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等静压技术原理

　　等静压技术是一种利用密闭高压容器内制品在各向均等的超高压压力状态下成型的超高压液压先进设备。等静压工作原理为帕斯卡定律：“在密 闭容器内的介质（液体或气体）压强，可以向各个方向均等地传递。” 等静压技术已有70多年的历史，初期主要应用于粉末冶金的粉体成型；近 20年来，等静压技术已广泛应用于陶瓷铸造、原子能、工具制造、塑料、超高压食品灭菌和石墨、陶瓷、永磁体、高压电磁瓷瓶、 生物药物制备、食品保鲜、高性能材料、军工等领域。等领域。

　　等静压技术按成型和固结时的温度高低，分为冷等静压、温等静压、热等静压三种不同类型。

冷等静压技术

　　冷等静压技术，(Cold Isostatic Pressing,简称CIP)

　　是在常温下，通常用橡胶或塑料作包套模具材料，以液体为压力介质 主要用于粉体材料成型，为进一步烧结，煅造或热等静压工序提供坯体。一般使用压力为100~ 630MPa。

Avure冷等静压设备

温等静压技术

　　温等静压技术，压制温度一般在80～120℃下．也有在250~450℃下，使用特殊的液体或气体传递压力，使用压力为300MPa左 右。主要用于粉体物料在室温条件下不能成型的石墨、聚酰胺橡胶材料等。以使能在升高的温度下获得坚实的坯体。

热等静压技术 

热等静压技术(hot isostatic pressing，简称HIP)

　　HIP) ，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，它不仅用于粉末体的固结．睫传统粉末冶金工艺成型与烧结两步作业一并完成．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。在热等静压中，一般采用氩、氨等惰性气体作压力传递介质，包套材料通常用金属或玻璃。工作温度一般为 1000~2200℃ ，工作压力常为100~200MPa。

与常规成型技术相比特点 

　　等静压技术作为一种成型工艺，与常规成型技术相比，具有以下特点：

a．等静压成型的制品密度高，一般要比单向和双向模压成型高5 ～l5。热等静压制品相对密度可达99 8％～99．09％ 。

　　b．压坯的密度均匀一致。在摸压成型中，无论是单向、还是双向压制，都会出现压坯密度分布不均现象。这种密度的变化在压制复杂形状制品 时，往往可达到10% 以上。这是由于粉料与钢模之间的摩擦阻力造成的。等静压流体介质传递压力，在各方向上相等。包套与粉料受压缩大体一致，粉料与包套无相对运动，它们之间的 摩擦阻力很少，压力只有轻微地下降，这种密度下降梯度一般只有1% 以下，因此，可认为坯体密度是均匀的。

　　c-因为密度均匀．所以制作长径比可不受限制，这就有利于生产棒状、管状细而长的产品。

　　d．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。

　　e．等静压成型的制品，性能优异，生产周期短，应用范围广。等静压成型工艺的缺点是，工艺效率较

　　低，设备昴贵。本文着重介绍冷等静压技术的应用，以及冷等静压设备的一些情况。

冷等静压设备

　　冷等静压成塑有湿袋法和干袋法两种．相应地等静压机的结构也有所不同。

1.湿袋法等静压 

　　将粉末装入塑性袋，直接打人液体压力介质，和液体相接触．因此称湿袋法。这种方法可任意改变塑性包套的形状和尺寸．制品灵活性很大．适 用于小规模生产。每次都要进行装袋、卸袋操作，生产效率不高，不能连续进行大规模生产。

2.干袋法等静压

　　橡皮袋首先放在缸内．工作时不取出，粉末装入另外的成型塑性袋后．放进加压橡皮袋内，与液体不相接触．因此称为千袋法。这种方法可连续 操作，即把上盖打开．从料斗装料．然后盖好上盖加压成受．出料时．把上盖打开．通过底部的顶棒把压坯从上边顶出去。操作周期短，适用于成批生产．但产品规 格受限制．因为加压塑性模不能经常更换。由于大量使用的主要是湿袋法．因此下面着重介绍湿袋冷等静压设备结构。

3.超高压容器

超高压容器是冷等静压技术的主要设备，是压制粉末或其他物品的工作室．必须要有足够的强度和可靠的密封性。容器缸体的结构． 常采用螺纹式结构和框架式结构。

框架式冷等静压机

螺纹式结构：缸体是一个上边开口的坩埚状圆筒筒体，为了安全可靠．在外面常装加固钢箍（热套和钢筒）．形成双层缸体结构。缸筒的上口用带螺 纹的塞头连接和密封。这种结构制造起来较简单．但螺纹易损坏，安全可靠性较差．工作效率较低。为了操作方便．有的设计成开口螺纹结构，塞头装入后，旋转 45’，上端另有液压压紧装置。

　　框架式缸体结构：缸体为一个圆筒，用高强度钢制成．或用高强度钢丝带绕制，简体内的上、下塞是活动的，无螺纹连接。缸体的轴向力靠框架 来承受。这佯，避免了螺纹结构的应力集中，工作起来安全可靠。对于缸体直径大、压力高的情况，更具有优越性，但投资较高。

4 超高压泵及液压系统

超高压倍增器

向容器内注入高压液体．是通过高压泵以及相应的管道、阀门来实现的。高压泵有柱塞高压泵（一般由电机皮带轮带动曲轴推动柱塞做往复运动）、 超高压倍增器（由大面积活塞缸推动小面积柱塞高压缸做往复式运动）等。

冷等静压机系列数据参考图表

缸体内径

最

高

工

作

压

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等为冷等静压机型号．其中QIC代表冷等静压机，100代表框架承受的总轴向力为

　　100MN。

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