Изостатическое прессование представляет собой процесс, при котором на материал оказывается равномерное всестороннее воздействие повышенного давления в условиях рабочей среды. Может быть двух типов – горячим и холодным.
Содержание:
- Суть горячего изостатического прессования
- Устройство изостатов для прессования
- Технологический цикл процесса
- Технологическое обслуживание прессов для горячего прессования
- Производители оборудования
Горячее изостатическое прессование, ГИП, подразумевает изостатическое (равномерное и одинаковое во всех направлениях) воздействие давлением на обрабатываемый материал в условиях газовой среды.
Суть горячего изостатического прессования
В процессе горячего изостатического прессования происходит одновременное нагревание и формирование порошковой заготовки. Порошок помещается в металлическую или керамическую капсулу, за счет чего на него оказывается равномерное давление во всех направлениях.
Суть горячего изостатического прессования
Прессование происходит при высокой температуре. Она отличается для разных материалов. Температура должна быть достаточной для того, чтобы произошла пластическая деформация порошка и последующее его спекание.
В качестве рабочей среды выступает газ, чаще всего аргон. За счет изостатической прессовки устраняются внутренние полости и микроспоры. Конечная деталь имеет большую плотность и хорошую прочность.
Устройство изостатов для прессования
При горячем изостатическом прессовании порошков используются изостаты. Это сосуды, оснащенные системами подачи (трубопровод) и нагрева (нагревательная печь) газа.
Устройство изостатов для прессования
Оборудование для ГИП включает такие конструктивные элементы:
- Цилиндрический сосуд, выступающий в качестве рабочей камеры, цельнокованый, изготовлен из высококачественной стали. Сверху покрыт длинной намоткой проволоки из стали с предварительным напряжением.
- Ярмо. Также покрыт напряженной стальной обмоткой, осевые усилия на раму подается по двум подвижным пробкам.
- Трубопровод. По нему в сосуд подается инертный газ.
Предварительные напряжения рассчитаны так, чтобы цилиндрический сосуд и рама даже при максимальном давления внутри камеры были в сжатом виде. Поэтому оборудование имеет высокие характеристики сопротивления и является относительно безопасным.
Технологический цикл процесса
Технологический цикл процесса
Горячее изостатическое прессование проходит в следующей последовательности:
- Порошок засыпается в металлическую или керамическую капсулу. Она может быть простой формы в виде слитка или более сложной формы – полученные в ней детали не требуют последующей обработки.
- Капсула закрывается и герметично заваривается сваркой. Нельзя, чтобы внутрь нее попал рабочий газ. От этого может нарушиться структура готовой детали, она будет пористой и непрочной. Также попадание газа в капсулу является взрывоопасным. По окончании процесса давление внутри цилиндра падает быстрее, нежели в капсуле. Из-за разницы давлений может произойти взрыв. Поэтому важно проводить качественный контроль герметичности, потому что даже микротрещинки могут привести к опасным последствиям.
- Капсула помещается в рабочую камеру. Крышка герметично закрывается. Вакуумным насосом откачивается весь воздух.
- Впускается газ, давление повышается при помощи компрессора.
- Далее включается нагревательный элемент. Температура внутри повышается до заданных значений. Молибденовые печи могут прогреваться до 1400 градусов Цельсия, а графитовые – до 1750-2000 градусов. Первые являются более удобными к применению, поэтому широко распространены.
- Обрабатываемое изделие выдерживается при установленных значениях температуры и давления нужный период времени. При горячем изостатическом прессовании внутри капсулы происходят тепловые процессы, удаляются межфракционные полости порошка, происходит его пластическая деформация и последующее спекание.
- По окончании выдержки давление внутри снижается. Капсула постепенно охлаждается. При нормализации давления до первоначальных значений изделие достают из рабочей камеры пресса.
- Капсула удаляется механическими или химическими методами.
Полученная при прессовании деталь характеризуется высокой прочностью и может подвергаться дальнейшей обработке – прокатке, термообработке, механической обработке.
Техническое обслуживание прессов для горячего прессования
Техническое обслуживание прессов для горячего прессования
Чтобы изостатический пресс не вышел из строя, необходимо регулярно проводить его техническое обслуживание. Оно заключается в следующем:
- После каждого применения протирать цилиндрический сосуд пресса внутри.
- Осматривать пресс с целью выявления каких-либо дефектов.
- Периодически осматривать все трущиеся поверхности на предмет истирания – каретки, траверсы и прочие.
- Очищать от загрязнений двигающиеся детали. Проводить раз в месяц.
- Смазывать направляющие маслом. Выполнять по мере необходимости. Хотя бы раз в 4-6 недель проверять состояние направляющих. Также нужно следить за уровнем масла в гидравлической системе, если нужно – доливать. Периодически заменять масло в редукторе вращения.
- Раз в 6-12 месяцев осматривать все крепежные элементы оборудования. При необходимости затянуть их.
- Периодически проверять цилиндрический сосуд пресса на предмет течей.
- Осматривать рукава высокого давления с целью обнаружения трещин, пробоин, износа и прочего.
- Проверять исправность всех аварийных систем.
Некоторые вышеперечисленные манипуляции можно провести самостоятельно. Но рекомендуется, чтобы этим занимался специалист. Услуги по техническому обслуживанию и ремонту может оказывать фирма-поставщик прессов. Этот вопрос необходимо уточнять во время приобретения изделия.
Производители оборудования
Производители оборудования
Производители горячих изостатических прессов многочисленны. Такую продукцию предлагают следующие компании:
- American Isostatic Presses. Американская компания, которая специализируется на производстве изостатов. Предлагает широкий ассортимент прессов для холодного/горячего прессования, а также нагревательные элементы для них. Выпускает продукцию, предназначенную для лабораторных или промышленных работ.
- Avure (раньше называлась ASEA). Швейцарская компания, является мировым лидером по производству оборудования высокого давления для порошков, формовки и обработки материалов. Внедряет собственные технологии в процессе производства изостатов. За годы работы выпущено более 1700 прессов, которые установлены в разных странах. Продукция Avure характеризуется высокой надежностью и безопасностью.
- Промэнерголаб. Российская компания, основанная в 2005 году. Выпускает широкий спектр лабораторного оборудования, в том числе и газостаты для лабораторного использования. Продукция поставляется по всей России и странам СНГ.
- ЗАО ПК «СтанкоПресс». В компании производятся прессы для горячего и холодного прессования серии П9-Гид. В качестве рабочей среды может использоваться газ, масло или жидкость.
Для прессования применяются распыленные порошки со сферической формой крупинок. Обработке могут подвергаться любые металлы и сплавы. Но температура и давление внутри камеры подбираются индивидуально для каждого материала.