热等静压技术新进展

目前热等静压技术已广泛应用于航空、航天、能源、运输、电工、电子、化工和冶金等行业,用于生产高质量产品和制备新型材料.为了探讨和交流各国在热等静压设备、工艺研究及应用的发展动态,从1987年开始召开国际热等静压会议.2008年5月在美国加利福尼亚召开了第九届国际热等静压会议,本文就此次会议所报道的热等静压技术、应用及发展情况进行了概述,特别是对美国和俄罗斯热等静压技术作了介绍.     

热等静压技术现状

高温、反应气氛、真空高温联合操作和大型零件加工的需要正在改变热等静压技术的面貌。高级陶瓷材料的加工促进了热等静压的进步。大型高性能铸件和新型粉末冶金合金要求扩大工作区尺寸和采用快冷技术。 1.发展前景高压是热等静压的发展方向之一。随着压力的升高,可以在较低温度下加工许多材料,获得优良     

热等静压技术在高品质难熔金属靶材制备中的应用

随着电子信息产业的快速发展,市场对靶材的质量提出了越来越高的要求。热等静压技术作为一种材料成形及特殊热处理方法,经过多年发展,已成为制备高品质靶材的重要手段。简要介绍了热等静压技术的发展、设备工作原理以及难熔金属靶材的性能要求。重点介绍了热等静压技术在高品质难熔金属Mo、W、Cr及其合金靶材制备中的应用,以及热等静压工艺对其微观组织及溅射性能的影响。     

热等静压Cr-Si靶材的特性及微结构研究

热等静压(Hot Isostatic Press,HIP)技术是在惰性气氛中,在各向均衡的气体高压力及高温共同作用下,去除材料内部的孔洞及缺陷,以改善机械性质、使粉末材料及表面蒸镀物具一致性、通过扩散键结(diffusion bonding)改善焊接完整性等.热等静压适用于多种材料及器件,特别是铝合金、工具钢、钛、超合金以及蒸汽涡轮零件、医学植入件、自动化铸件、靶材与粉末冶金制品等.考虑到近年来随着高密度、高传输速率光储存媒体及平面显示器的发展,靶材的研究与开发,巳成为光学薄膜制造的关键技术,该文作者以热等静压方法改善金属靶材,比较热等静压前后靶材性质差异和论证批量生产的可行性;并探讨热等静压处理对靶材性质的影响、比较其显微结构变化,以评估热等静压改善金属靶材材之可行性.研究结果显示,利用1 100 ℃,175 MPa,4 h热等静压的制备流程条件,对3种不同成分配比之Cr-Si热压靶材进行热等静压处理,均可有效改善孔隙率,其中以50Cr-50Si的热等静压效果最为显著,孔隙率可有效降低60%.此外,靶材在经过热等静压后,由于炉内气体的纯化效应而使得靶材的氮、氧浓度皆有所上升,尤其是Si以单独元素形态存在时更甚,从而造成靶材纯度受到影响.     

热等静压近净成形数值模拟的研究进展

热等静压近净成形工艺具有材料利用率高、坯料组织均匀性好的突出优势,是镍基粉末高温合金、粉末钛合金等复杂形状部件的重要成形工艺。介绍了热等静压近净成形的工艺特点和生产流程、热等静压近净成形技术在国内外的发展和应用以及粉末热等静压致密化的微观模型和宏观模型,通过对比分析不同模型的热等静压数值模拟和试验验证结果,总结了不同模型的优缺点,分析了影响数值模拟准确性的因素。     

热等静压技术在金属材料加工领域的应用及发展趋势北大核心

材料是科技发展的基石,金属在材料领域占有重要的地位,而高端金属材料的制备离不开一项专有技术——热等静压。热等静压过程一般没有液相出现,在固态下实现原子间的扩散,进而实现冶金结合。热等静压按照加工原理分为致密化处理、扩散连接和粉末冶金三类应用,其中近终成形是粉末冶金应用的高端形式。归纳总结了热等静压技术的研究进展,分别对致密化处理应用领域、扩散连接应用现状、粉末冶金制品的应用趋势进行了阐述,为寻求高端金属材料制备手段的工程技术人员提供参考。     

