热压机:等静压技术的分类及特点
2023.02.23
按样品成型和固结时的温度分类,可将等静压技术分为冷等静压、温等静压和热等静压三种。
冷等静压技术是指在室温环境下进行的等静压成型技术,通常用橡胶和塑料作包套模具材料,以液体为压力介质,压力为100~ 630MPa,主要用于粉末成形。其目的是为下一步烧结,煅造或热等静压等工序提供预制品。
温等静压技术一般指压制温度不超过500℃的等静压成型技术,使用特殊的液体或气体传递压力,使用压力为300MPa左右,主要用于在室温条件下不能成型的粉体物料(如石墨、聚酰胺、橡胶等)的压制,以使其能在较高的温度下制得坚实的坯体。
热等静压技术是一种在高温和高压同时作用下,使物料经受等静压的工艺技术,一般采用氩、氨等惰性气体作为压力传递介质,包套材料通常用金属或玻璃,工作温度范围为1000~2200℃ ,工作压力范围100~200MPa。它不仅用于粉体的成型与烧结,而且还用于工件的扩散粘结,铸件缺陷的消除,复杂形状零件的制作等。
作为一种新型的粉体成型与固结工艺,等静压技术具有以下特点:
(1) 压坯密度高。采用等静压制备的样品,其密度一般要比单向和双向模压成型的高5~l5%,采用热等静压制备的样品,相对密度可达99.8~99.09%。
(2) 压坯密度均匀一致。在模压成型中,无论是单向,还是双向压制,由于粉料与钢模之间的摩擦阻力的存在及成型压力在传递过程中的递减,会出现压坯密度分布不均现象,这种密度的差异在压制复杂形状制品时,往往可达到10% 以上。而在等静压成型中,样品在各方向上受力相等,包套与粉料受力收缩大体一致,粉料与包套相对运动很小,压力只有轻微地下降,样品各部分密度差异<1%,可认为密度分布是均匀的。
(3) 可制备长径比大,形状复杂的样品。因为坯体各处受力一致,密度分布均匀,所以可制作长径比大,形状复杂的样品。
(4) 等静压成型工艺,一般不需要在粉料中添加润滑剂,这样既减少了对制品的污染,又简化了制造工序。
(5) 等静压成型的制品,性能优异,且比其他成型方法制得的样品烧结温度低。
(6) 等静压成型工艺的缺点是,工艺效率较低,设备昂贵。
本文着重介绍冷等静压技术的应用及发展情况。
3. 冷等静压设备的分类及主要构造
3.1 冷等静压机的分类
冷等静压成型分湿袋法和干袋法两种,相应等静压机的结构也略有不同。
3.1.1湿袋法等静压
图1为湿袋法等静压示意图。将装好粉末的模具,直接打入液体压力介质中,和液体相接触,然后加压成型,因此称湿袋法。这种方法可任意改弹性模具的形状和尺寸,制品灵活性很大,但每次都要进行装袋、卸袋等操作,工序较多,效率难以提高。