冷等静压技术简介

等静压技术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。

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％。

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。

冷等静压技术简介1前言等静压技术是根据帕斯卡原理开发出来的一种新型粉体成型和固结技术。

帕斯卡原理也称为静压传递原理，其主要内容是，加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递，也就是说，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。

等静压技术首先是由美国西屋灯泡公司于1913年开发出来的，此后，等静压技术及其应用范围快速发展，目前已广泛应用于铸造、原子能、塑料、石墨、陶瓷、永磁体、生物药物制备、食品保鲜和军工等领域。

2等静压技术的分类及特点按样品成型和固结时的温度分类，可将等静压技术分为冷等静压、温等静压和热等静压三种。

冷等静压技术是指在室温环境下进行的等静压成型技术，通常用橡胶和塑料作包套模具材料，以液体为压力介质，压力为100~ 630MPa，主要用于粉末成形。

其目的是为下一步烧结，煅造或热等静压等工序提供预制品。

温等静压技术一般指压制温度不超过500℃的等静压成型技术，使用特殊的液体或气体传递压力，使用压力为300MPa左右，主要用于在室温条件下不能成型的粉体物料（如石墨、聚酰胺、橡胶等）的压制，以使其能在较高的温度下制得坚实的坯体。

热等静压技术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，一般采用氩、氨等惰性气体作为压力传递介质，包套材料通常用金属或玻璃，工作温度范围为1000~2200℃，工作压力范围100~200MPa。

它不仅用于粉体的成型与烧结，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。

作为一种新型的粉体成型与固结工艺，等静压技术具有以下特点：(1) 压坯密度高。

采用等静压制备的样品，其密度一般要比单向和双向模压成型的高5～l5%，采用热等静压制备的样品，相对密度可达99.8～99.09％。

(2) 压坯密度均匀一致。

在模压成型中，无论是单向，还是双向压制，由于粉料与钢模之间的摩擦阻力的存在及成型压力在传递过程中的递减，会出现压坯密度分布不均现象，这种密度的差异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。

冷等静压模具承载压强突破500MPa——沈阳科晶随着用户对产品要求的提升，产品的升级革新俨已成为当务之急。

公司现有冷等静压机模具最大承载压强仅为300MPa。

为了深度提高模具的最大使用压强，研发人员进行了深入的研究探讨。

通过材料和工艺上的优化，大幅度提高了等静压模具的抗压强度。

经过严苛的试验，数据的累积、计算和分析，确定冷等静压机模具的最大承载压强及理想设计参数，推出了更加安全可靠的超高压等静压模具产品。

经过周密的准备，在公司各部门的配合下，顺利完成了相关实验。

实验工程师严守规范操作、安全第一的实验理念，为实验工作做好前期准备。

实验主要内容：选用规格为φ30mm （2套）、φ50mm（2套）两种超高压等静压模具进行压力试验，并分段保压，探究模具的承载压强，具体实验器材如下：序号名称规格数量1CIP-60MA电动冷等静压机0-100T1台2超高压等静压模具Φ30mm2套Φ50mm2套3模具内用油 2.5L1桶4模具专用工具1套5监控装置1套6摄像机1台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”。

冷等静压技术是在常温下用橡胶或塑料作包装模具材料，再把装有加工物体的模具放入盛满液体的密闭容器中，以液体为压力介质，通过对系统逐步加压，使得物体的各个表面受到相等的压强，并在模具限制下成型的过程。

固体压强公式：P=F/S，单位为N/m2；F是压力，单位为N；S是压力面积（要求为实际面积），单位为m2。

根据技术部相关人员提供的模具材料理论屈服、抗拉强度的参考数据，合理制定了参数设定值，并将实验过程中的视频及数据保存记录下来，数据整理如下：压力(T)压强(MPa)模具规格保压时间21.5303Φ30mm 5min253532940932.545936508Φ30mm 超高压等静压模具实验数据及压力-压强关系图压力(T)压强(MPa)模具规格保压时间60293φ50mm 5min7034280391844109044095472100502Φ50mm 超高压等静压模具实验数据及压力-压强关系图通过观察φ30mm 和φ50mm 超高压等静压模具压力-压强关系图，可以看出：室温下，对模具施压过程中，压强随压力的增加而增大，近似于线性关系，可推断外界因素对实验过程中模具内压强的影响不大。