热等静压技术和设备的应用与发展

在概述热等静压基本特点的基础上,对热等静压设备的结构和性能进行了分析,阐述了相关工艺在硬质合金、稀有难熔金属、特种陶瓷等材料生产中的主要应用,并展望了国内外热等静压技术的发展前景。     

粉末冶金文摘

20 0 0 1 0 0 1　节省时间和费用的热等静压 /ＣｈａｒｌｅｓＢａｒｒｅ//ｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌｌｕｒ ｇｙ .1 999,35 ( 3) .5 1～ 5 3评述了热等静压技术的状况 ,特别是在提高材料性能、降低成本方面进行了讨论。使用大型热等静压设备 ,可以以较短的时间和较低的价格向一些大用户和小用户提供产品 ,随着粉末冶金和精密铸造工业的发展 ,一些零售商正希望将每个零件的成本进一步降低 ,达到经济规模。2 0 0 0 1 0 0 2　热等静压生产完全致密的粉末冶金零件 /ＦｒａｎｋＪ .Ｒｉｚｚｏａ…     

压煑器工程公司——高压技术的先行者

在过去的十年里,美国压煑器工程公司在热等静压生产技术的发展方面起了主导作用。在下面文章中Bernard Willians描述了在这方面所取得的某些进展和该公司是怎样预测这个领域的未来的。最近几年来,等静压制日益用作金属,陶瓷制品,合成材料等的成型方法,特别是热等静压已经发展成为一种生产各种各样高价材料     

热等静压(HIP)技术和设备的发展及应用

从热等静压设备的组成部分及安全保护设计方面简要介绍国外该设备的发展,并介绍国外热等静压设备的特点。在国内热等静压设备的发展方面,简要介绍研发和为国内外用户制造热等静压设备并成功投入使用的情况。在热等静压技术应用方面,主要介绍该技术在铸件致密化处理、粉末冶金、热等静压连接和复合以及在重要工程项目中的实际应用。     

热等静压在稀有难熔金属产品制备中的应用

简要介绍了热等静压技术的发展、设备原理、包套的选材与制作要求及数值模拟在热等静压技术中的应用,重点介绍了热等静压技术在稀有、难熔金属(钨、钼、钽、铌、铼及其合金)产品制备中的应用,以及热等静压处理对难熔金属微观组织及力学性能的影响研究。     

一种新型难熔金属异型件的制备技术及其应用

主要介绍了粉末高能喷涂成形技术及其在耐高温材质构件上的应用研究。采用真空热压和高压热等静压提高构件的致密度。结果表明:等离子喷涂成形纯钨喉衬的相对密度为85.6%;经真空热压处理后,喉衬相对密度提高到91.7%;经高压热等静压处理后,喉衬相对密度增大至96.7%。由此可见,高压热等静压可大大提高喷涂成形件的致密度。高能喷涂成形技术可制备出形状复杂的耐高温材质构件,如钨/钼复合喷管、钨坩埚?钨发热体、破甲弹药形罩等异形构件和二硅化钼回转体等。     

高纯金属钒粉烧结性能研究

利用电子探针观察高纯金属钒粉粒度和形貌, 使用油压机将高纯金属钒粉压制成坯条, 并采用万能试验机测定钒坯条压溃变形力曲线, 分析钒坯条最优压制压力; 分别通过热压烧结和冷等静压+真空烧结的方法对高纯钒粉进行烧结, 研究烧结工艺对高纯钒粉烧结特性和力学性能的影响。结果表明: 采用冷等静压+真空烧结的方法, 在压制成形过程中, 钒粉压坯密度和相对密度随压力的增加而逐步提高, 压力提高到280 MPa时, 压坯密度和相对密度分别为3.99 g·cm-3和66.94%;经真空烧结后, 坯料密度和相对密度分别为5.28 g·cm-3和88.59%。压制压力由80 MPa提高到200 MPa时, 压溃强度从0.4 MPa增加到6.0 MPa, 增大趋势较为明显; 压制压力提高到280 MPa时, 压溃强度增加到7.4 MPa, 增大趋势变缓。经热压烧结坯料的相对密度比冷等静压+真空烧结坯料的相对密度高, 280MPa压力下热压烧结坯料密度和相对密度分别达到5.51g·cm-3和92.91%。     

