Изостатический пресс предназначается для технологической обработки материалов посредством равномерного, всестороннего сжатия. Оборудование применяется при изготовлении порошковых материалов либо для подготовки металлов для последующей обработки (ковки, прокатки, прессования). Также станки используются для закупорки пор в литых, прессованных или иных заготовках.
Содержание:
- Горячее изостатическое прессование
- Устройство ГИП
- Принцип работы ГИП
- Холодное изостатическое прессование
- Устройство ХИП
- Принцип работы ХИП
Горячее изостатическое прессование
Принцип горячего изостатического прессования предназначен для повышения качества порошкового материала. Осуществляется это воздействием повышенных температур и изостатической нагрузки, оказывающейся внутри рабочей камеру устройства.
В результате обработки максимальный эффект достигается за счёт взаимодействия трёх значений: давления внутри рабочего объёма, температуры и времени, которое заготовка проводит внутри. Максимальное качество результат достигается за счёт оптимального соотношения этих величин.
Горячее изостатическое прессование
Устройство ГИП
Устройство пресса изостатического прессования состоит из следующих элементов:
- Печь, способная выдерживать высокое давление и использующаяся для нагрева прессовок. Материал, из которого она изготавливается может быть различным: металл или графит. Подбирается с учётом сферы применения.
- Система закачки инертного газа и его распределения. Предназначена для обеспечения рабочего давления в контейнере;
- Закольцованная система охлаждения прессовальной установки. Её особенность заключается в том, что находящиеся внутри инертные газы не покидают объём в течение всего процесса прессования. Это обеспечивает высокое качество полученного материала;
- Гидравлический привод рамы и крышек, которым комплектуются объёмные прессовальные установки.
Устройство ГИП
Дополнительное оборудование, которым может комплектоваться горячий изостатический пресс представлено следующими элементами:
- Ускорители процессов охлаждения;
- Термопары для заготовок;
- Транспортировочное оборудование для заготовок;
- Газовое хранилище;
- Оборудование для выполнения анализа газо;
- Оборудование для газоочистки;
- Регулятор, принцип работы которого построен на микропроцессоре;
- Блок контроля с возможностью синхронизации и управления с персонального компьютера. Доступ открывается после подключения и регистрации пользователя;
- Дополнительная подкачная помпа;
- Открытый контур с помпой и охлаждающими стояками.
Материал рабочей печи определяется в зависимости от условий и технических характеристик, достигаемых в результате осуществления изостатического прессования:
- Графит. Используется для работы в вакууме значение которого достигает 320Мпа. Разброс рабочей температуры колеблется в интервале от 1 750ᴼС до 2 000ᴼС. Стабильное удельное сопротивление материала стенок печи способствует тому, снижается время нагрева печи, что положительно сказывается на продолжительности цикла и улучшает экономическую прибыльность производственного процесса;
- Молибден. Применяется в печах, температура которых не превышает 1 400ᴼС. В большинстве случаев используется для залечивания бракованных и дефектных элементов, полученных в результате некачественной отливки. Также молибденовое оборудование популярно в допрессовках керамических и твёрдосплавных заготовок.
Принцип работы ГИП
Принцип работы изостатического пресса горячего прессования построен на последовательном исполнении следующих этапов:
- Погрузка заготовки в рабочую ёмкость пресса;
- Закрытие объёма;
- Откачка воздуха, которая осуществляется компрессорно-вакуумной установкой;
- Начало процесса горячего изостатического прессования, который происходит посредством воздействия высокой температуры и высокого давления;
- Сброс разряжения внутри рабочего объёма, закачивание инертного газа;
- Отвод рамы и раскупорка рабочей ёмкости;
- Извлечение заготовки.
