景热等静压处理技术在钛合金铸件制备中已经取得了显著的应用效果,并且在航空航天、船舶制造、汽车制造等领域得到广泛应用。

随着钛合金材料在各个行业中的应用不断扩大,热等静压处理技术的应用前景也变得更加广阔。

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热等静压技术的发展与应用摘要:热等静压法作为材料现代成型技术的一种,是等静压技术一个分支。

目前热等静压技术已广泛应用于航空、航天、能源、运输、电工、电子、化工和冶金等行业,用于生产高质量产品和制备新型材料。

本文主要介绍了热等静压技术的发展、工作原理及其应用范围。

关键词:热等静压,高压容器,加热炉,扩散连接,粉末冶金The Development and Applications of Hot Isostatic Pressing Abstract:Hot isostatic pressing method as a kind of modern molding technology, is a branch of isostatic pressing technology. Hot isostatic pressing technique has been widely used both in aviation, aerospace, energy, transportation, electrical, electronics, chemical industry and metallurgy and other industries, and in the production of high quality products and the preparation of new materials. This article mainly introduced the development of hot isostatic pressing technology, working principle and its application range.Keywords:Hot Isostatic Pressing,High Pressure Vessel, Heating Furnace, Diffusion Bonding, Powder Metallurgy目录1 引言 (1)1.1 国外热等静压技术的发展 (1)1.2 国内热等静压技术的发展 (1)2 热等静压设备及工作原理 (3)2.1 热等静压设备特点 (3)2.1.1 高压容器 (3)2.2.2 加热炉 (3)2.2.3 压缩机和真空泵 (4)2.2.4 冷却装置 (4)2.2.5 计算机控制系统 (4)2.2 热等静压工艺流程 (4)2.3 热等静压工作原理 (5)3 热等静压技术的主要应用领域 (7)3.1 铸件的致密化处理 (7)3.2 热等静压覆层和热等静压复合扩散连接 (7)3.3 热等静压粉末固结 (8)3.3.1 高温合金粉末固结 (8)3.3.2 硬质合金热等静压 (8)3.3.3 高速钢粉末固结 (8)3.3.4 陶瓷材料粉末固结 (9)3.3.5 钛合金粉末固结 (9)3.4 热等静压工艺在新领域的应用 (9)4 结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)1 引言热等静压(Hot Isostatic Pressing,简称HIP)工艺是一种以氮气、氩气等惰性气体为传压介质,将制品放置到密闭的容器中,在900~2000℃温度和100~200MPa压力的共同作用下,向制品施加各向同等的压力,对制品进行压制烧结处理的技术。

在高温高压的共同作用下,被加工件的各向均衡受压。

故加工产品的致密度高、均匀性好、性能优异。

同时该技术具有生产周期短、工序少、能耗低、材料损耗小等特点。

1.1国外热等静压技术的发展HIP技术研究始于1955年,由美国Battelle究所为研制核反应堆材料而开展的[1]。

1965年美国Battelle研究所研制的第一台热等静压机的问世,标志着热静压技术设备的诞生[2]。

1972年,在美国与瑞典实现了高速工具钢的大量热等静压。

在1970~1980年,美国空军材料实验室将HIP工艺扩展到了制造镍基高温合金与钛合金粉的预成形坯和近终形锻件。

在20世纪70年代,还发现可用HIP处理铸件,在铸件的主要形状特征不变形的条件下,使复杂形状铸件内部的孔隙永久愈合[3]。

目前,先进的热等静压机为预应力钢丝缠绕的框架式结构,高压容器的端盖与缸体间的连接为无螺纹连接。

因筒体和框架均采用钢丝预应力缠绕,所获的负预应力可通过计算确定,即使装置处于工作的最大压力状态时,其强大的应力也是由预应力缠绕钢丝所承受,即应力被集中消除,承载区域独立安全,同时钢丝缠绕还起到防爆和屏障的作用[4]。

因此,这种结构的热等静压设备在高温高压(2000℃和200 MPa)的工作条件下,无需外加任何特殊的防护装置,与老式的螺纹连接结构(端盖与缸体间)的热等静压机相比,不但设备的结构紧凑,而且有效地保证了生产的安全性。

1.2 国内热等静压技术的发展钢铁研究总院从1972年开始研究中国第一台热等静压机,并于1986年获劳动部颁发的热等静压机设计资格证书。

钢铁研究总院生产的热等静压机已经系列化,目前该院可为用户提供三个系列不同型号(从实验室用小型热等静压机到大型生产用热等静压机)的热等静压机。

1999年6月在北京成功地举办了HIP’99热等静压技术国际会议,与会代表来自瑞典、美国、德国、英国、法国、日本、俄罗斯等13个国家[5]。

国际同行对钢铁研究总院生产的热等静压机的水平给予高度的评价。

2005年7月,川西机器公司采用国内领先的高温/高压快速冷却、真空与超高压隔离、超高压工作缸等13种关键技术,经过3年多的刻苦研制和技术攻关,成功地交付给贵州航空工业集团贵州安吉精铸公司1台国内最大的热等静压机。

该热等静压机的投入使用,填补了国内大型热等静压技术的空白,为航空、航天、核工业、电子、冶金、船舶等领域的高温高强合金、功能陶瓷、复合材料、超硬材料等高新技术材料制品的研制和生产创造了条件[6]。

2008年7月份,由钢铁研究总院制造的亚洲最大的热等静压机(φ1250×2500 mm,1350℃,150 MPa)已安装调试成功,并正式投入运行。

目前己使用该设备生产出合格的高品质粉末涡轮盘[7]。

该设备的研制成功,标志着钢铁研究总院在热等静压设备的研发、制造及使用领域达到国际先进水平。

2 热等静压设备及工作原理2.1 热等静压设备特点热等静压设备由高压容器、加热炉、压缩机、真空泵、储气罐、冷却系统和计算机控制系统组成,其中高压容器为整个设备的关键装置。