FGH96镍基粉末高温合金氧化物夹杂的计算机断层扫描研究

利用计算机断层扫描技术（computed tomography,CT）研究了FGH96镍基粉末高温合金内部Al₂O₃、SiO₂及莫来石三种氧化物夹杂对不同工艺（热等静压工艺、热等静压+热挤压+等温锻造工艺及热等静压+等温锻造工艺）的敏感程度。结果表明:热等静压+等温锻造工艺能显著减小Al₂O₃夹杂物的尺寸和其在合金中的含量,采用热等静压+热挤压+等温锻造工艺最能有效减少SiO₂夹杂物在合金中的含量,而莫来石夹杂对热等静压+热挤压+等温锻造工艺和热等静压+等温锻造工艺均较为敏感,且两种工艺对莫来石夹杂的作用效果类似。夹杂物在实际盘件中呈油饼状,极大地恶化了合金低周疲劳性能,且夹杂物越接近试样表面,试样的低周疲劳性能恶化越显著。热等静压+等温锻造工艺对减小三种夹杂的尺寸均有良好效果,这为人们选取合适工艺消除合金中氧化物夹杂提供了重要参考。     

The effect of homogenization treatment and hot isostatic pressing on microporosity in cast steel

The effect of high temperature homogenization treatment and hot isostatic pressing on microporosity in unidirectionally solidified AISI 4330 low alloy steel ingots was investigated. The volume fraction and size distribution of micropores in the as-cast, homogenized, and hot isostatically pressed conditions were determined using X-ray microradiography and optical metallography. The vol pct of spherical, nonspherical and total microporosity increased with distance from the chill in a linear fashion in both the as-cast and the homogenized conditions. The vol pct of microporosity decreased with increasing homogenization time. Nonspherical micropores gradually spheroidized during the treatment. Elimination of microporosity was substantially accelerated by carrying out homogenization under high isostatic pressure. Measured vol pct microporosity at 3 cm from the chill before and after vacuum homogenization at 1315°C for 30 h were 2 × 10⁻² and 1 × 10⁻², respectively. All observable microporosity was eliminated by hot isostatic pressing for 1 h at 1260 and 1O38°C with corresponding pressures of 29,000 and 27,000 psi, respectively. It is proposed that vacancy diffusion to grain boundaries is the rate controlling mechanism.     

粉末冶金制备高氮不锈钢的研究进展

概述了加压冶炼制备高氮不锈钢存在的问题,介绍了粉末冶金制备高氮不锈钢的发展现状,其中包括高压气雾化法、机械合金化法等高氮不锈钢粉末制备技术,和注射成形、热等静压成形、热挤压、粉末包套烧结–自由锻造、等离子烧结成形等高氮不锈钢粉末致密化及成形技术,指出了粉末冶金制备高氮不锈钢存在的问题,并对其未来的发展趋势进行了预测。     

TA7ELI粉末冶金材料力学性能与显微组织

以TA7 ELI钛合金棒为原料,用等离子旋转电极工艺制备出高品质钛合金球形粉末.采用热等静压成形工艺,将粉末压制成钛合金材料,并研究了材料的组织和力学性能.结果表明:等离子旋转电极工艺制备的钛合金球形粉末具有非常高的球形度和振实密度,粒度分布比较窄,非金属夹杂含量非常低;热等静压制备的低温钛合金达到全致密,其组织均匀细...     

等静压成型工艺参数对高纯石墨制品的影响研究

实验研究了高纯石墨材料制备过程中,等静压成型工艺参数对制品的影响.研究了升、降压速度,等静压压力及保压时间、包套长径比对压坯体积密度的影响.结果表明,降低升压速度、增加等静压压力有利于提高制品密度,适当的降压速度、保压时间和包套长径比可使压坯致密均匀.     

冷等静压机增压器故障分析与改进

根据冷等静压机增压器、密封环的结构及工作原理,深入分析了冷等静压机在使用过程中增压器经常出现故障的原因。从密封环的材质、公差配合精度及密封方式等关键点设计改进方案,经过对比实验得出较佳参数。通过改进不但大幅增加了配件的使用寿命、延长了冷等静压机检修周期、提高设备运转率,而且突破了增压器关键配件技术封锁,并终结了关键配件外购,降低了维修成本。