[课件]等静压成型概论PPT

等静压石墨成型技术等静压技术原理是根据帕斯卡原理，利用制品在各向均等的超高压压力状态下成型的先进技术。

其制成品的各向同一性好，针对性能要求高，形状复杂及细长比大的零件有很好效果。

等静压技术已有70多年的历史，初期主要应用于粉末冶金成型；近20年来，等静压技术已广泛应用于陶瓷铸造、原子能、、塑料、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。

a 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一般使用压力为100~ 630MPa。

b 温等静压技术，压制温度一般在80～500℃下．使用特殊的液体或气体传递压力，使用压力为100MPa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。

c 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．使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，复杂形状零件的整理等。

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。

等静压技术-与常规成型技术相比特点等静压技术作为一种，与相比，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。

等静压技术及应用1.等静压技术 (1)1.1等静压技术的介绍及发展情况 (1)1.2等静压技术的应用 (3)2.冷等静压技术 (4)2.1冷等静压在陶瓷中的应用 (4)2.2在粉末冶金中的应用 (6)2.3冷等静压技术在食品加工行业中的应用 (7)3.热等静压 (8)3.1热等静压技术在硬质合金中的应用 (9)3.2在粉末冶金中的应用 (11)3.3在陶瓷中的应用 (11)等静压技术1.1等静压技术的介绍及发展情况等静压成形技术是一种利用密闭高压容器内零件受到各向均等的超高压压力状态进行成形的先进制造技术，根据静压力基本方程(p=p+pgh)，盛放在密闭容器内的液体，其外加压强p。

发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。

这就是说，在密闭容器内，施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点，这就是等静压成形的原理。

目前等静压技术的应用领域主要集中在粉末高压固化烧结、扩散连接及组件扩散连接等领域。

其分类也根据产品成形温度的不同分为冷等静压技术（常温，一般使用压力为100~ 630MPa）、温等静压技术（温度一般在80～120℃下，压力为300MPa 左右）热等静压技术（工作温度一般为1000~2200℃，工作压力常为100~200MPa。

）。

等静压技术作为一种先进成形技术，与传统的成形技术相比具有明显的优势，主要集中在：第一．等静压成形的产品，具有密度高而分布均匀、产品内部不存在气泡、成品晶粒间显微孔隙度很低，其力学性能与电性能均比别的成形方法好。

第二．等静压制品几乎无内应力，压坯可以直接进窑烧结，不会翘曲与开裂。

第三．制作长径比（长度与直径之比）很大的产品是轻而易举的事，而其他方法是则是事倍功半或者无法实现。

第四．制作高熔点、高硬度材料的大型产品及形状复杂的产品。

第五．等静压成形的坯体比其他成形方法制得坯体烧成温度低并且不会污染高纯度的压坯材料由于等静压技术有着传统材料成形方法所无法比拟的优点，并且随着新材料新工艺的不断出现，使得等静压设备的需求不断增加，其产品的应用领域不断扩大，特别是1955 年美国巴特尔研究所为了研制核反应堆的材料而开发了热等静压应用技术以来，经过70~80年代，各国开始的高技术热潮也有力地推动了HIP 技术的发展，将热等静压技术作为陶瓷、高温合金、复合材料成形的一种重要的工艺手段。

等静压成型等静压成型等静压成型是将待压试样置于高压容器中，利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对试样进行均匀加压，当液体介质通过压力泵注入压力容器时，根据流体力学原理，其压强大小不变且均匀地传递到各个方向。

此时高压容器中的粉料在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的。

通过上述方法使瘠性粉料成型致密坯体的方法称为等静压法。

目录等静压成型的过程包括1.初期成型压力较小时，粉体颗粒迁移和重堆积阶段。

2.中期压力提高，粉体局部流动和碎化阶段。

3.后期压力最大时，粉体体积压缩，排出气孔，达到致密化阶段。

等静压成型的特点等静压成型的特点与等静压成型方法原理近似的是轴向压制成型。

轴向压制成型为单向或双向压力压制，粉料与模具的摩擦力较大，压力沿压制方向会产生压力损失，使坯体各部分的密度不均匀。

而等静压成型时液体介质传递的压力在各个方向上等是相等的。

弹性模具在受到液体介质压力时产生的变形传递到模具中的粉料，粉料与模具壁的摩擦力小，坯体受力均匀，密度分布均一，产品性能有很大提高。

等静压成型的分类湿式等静压将预压好的坯料包封在弹性的塑料或橡胶模具内，密封后放入高压缸内，通过液体传递使坯体受压成型。

干式等静压将弹性模具半固定，不浸泡在液体介质中，而是通过上下活塞密封。

压力泵将液体介质注入到高压缸和加压橡皮之间，通过液体和等静压成型加压橡皮将压力传递使坯体受压成型。

广义的等静压成型还分为冷等静压和热等静压（广义的等静压成型还分为冷等静压和热等静压Hot isostatic pressing），冷等静压是在常温下对工件进行成型的等静压法。

热等静压是在指在高温高压下对工件进行等压成型烧结一种特殊烧结方法。

热等静压主要应用于高性能的粉末材料制品的成型，如粉末冶金高温合金、粉末冶金高速钢、陶瓷材料等的工业生产。

等静压成型工艺1. 粉体预处理，对瘠性粉料等静压成型工艺也需要对粉体进行预处理，通过造粒工艺提高粉体的流动性，加入粘结剂和润滑剂减少粉体内摩擦力，提高黏结强度，使之适应成型工艺需要。