冷等静压原理冷等静压原理一、概述冷等静压是一种利用低温气体对物体施加压力的技术，它广泛应用于航空航天、核工程、材料科学等领域。

冷等静压的原理是利用低温气体的高密度和高速度，通过喷嘴将气体加速到超音速，然后在物体表面形成一个高压区域，从而对物体施加高压力。

二、基本原理1. 等静过程等静过程是指在恒定质量下，气体流动过程中没有热量交换和功交换的过程。

在等静过程中，气体的内能和焓都不发生变化。

2. 等熵过程等熵过程是指在恒定质量下，气体流动过程中没有热量交换但有功交换的过程。

在等熵过程中，气体的内能不发生变化，但焓会随着工作物质做功而发生改变。

3. 冷却效应当高速气流经过喷嘴时，由于喷嘴内部存在收缩段和扩张段，使得高速气流经历了一个快速加速和减速的过程。

在收缩段中，气体流速增加，压力降低，温度升高；在扩张段中，气体流速减小，压力升高，温度降低。

这种快速加速和减速的过程会使气体产生冷却效应。

4. 气体密度气体密度与压力、温度和摩尔质量有关。

在低温下，气体密度随着温度的降低而增大，这是因为低温下分子的平均运动速率变慢，分子之间的相互作用增强。

三、工作原理冷等静压系统主要由喷嘴、工作物质和冷源组成。

当工作物质通过喷嘴时，在喷嘴内部发生等静过程和等熵过程。

由于喷嘴内部存在收缩段和扩张段，使得工作物质经历了一个快速加速和减速的过程，并产生了冷却效应。

在喷嘴出口处形成了一个高速气流，并与周围环境接触，在此处产生了一个高压区域。

当这个高压区域接触到物体表面时，就会对物体表面施加高压力。

由于工作物质是低温气体，所以可以产生很高的密度和速度，从而实现对物体的高压力。

四、应用领域冷等静压技术广泛应用于航空航天、核工程、材料科学等领域。

在航空航天领域中，冷等静压技术被用于制造高强度和高性能的航空发动机零部件；在核工程中，冷等静压技术被用于制造核反应堆的燃料元件；在材料科学中，冷等静压技术被用于制造高强度和高硬度的材料。

