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民用领域的热等静压

热等静压(Hot Isostatic Pressing,HIP)是一种先进的材料成形技术,可用于制造形状复杂的金属基复合材料零件。提高了材料的机械性能和可加工性,在热等静压过程中,材料在密闭容器中同时受到高温和各方向相同的高压的处理。施压气体为惰性气体以避免与材料发生化学反应,一般用氩气。腔室被加热,导致容器内的压力增加。许多系统使用相关的气泵达到必要的压力水平,从各个方向对材料施加压力。

任何材料制成的制品都有一定的使用寿命,不可能无限期的使用下去,造成材料失效的根本原因有两种,一种是材料内部结构发生变化,即由于外界环境的干扰使材料的成分发生变化,新的成分无法达到合适的性能,材料随即失效; 另一种更为常见的原因是,由于材料内部残留杂质,微小裂纹,孔洞等,形成了性能突变点,我们称之为材料缺陷,在材料工作状态时,例如材料受到高温循环和应力循环时,在性能突变的位置会产生应力集中效应,最终在该点产生疲劳扩散,使材料断裂失效。 目前任何一种传统成型方法,都无法直接消除材料内部残留的缺陷,都需要进行后续的处理加工。

热等静压作为一种特殊的金属热处理工艺,是目前最有效的消除材料内部缺陷的热处理方法,也是使材料内部缺陷最少的材料成型方法。因此,热等静压是世界范围内,各领域重要关键零部件的例行加工步骤。

简单来说,就是把相关材料的产品放到热等静压炉在经过一道处理工序,产品外部看起来没有较大的改变,但是内部已经发生了“质”的改变,内部孔隙弥合, 收缩缺陷、蠕变孔隙及内裂均不存在,通过热等静压处理可通过消除孔隙去除疲劳裂纹萌生区域,完成材料/产品内部孔隙从“有”到“无”的变化。

热等静压应用领域

热等静压技术目前不仅在铸件处理、粉末冶金、陶瓷工业中应用,还在多孔材料、近净成形、材料粘结、等离子喷涂、制造高端石墨等领域应用。
航空领域是大家听到的最多的,主要是利用近净成形在飞机引擎方面,比如叶片、热交换器等。

汽车领域也是大家经常能见到,传统汽车在发动机、变速箱中有些零件是通过热等静压来达到更高的要求。

医疗器械领域是近些年热等静压应用发展比较迅速的领域,如图为生产医疗器械的产品、使用在手术中的产品。

以及在3D打印过程中内部产生微量孔隙还是大量孔隙, 会影响3D打印后的组织结构,可以通过热等静压(HIP)处理针对内部孔隙进行消除达到内部致密化的、增加表面光洁度的目的。

恒鼎材料作为国内首家民用热等静压技术的企业,始终追求成为行业内高耐磨螺纹元件金属耗材方案解决者。
恒鼎材料现有产品主要是针对挤出机、造粒机、注塑机领域,其中螺纹元件是所有领域中绕不开的话题。

塑料的挤出全过程,是借助挤出机螺杆把塑料历经运输,夯实,并进一步熔化使塑料处在彻底匀称的熔融情况后,在工作压力下从模口挤出,历经成形机械设备定形,制冷后做成需要的产品。
因而挤出机是塑料挤出的主要设备,它决定了挤出产品的品质和生产量,挤出机关键由挤出机螺杆,料筒,加温制冷系统,传动装置和操纵装置构成。在其中挤出机螺杆是挤出机重要的的作用构件,它肩负了对原材料的运输,夯实,熔融,均化,充压,和泵出等挤出全过程的关键作用。
以上的每一个步骤都对挤出机螺杆的耐磨、耐腐蚀性能提出了极大地挑战,恒鼎材料利用热等静压工艺以及粉末成型的技术,通过对材料的调质、配,使加工生产后的螺纹元件能够达到更高的耐磨、耐腐蚀性能。

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