等静压成形

压环

等静压成形（isostatic pressing,IP）是借助于高压泵的作用把流体介质(气体或液体)压入耐高压的钢质密封容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内的粉末上，粉末体在同一时间内在各个方向上均衡地受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坏。世界上最早的等静压机于1939 年在瑞典研制成功。等静压成形的显著优点是能压制形状复杂的压件，且密度分布均匀、强度高，其压制压力较钢模压制法低。通常，等静压成形按其特性分成冷等静压和热等静压，前者常用水或油作压力介质，故有液静压、水静压或油水静压之称; 后者常用气体(如氩气) 作压力介质，故有气体热等静压之称。

一、冷等静压制

冷等静压制成形技术的发展及工艺过程金属粉末的冷等静压制技术(cold isostatic pressing,CIP)由Westinghouse LampCompany 公司的Madden 于1913 年发明，当时是用来制备钨、钼丝的坯体，至今该技术还用于难熔金属工业。用于半自动化生产陶资部件的干袋式冷等静压制技术由ChampionSpark Plug 公同的Jeffrey 于1942年发明。第二次世界大战中，CIP技术扩展到压制炸药、网饶、做及其他防护材料，二战后，制造出容显更大、承受乐力能力更高的容器用米压制金属、陶瓷的粉末材料。1970年，压力腔直径为5IMPa 的压机用于被粉末的压制。610mm、长为2450mm，压力达到551MPa的压机用于铍粉末的压制，很大一部分金属粉术及部件的生产都把冷等静压成形作为生产卫艺的主要步骤，包括钨、钼、铍、钽、碳化钨/钴台金、P/M 高速钢、P/M复合材料等。压制压力可在200-400MP.变化，特殊的达到760MPa，弹性体包套内的粉末体从理论密度的55%~65%通过CIPOW压制到理论密度的75%~85%。冷等静压制可作为热等静压制的顶致密化步骤，烧结后还可锻造、挤压、轧制、冲压及热等静压等。

二、热等静压制

美国Bttelle 研究所于1955 年开发热等静压技术（hot isostatic presin,HIP），首先用于原子能反应过程中燃料元件的扩散粘接，故当时被称为气压粘接。HIP技术基本原理是: 以惰性气体为压力介质，把粉末压坯或粉末包套置于热等静压机高压容器中，使其在加热过程中经受各向均衡的压力，借助高温和高压的共同作用使材料致密化。1963 年瑞典ASEA 公司用预应力钢丝缠绕结构制造HIP设备的主要结构一高压容器，其结构紧凑、安全可靠，奠定了HIP技术大力发展的基础。HIP技术最显著的特点是，粉末体(粉末压坯或粉末包套) 在等静压高压容器内同一时间经受高温和高压的联合作用，强化了压制与烧结过程，降低了制品的烧结温度，降低幅度达到10% ~159 6以上，并使处理后的材料仍保持细晶粒的晶体结构，从而显示出HIP技术在粉末冶金与陶瓷材料烧结方面的优势。温度、压力、时间三个工艺参数在热等静压过程中均可调整控制，可有效地消除制品内部残存的微量孔隙和提高制品相对密度。已有许多金属粉末或非金属粉末采用HIP法获得接近理论密度值的制品和材料。

HIP与热压祛相比，前者制取的制品密度要高，尤其在压制难熔金属(如钼) 时差别更为明显。同一材料的热等静压制温度比热压法低，例如难熔金属及其化合物的热等静压制温度通常为其熔点的50%，而热压法为其熔点的70%。考虑到低的压制温度有利于获得细晶粒的合金材料(如粉末高速钢)，有利于制取一般方法难以制取熔点悬殊的层叠复合材料，所以热等静压材料性能普遍高于热压法制取的材料的性能。热等静压包套材料为低碳钢和不锈钢薄带，甚至玻璃。

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