等靜壓石墨技術(shù)原理
等靜壓技術(shù)原理
等靜壓技術(shù)是一種利用密閉高壓容器內(nèi)制品在各向均等的超高壓壓力狀態(tài)下成型的超高壓液壓先進(jìn)設(shè)備。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(qiáng)，可以向各個(gè)方向均等地傳遞?！?等靜壓技術(shù)已有70多年的歷史，初期主要應(yīng)用于粉末冶金的粉體成型；近20年來，等靜壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于陶瓷鑄造、原子能、工具制造、塑料、超高壓食品滅菌和石墨、陶瓷、永磁體、高壓電磁瓷瓶、生物藥物制備、食品保鮮、高性能材料、軍工等領(lǐng)域。等領(lǐng)域。
等靜壓技術(shù)按成型和固結(jié)時(shí)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)
冷等靜壓技術(shù)，(Cold Isostatic Pressing,簡(jiǎn)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(jìn)一步燒結(jié)，煅造或熱等靜壓工序提供坯體。一般使用壓力為100~ 630MPa。
Avure冷等靜壓設(shè)備
溫等靜壓技術(shù)
溫等靜壓技術(shù)，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(jiān)實(shí)的坯體。
熱等靜壓技術(shù)
熱等靜壓技術(shù)(hot isostatic pressing，簡(jiǎn)稱HIP)
HIP) ，是一種在高溫和高壓同時(shí)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)．睫傳統(tǒng)粉末冶金工藝成型與燒結(jié)兩步作業(yè)一并完成．而且還用于工件的擴(kuò)散粘結(jié)，鑄件缺陷的消除，復(fù)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。
與常規(guī)成型技術(shù)相比特點(diǎn)
等靜壓技術(shù)作為一種成型工藝，與常規(guī)成型技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)：
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(duì)密度可達(dá)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(huì)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(fù)雜形狀制品時(shí)，往往可達(dá)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(duì)運(yùn)動(dòng)，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(rèn)為坯體密度是均勻的。
c-因?yàn)槊芏染鶆颍灾谱鏖L徑比可不受限制，這就有利于生產(chǎn)棒狀、管狀細(xì)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(duì)制品的污染，又簡(jiǎn)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(yīng)用范圍廣。等靜壓成型工藝的缺點(diǎn)是，工藝效率較
低，設(shè)備昴貴。本文著重介紹冷等靜壓技術(shù)的應(yīng)用，以及冷等靜壓設(shè)備的一些情況。
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(yīng)地等靜壓機(jī)的結(jié)構(gòu)也有所不同。
1.濕袋法等靜壓
將粉末裝入塑性袋，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(jìn)行裝袋、卸袋操作，生產(chǎn)效率不高，不能連續(xù)進(jìn)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(shí)不取出，粉末裝入另外的成型塑性袋后．放進(jìn)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(shí)．把上蓋打開．通過底部的頂棒把壓坯從上邊頂出去。操作周期短，適用于成批生產(chǎn)．但產(chǎn)品規(guī)格受限制．因?yàn)榧訅核苄阅２荒芙?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冷等靜壓設(shè)備結(jié)構(gòu)。
3.超高壓容器
超高壓容器是冷等靜壓技術(shù)的主要設(shè)備，是壓制粉末或其他物品的工作室．必須要有足夠的強(qiáng)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(jī)
螺紋式結(jié)構(gòu)：缸體是一個(gè)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(jiǎn)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(jì)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。
框架式缸體結(jié)構(gòu)：缸體為一個(gè)圓筒，用高強(qiáng)度鋼制成．或用高強(qiáng)度鋼絲帶繞制，簡(jiǎn)體內(nèi)的上、下塞是活動(dòng)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(yīng)力集中，工作起來安全可靠。對(duì)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(yīng)的管道、閥門來實(shí)現(xiàn)的。高壓泵有柱塞高壓泵（一般由電機(jī)皮帶輪帶動(dòng)曲軸推動(dòng)柱塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)）、超高壓倍增器（由大面積活塞缸推動(dòng)小面積柱塞高壓缸做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)）等。
冷等靜壓機(jī)系列數(shù)據(jù)參考圖表
缸體內(nèi)徑 最 高 工 作 壓 力 mpa
160 200 250 315 400 500 630
355mm QIC50 QIC63
400mm QIC50 QIC63 QIC80
450mm QIC50 QIC63 QIC80 QIC100
500mm QIC50 QIC63 QIC80 QIC100
550mm QIC50 QIC63 QIC80 QIC100 QIC125
630mm QIC50 QIC30 QIC80 QIC100 QIC125 QIC160
800mm QIC80 QIC100 QIC125 QIC160 QIC200
1250mm QIC250
往：表中QIC100等為冷等靜壓機(jī)型號(hào)．其中QIC代表冷等靜壓機(jī)，100代表框架承受的總軸向力為
100MN。