鴻煷機械設(shè)備等靜壓機是根據(jù)帕斯卡原理,用于各種粉末制品在超高壓狀態(tài)下的成型,其制成品的各向同性好,針對性能要求高,形狀復雜及細長比大的零件有很好效果。等靜壓工作原理為帕斯卡定律:“在密閉容器內(nèi)的介質(zhì)(液體或氣體)壓強,可以向各個方向均等地傳遞。
工作原理是粉末裝在彈性模具中,并放入超高壓工作缸內(nèi),用泵將液壓介質(zhì)注入超高壓工作缸中,均勻作用于模具的所有表面,使粉末均勻壓縮成型。
等靜壓技術(shù)原理是根據(jù)帕斯卡原理,利用制品在各向均等的超高壓壓力狀態(tài)下成型的先進技術(shù)。其制成品的各向同一性好,針對性能要求高,形狀復雜及細長比大的零件有很好效果。 ” 等靜壓技術(shù)已有 70多年的歷史,初期主要應用于粉末冶金成型;近 20年來,等靜壓技術(shù)已廣泛應用于陶瓷鑄造、原子能、、塑料、石墨、陶瓷、永磁體、高壓電磁瓷瓶、生物藥物制備、食品保鮮、高性能材料、軍工等領(lǐng)域。
等靜壓技術(shù)按成型和固結(jié)時的溫度高低,分為、冷等靜壓、溫等靜壓、熱等靜壓三種不同類型。冷等靜壓技術(shù)(Cold Isostatic Pressing,簡稱 CIP) ,是在常溫下,通常用橡膠或塑料作包套模具材料,以液體為壓力介質(zhì)主要用于粉體材料成型,為進一步燒結(jié),煅造或熱等靜壓工序提供。一般使用壓力為 100~ 630MPa。溫等靜壓技術(shù),壓制溫度一般在 80~500℃下.使用特殊的液體或氣體傳遞壓力,使用壓力為 100MPa左右。主要用于粉體物料在室溫條件下不能成型的石墨、聚酰胺橡膠材料等。以使能在升高的溫度下獲得堅實的坯體。熱等靜壓技術(shù)(hot isostatic pressing,簡稱 HIP) (HIP) ,是一種在高溫和高壓同時作用下,使物料經(jīng)受等靜壓的工藝技術(shù),它不僅用于粉末體的固結(jié).睫工藝成型與燒結(jié)兩步作業(yè)一并完成.而且還用于工件的擴散粘結(jié),鑄件缺陷的消除,復雜形狀零件的制作等。在熱等靜壓中,一般采用氬、氨等惰性氣體作壓力傳遞介質(zhì),包套材料通常用金屬或玻璃。工作溫度一般為 1000~2200℃,工作壓力常為 100~200MPa。等靜壓技術(shù)-與常規(guī)成型技術(shù)相比特點
等靜壓技術(shù)具有以下特點:
a.等靜壓成型的制品密度高,一般要比單向和雙向模壓成型高 5 ~l5。熱等靜壓制品相對密度可達 99 8%~99.09%。
b.壓坯的密度均勻一致。在摸壓成型中,無論是單向、還是雙向壓制,都會出現(xiàn)壓坯密度分布不均現(xiàn)象。這種密度的變化在壓制復雜形狀制品時,往往可達到 10% 以上。這是由于粉料與鋼模之間的摩擦阻力造成的。等靜壓流體介質(zhì)傳遞壓力,在各方向上相等。包套與粉料受壓縮大體一致,粉料與包套無相對運動,它們之間的摩擦阻力很少,壓力只有輕微地下降,這種密度一般只有 1%以下,因此,可認為坯體密度是均勻的。
c. 因為密度均勻.所以制作長徑比可不受限制,這就有利于生產(chǎn)棒狀、管狀細而長的產(chǎn)品。
d.等靜壓成型工藝,一般不需要在粉料中添加潤滑劑,這樣既減少了對制品的污染,又簡化了制造工序。
e.等靜壓成型的制品,性能優(yōu)異,生產(chǎn)周期短,應用范圍廣。等靜壓成型工藝的缺點是,工藝效率較低,設(shè)備昴貴。本文著重介紹的應用的一些情況。
鴻煷機械設(shè)備等靜壓技術(shù)-冷等靜壓設(shè)備
冷等靜壓成塑有濕袋法和干袋法兩種.相應等靜壓機的結(jié)構(gòu)也有所不同。冷等靜壓機總體布置圖
1.濕袋法等靜壓
將粉末裝入,直接打人液體壓力介質(zhì),和液體相接觸.因此稱濕袋法。這種方法可任意改變塑性包套的形狀和尺寸.制品靈活性很大.適用于小規(guī)模生產(chǎn)。每次都要進行裝袋、卸袋操作,生產(chǎn)效率不高,不能連續(xù)進行大規(guī)模生產(chǎn)。
2.干袋法等靜壓
橡皮袋首先放在缸內(nèi).工作時不取出,粉末裝入另外的成型塑性袋后.放進加壓橡皮袋內(nèi),與液體不相接觸.因此稱為千袋法。這種方法可連續(xù)操作,即把上蓋打開.從料斗裝料.然后蓋好上蓋加壓成受.出料時.把上蓋打開.通過底部的頂棒把壓坯從上邊頂出去。短,適用于成批生產(chǎn).但產(chǎn)品規(guī)格受限制.因為加壓塑性模不能經(jīng)常更換。由于大量使用的主要是濕袋法.因此下面著重介紹濕袋結(jié)構(gòu)。
3.超高壓容器
超高壓容器是的主要設(shè)備,是或其他物品的工作室.必須要有足夠的強度和可靠的密封性。容器缸體的結(jié)構(gòu).常采用螺紋式結(jié)構(gòu)和框架式結(jié)構(gòu)。
框架式冷等靜壓機螺紋式結(jié)構(gòu):缸體是一個上邊開口的坩堝狀圓筒筒體,為了安全可靠.在外面常裝加固鋼箍(熱套和鋼筒).形成雙層缸體結(jié)構(gòu)。缸筒的上口用帶螺紋的塞頭連接和密封。這種結(jié)構(gòu)制造起來較簡單.但螺紋易損壞,安全可靠性較差.工作效率較低。為了操作方便.有的設(shè)計成開口螺紋結(jié)構(gòu),塞頭裝入后,旋轉(zhuǎn)45’,上端另有液壓壓緊裝置。
現(xiàn)在主要采用框架纏繞式框架和容器體結(jié)構(gòu):缸體為一個圓筒,用高強度鋼制成.或用高強度鋼絲帶繞制,簡體內(nèi)的上、下塞是活動的,無螺紋連接。缸體的軸向力靠框架來承受。這佯,避免了螺紋結(jié)構(gòu)的應力集中,工作起來安全可靠。對于缸體直徑大、壓力高的情況,更具有優(yōu)越性,但投資較高。
4 超高壓泵及液壓系統(tǒng)
超高壓倍增器向容器內(nèi)注入高壓液體.是通過高壓泵以及相應的管道、閥門來實現(xiàn)的。高壓泵有(一般由電機皮帶輪帶動曲軸推動柱塞做往復運動)、(由大面積活塞缸推動小面積柱塞高壓缸做)等。