热等静压烧结示意图如图2.1所示。

图2.1 热等静压烧结示意图2.1.1 高压容器目前先进的热等静压设备是由无螺纹、底部封闭钢丝缠绕的预应力筒体和钢丝缠绕及预应力框架组成。

钢丝是矩形截面、冷轧弹簧钢带,筒体经锻造和热处理,框架由两个横架和两个立柱组成,金属外壳包装,施加了预应力,其结构特点是:(1)筒体在切线方向均衡压缩,可防止轴向断裂;(2)框架压缩均衡,可防止切向断裂;可靠安全,承载区域独立;(3)压力容器各点应力能计算精确;应力集中被消除;(4)筒体、框架没有承受任何拉力负载;钢丝缠绕起防爆、屏障作用。

2.2.2 加热炉高质量加热炉是先进的热等静压设备不可缺少的关键部件。

目前,加热炉先进安装方式是插入式,有两个加热区,可设计3挡最高工作温度1200℃(用于Fe-Cr-Al加热炉)、1450℃(用于Mo加热炉),2000℃(用于石墨加热炉)和不同气氛的多台加热炉,由于是插入式,用户可根据烧结温度、气氛要求,方便地更换加热炉,每种加热炉可实现快速升温,快速冷却,炉内温差小于±15℃[8]。

石墨加热炉是由碳精和石墨混合、纤维补强的混合材料制成,其强度、可靠性、安全性优于常规纯石墨,具有高电阻率,极适用于真空和低电压工作。

2.2.3 压缩机和真空泵热等静压设备通常采用非注油式电动液压压缩机,省去了压缩空气装置,配置有过压保护、防振装置、自动调节部件。

真空泵采用旋转叶轮,在产品烧结中用于真空抽吸,同时抽除容器内的氧、潮气(水分)和其它杂质。

2.2.4 冷却装置冷却水通过再生冷却回路,管道内冷却水与压力容器外壳进行热交换,采用去离子水和防锈剂,以确保冷却水的质量和保护冷却系统。

2.2.5 计算机控制系统它是由IBM兼容PC、软盘驱动、彩色SYGA监视器、键盘、IBM兼容打印机输出、数据采集、控制软件及手动控制支持的台式部件等组成。

在热等静压工艺过程中,可实现温度、压力、真空的程序控制,并显示所有工作状态。

在程序控制和手动控制之间,可编程控制器提供安全可靠的联锁[9]。

2.2 热等静压工艺流程热等静压工艺有三种,即先升压后升温,适用于金属包套工件的制造;先升温后升压,适用于玻璃包套制造符合材料;同时升温升压,适用于低压成型、装入量大、保温时间长的工件制造。

其工艺流程如图2.2所示。

图2.2 热等静压工艺流程图2.3 热等静压工作原理根据帕斯卡原理,在一个密封的容器内,作用在静态液体或气体的外力所产生的静压力,将均匀地在各个方向上传递,在其作用的表面积上所受到的压力与表面积成正比[10]。

在高温高压作用下,热等静压炉内的包套软化并收缩,挤压内部粉末使其与自己一起运动。

高温高压同时作用下的粉末的致密化过程与一般无压烧结或常温压制有很大差异。

其致密化过程如图2.3所示,大致分为以下三个阶段:图2.3 粉末致密化过程(1)粒子靠近及重排阶段在加温加压开始之前,松散粉末粒子之间存在大量孔隙,同时由于粉末粒子形状不规则及表面凹凸不平,他们之间多呈点状接触,所以与一个粒子直接接触的其它粒子数(粒子配位数)很少。

当向粉末施加外力时,在压应力作用下,粉末体可能发生下列各种情况:随机堆叠的粉末将发生平移或转动而相互靠近;某些粉末被挤进临近空隙之中;一些较大的搭桥孔洞将坍塌等。

由于上述变化的结果,粒子的临近配位数明显增大,从而使粉末体的空隙大大减少,相对密度迅速提高。

(2)塑性变形阶段第一阶段的致密化使粉末体的密度已有了很大的提高,粒子之间的接触面积急剧增大,粒子之间相互抵触或相互楔住。

这是要使粉末体继续致密化,可以提高外加压力以增加粒子接触面上的压应力,也可升高温度以降低不利于粉末发生塑性流动的临界切应力。

如果同时提高压力和温度,对继续致密化将更加有效。

当粉末体承受的压应力超过其屈服切应力时,粒子将以滑移方式产生塑性变形。

(3)扩散蠕变阶段粉末粒子发生大量塑性流动后,粉末体的相对密度迅速接近理论密度值。

这时,粉末粒子基本上连成一片整体,残留的气孔已经不再连通,而是弥散分布在粉末基体之中,好像悬浮在固体介质中的气泡。

这些气孔开始是以不规则的狭长形态存在,但在表面张力作用下,将球化而成圆形。

残存气孔在球化过程中其所占体积分数也将不断减小。

粒子间的接触面积增大到如此程度,使得粉体承受的有效压应力不再超过其临界切应力,这时以大量原子团滑移而产生塑性变形的机制将不再起主要作用,致密化过程主要单个原子或空穴的扩散蠕变来完成,因此整个粉末体的致密化过程缓慢下来,最后趋近于以最大终端密度值值得注意的是上述三个阶段并不是截然分开的,在热等静压过程中它们往往同时起作用而进粉体的致密化,只是当粉末体在不同收缩阶段,由不同的致密化过程起主导作用。

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