五、总结冷等静压技术是一种利用低温气体对物体施加高压力的技术。

冷等静压技术《冷等静压技术：压力之下的奇妙变身》冷等静压技术，听起来就像是一个充满神秘力量的魔法。

想象一下，在一个特殊的空间里，材料就像一群等待变身的小精灵。

冷等静压技术是一种对粉末或者其他可压缩材料施加均匀压力的方法。

就好比我们把一堆柔软的棉花糖，想要让它们变得紧实起来，但是又不能破坏它们的形状。

这个技术就是用一种特别的方式，从四面八方给材料施加压力，就像有无数双小手轻轻地把那些松散的材料往中心挤压。

从原理上讲，冷等静压就像是一场温柔而坚定的拥抱。

在高压容器里，压力介质像是一个默默守护的护盾，将压力均匀地传递给被加工的材料。

这不像我们平时看到的那种简单粗暴的挤压，而是一种全面的、细致的压力施加。

比如说，你要做一个形状特别的陶瓷小摆件，用冷等静压技术就能让陶瓷粉末乖乖地变成你想要的形状。

冷等静压技术在很多领域都像是一颗耀眼的星星。

在陶瓷行业，它可是大功臣。

那些精美的陶瓷餐具、华丽的陶瓷花瓶，很多都得益于冷等静压技术。

原本松散的陶瓷粉末，经过这个技术的洗礼，就变成了质地紧密、形状完美的陶瓷制品。

这就好比是一群自由散漫的小士兵，经过严格的训练，变成了纪律严明、整齐划一的精英部队。

在粉末冶金领域，冷等静压技术更是发挥着不可替代的作用。

金属粉末就像一颗颗微小的金属星球，冷等静压技术就像一股神奇的引力，把这些小星球聚集在一起，而且排列得整整齐齐。

这样生产出来的金属制品，密度高、性能好。

就像用优质的小砖块盖房子，房子自然又坚固又漂亮。

还有在一些新型材料的研制中，冷等静压技术也是秘密武器。

比如那些高科技的复合材料，需要把不同的材料混合在一起并且保持特定的结构。

冷等静压技术就像是一个聪明的工匠，巧妙地把各种材料融合在一起，打造出具有独特性能的新材料。

不过，冷等静压技术也不是万能的魔法。

它需要合适的设备，就像厨师需要好的厨具一样。

设备的质量、压力的控制等都直接影响着最终的成果。

而且这个技术操作起来也有一定的门槛，不是随随便便就能掌握的。

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。

等静压技术及其应用和发展材料加工0904240759 王鹏洲Abstrat:In this paper, the principle and basic characteristics of isoprocessing technology was introduced generally,the characteristics ,aplications and development of HIP,CIP and WIP were described concisely according to the classification of isoprocessing technology.摘要:本文在概述等静压技术原理及其基本特点后，简要的按照分类介绍了分别介绍了热等静压技术与冷等静压技术以及温等静压的特点和应用领域以及发展概况。

关键词:等静压技术冷等静压技术热等静压温等静压应用1.概述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技术，该技术首创于20世纪30年代[1]，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[2]。

1.1等静压技术的基本原理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。

根据静压力基本方程( Q= Q+ Qgh), 盛放在密闭容器内的液体, 其外加压强Q0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[3]。

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。

等静压成型技术是将待压试样粉体置于高压容器中, 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。

金属镁合金低温等静压制备镁合金具有密度低，强度高，耐腐蚀，导热性能好等优异特性，是一种具有广泛应用前景的轻质结构材料。

随着现代工业的发展，对于轻量化、高强度的材料需求不断提高，镁合金的应用范围也在不断扩大。

但是，传统的制备方法存在工艺复杂、成本高、质量波动等问题，为此，需要发展更为优化的镁合金制备方法，以满足各项需求。

低温等静压制备技术是一种新型的粉末冶金制备方法，近年来得到了广泛的研究和应用。

相对于传统的压力热处理方法，等静压制备技术能够有效地降低工艺的难度和成本，同时也可以控制材料的微观结构和力学性能，从而制备出精密组织、高性能的金属材料。

在低温等静压制备技术中，制备过程主要包括粉末制备、干燥、装模和等静压制备等几个步骤。

其中，等静压制备是该方法的核心步骤，它通过施加静态压力和温度控制来压缩和烧结金属粉末。

在镁合金的等静压制备中，由于其材料的活性和燃烧性较强，这一步骤的工艺控制显得尤为关键。

在制备过程中，要保证原材料粉末的纯度和均匀度，以确保技术参数和制备效果的稳定性。

这需要生产单位对于原材料的来源、检验和分类等工作进行较为仔细的认真处理。

此外，在等静压制备中，压力和温度的控制也是不可忽视的。

通过对制备材料的分析和测试，可以确定出合理的工艺参数，从而有效地控制这些参数的变量，以确保材料能够在压力、温度和时间等多个方面保持良好的稳定性。

在制备过程中，应采用先进的温度控制技术和静压技术，通过增加等静压压力和温度来促进合金材料的烧结和凝固。

除了制备材料本身的优化外，还可以通过控制材料的后处理和表面处理等方式提高其工艺性能和应用品质。

例如，通过对于材料表面的防氧化处理和光滑处理，可以大幅提高其耐腐蚀和表面硬度等性能，从而确保材料可以广泛应用于汽车、电子和通讯等领域。

通过组织结构的工艺调整，还可以获得不同的物理性能和机械性能，满足不同领域对于镁合金的应用需求。

总之，金属镁合金低温等静压制备技术是一种先进的制备方法，通过在制备过程中对于压力、温度、时间等多个因素进行合理的控制，可以获得高品质、高性能的合金材料。