Принцип работы ГИП
Процесс горячего изостатического прессования внутри рабочего объёма происходит следующим образом:
- Газовый компрессор нагнетает заданное значение вакуума внутри объёма. Одновременно с этим осуществляется нагрев. Такой метод применяется при обработке металлических порошков, находящихся в герметичной упаковке при допрессовке и залечивании дефектов. Минимум затрат энергии и времени, требующихся для осуществления такой обработки, объясняется тем, что здесь не требуются большие нагрузки;
- Другой способ подразумевает достижение большей температуры и большего значения вакуума. Применяемый насос должен обладать соответствующей мощностью, чтобы обеспечить нагрузку в последней стадии процесса. Метод успешно используется при изостатическом прессовании порошков, сконцентрированном в стеклянной герметичной оболочке. Способ используется для непрерывных технологических линий прессования стали или суперсплавов.
В сравнении со всеми существующими способами горячего прессования, последний обладает максимальной эффективностью.
Холодное изостатическое прессование
Холодный пресс изостатического прессования – это высокотехничное устройство, предназначенное для барометрической обработки заготовок без использования высоких температур. Такое оборудование чаще всего применяется относительно материалов, которые, из-за ряда определённых причин, не могут подвергаться воздействии высоких температур. В большей степени к ним относятся объекты из порошкового материала. Их предварительное формование осуществляется за счёт связующих материалов, которые при последующей обработке готового изделия сжигаются в процессе спекания, отжига. Такой метод изготовления способствует высокой плотности и обеспечению контролируемой анизотропии его средств.
Методика обработки увеличивает прочность широкого перечня различных материалов:
- Порошковых металлов;
- Керамики;
- Многие виды пластика.
Холодное изостатическое прессование
Порошок погружается в жидкую среду рабочего объёма, где попадает под воздействие высокого давления со всех сторон.
Устройство ХИП
Конструкция холодного изостатического пресса представляет собой следующее:
- Предварительно изолированный корпус, состоящий из двух частей, которые при соединении образуют полностью герметичную ёмкость. Открывается она с помощью гидравлического привода. В нижней части расположены каналы подачи воздушной смеси и рабочей жидкости;
- Систему энергопитания одно или трёхфазного напряжения;
- Автоматический блок управления, с помощью которого осуществляется запуск непрерывно повторяющегося цикла, происходящего в автоматическом режиме с вероятностью внесения ручных корректировок основных параметров;
- Гидравлическую систему и помпы избыточного давления, использующиеся для совокупного применения с разным давлением и вероятностью контроля за его увеличением или снижением. В зависимости от модификации оборудования, помпа может быть одноходовой или двухходовой, укомплектованной гидроприводом. Клапан высокого давления выполнен в виде блоков, что позволяет снизить количество и длину трубопровода;
- Систему оборота среды давления, включающую запорные клапана и ёмкости-маслоприёмники, которые заполняются в результате откачивания давления, очистки среды давления и приёмной ёмкости;
- Автоматический блок управления с HMI-интерфейсом и регистратором характеристик цикла. Автоматика максимально укомплектована оборудованием, относящимся к системам безопасности, имеет средство защиты степени IP-54. Содержит весь спектр необходимого оборудования, требующегося для безопасного использования агрегата. Возможность удалённого управления и контроля за текущими рабочими параметрами, позволяет получить моментальный доступ из любого места. Подключение осуществляется за счёт сигнала, который передаётся через Интернет и обеспечивает доступ к управлению оборудованием в режиме реального времени.
Устройство ХИП
Принцип работы ХИП
Принцип работы изостатического пресса холодного прессования построен так, чтобы осуществлять процесс в непрерывном режиме. Это обеспечивает отсутствие простоя и гарантирует максимальную производительную мощность предприятия. Условно его работы можно поделить на 6 последовательных циклов:
- Загрузка заготовки, закупорка герметичного цилиндра, предварительное наполнение через клапан предварительного наполнения и вывод воздушной смеси посредством пропускной способности клапана сброса;
- Предварительное нагнетание давления, значением не более 4 МПа;
- Постепенное нагнетание большего давления, приближение к требуемому значению;
- Декомпрессия избыточного давления, которая осуществляется нерегулируемыми штуцерами;
- Откачивание среды давления до величины 1,5-0 Мпа;
- Откупорка цилиндра, извлечение заготовки.
Принцип работы ХИП