等靜壓

改善物質物理性質的壓力

等靜壓,專業術語,拼音為děng jìng yā,等靜壓處理是把被加工物體放置於盛滿液體的密閉容器中,通過增壓系統進行逐步加壓對物體的各個表面施加以相等的壓力,使其在不改變外觀形狀的情況下縮小分子間的距離增大密度而改善物質的物理性質。

簡介


等靜壓是將造粒瓷料加入到模具中,模具材質一般為具有一定彈性的塑料或橡膠,在等靜壓機中對模具施以各向均勻的數十至數百兆帕的壓力,使模具中造粒瓷料壓實成型。等靜壓成型的方法有冷等靜壓和熱等靜壓兩種,冷等靜壓又分濕式和乾式兩種。中國採用的冷等靜壓方式多為濕式。
與干壓成型一樣,等靜壓成型前也進行造粒,不同的是熱等靜壓一般僅採用噴霧造粒的粉末顆粒。

等靜壓原理


等靜壓工作原理為帕斯卡定律:“在密閉容器內的介質(液體或氣體)壓強,可以向各個方向均等地傳遞。”等靜壓技術已有70多年的歷史,初期主要應用於粉末冶金的粉體成型;近20年來,等靜壓技術已廣泛應用於陶瓷鑄造、原子能、工具製造、塑料、超高壓食品滅菌和石墨、陶瓷、永磁體、高壓電磁瓷瓶、生物藥物製備、食品保鮮、高性能材料、軍工等領域。

冷等靜壓

冷等靜壓技術(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 主要用於粉體材料成型,為進一步燒結,煅造或熱等靜壓工序提供坯體。一般使用壓力為100~ 630MPa。

溫等靜壓

溫等靜壓技術,壓制溫度一般在80~120℃下.也有在250~450℃下,使用特殊的液體或氣體傳遞壓力,使用壓力為300MPa左右。主要用於粉體物料在室溫條件下不能成型的石墨、聚醯胺 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

熱等靜壓技術(hot isostatic pressing,簡稱HIP),是一種在高溫和高壓同時作用下,使物料經受等靜壓的工藝技術,它不僅用於粉末體的固結.傳統粉末冶金工藝成型與燒結兩步作業一併完成,而且還用於工件的擴散粘結,鑄件缺陷的消除,複雜形狀零件的製作等。在熱等靜壓中,一般採用氬、氨等惰性氣體作壓力傳遞介質,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。

等靜壓技術優點


等靜壓技術作為一種成型工藝,與常規成型技術相比,具有以下特點:
1、等靜壓成型的製品密度高,一般要比單向和雙向模壓成型高5 ~15。熱等靜壓製品相對密度可達99.8%~99.09%。
2、壓坯的密度均勻一致。在模壓成型中,無論是單向、還是雙向壓制,都會出現壓坯密度分佈不均現象。這種密度的變化在壓制複雜形狀製品時,往往可達到10% 以上。這是由於粉料與鋼模之間的摩擦阻力造成的。等靜壓流體介質傳遞壓力,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,這種密度下降梯度一般只有1% 以下,因此,可認為坯體密度是均勻的。
3、因為密度均勻,所以製作長徑比可不受限制,這就有利於生產棒狀、管狀細而長的產品。
4、等靜壓成型工藝,一般不需要在粉料中添加潤滑劑,這樣既減少了對製品的污染,又簡化了製造工序。
5、等靜壓成型的製品,性能優異,生產周期短,應用範圍廣。等靜壓成型工藝的缺點是,工藝效率較低,設備昴貴。

等靜壓機


工作原理

等靜壓機的為:採用帕斯卡原理,將制一鋪放人密閉的超高爪容器中,通過增壓泵向密封的容器中不斷壓入水或油,使密封容器中的液壓壓力不斷增高。由高壓的液體(油或水)均勻地作用於橡膠膠套表面,並壓縮膠套內的造粒料,使其成型。由於等靜壓的特點是各個方向壓力相等,因此成型后的毛坯密度均一、組織結構均勻、各向同性,而且且還能成型形狀複雜和近終形狀製品。

特點

等靜壓機按工作介質區分,有單一缸體的和有隔離套的等靜壓機。它們的特點是:
1、單一缸體的加壓和卸壓都是在同一介質中進行,其優點是:名義缸徑即為有效缸徑,可有效利用缸體內的空間,生產量大,液體加壓的能量利用率高。缺點是:如果入缸的膠套沖洗不幹凈,混入造粒料的超高壓水,會堵塞和在卸壓時把閥門沖壞,需要經常維修。
2、有隔離套等靜壓機是在前者基礎上發展起來的新型等靜壓機,主要特點是:在主油缸內設置筒形橡膠隔套,把套外的油和套內的水隔開,高壓油通過橡皮隔套壓縮套內的水,再施壓到橡膠膠套,使造粒料成形為毛坯。其優點是:
(1)油水經隔套分離,外套介質為油,內套為水,混有造粒料的水封閉在水套內,可徹底解決工作介質的污染問題。
(2)外套油在卸壓時不會造成卸壓閥的損壞,可長期正常工作。
(3)在低壓時可實現快速加壓,節省造粒料的成形時間,比單介質的成形時問短,效率高。