模具设计包括密封部分、控形型芯部分、抽气部分、模腔部分等设 计。此外,模具的焊接、检漏、装粉填充等过程均是影响热等静压零件性 能的关键工序。
有限元模拟是热等静压整体金制品的HIP近净成形技术
与铸造、锻造等传统工艺相比, 具有以下优点:
制件性能好,具有锻件的综合机械性能 料利用率高,可超过90%,几乎不存在废料
包覆工艺过程:在低合金钢轴的工作面上焊接一个低碳钢包套,在真空条件下把 混入碳化物的工具钢粉末装入包套中并封焊(见图1),之后放入热等静压机中进 行压制,在HIP处理过程中,工具钢粉末达到了充分密实,形成了耐磨层,并与轴面 实现了扩散粘结,机加工后得到了包覆轧辊
传统包覆轧 辊采用焊接 工艺制造
获得较高的耐磨性和高韧性, 寿命提高5~6倍
在制备具有高密度、高纯度、高均匀性、高韧性等优良综合性能的材料
方面占据优势，此技术已成为当今许多高性能材料生产中的一项实用技术， 也是新材料开发不可缺少的一种新技术。
应用
铸件的致密化处理
HIP致密化处理的目的是闭合材料内部孔隙和疏松等缺陷,提高材料的性 能。精铸件的晶粒粗大,存在孔洞和疏松等缺陷。既要保证晶粒细小,又要 减少疏松,单靠铸造工艺本身是难以解决的,目前广泛采用HIP处理技术解决 这一问题。
热等静压技术的发展与应用
2015年4月20日
目录
简介 发展 应用
简介
热等静压（Hot Isostatic Pressing，简称HIP）工艺 是将制品放置到密闭的容 器中，向制品施加各向同 等压力的同时施以高温， 在高温高压的作用下，使 制品得以烧结或致密化。
温度：900～2 000℃ 压力：100～200MPa
HIP扩散粘结技术
粉末冶金制品的HIP近净成形技术
热等静压(hotisostaticPressing,HIP)利用高温高压复合载荷,结合模具工艺,可 在较短时间内将松装粉末致密化为复杂结构的高性能金属零件,特别适合于难 加工材料的成形制造。
工艺路线如下:首先,设计并制造出经计算机模拟和优化后的金属(一般采用软 钢)包套(又称模具);接着,在其中填装待成形零件的金属粉末并紧实;然后,抽 真空密封并实施HIP;最后,去除包套,便可获得致密零件,整个过程几乎不产生 任何废料。
以氮气、氩气等惰性 气体为传压介质
目前，先进的热等静压机为 预应力钢丝缠绕的框架式结 构，高压容器的端盖与缸体 间的连接为无螺纹连接
简介
热等静压设备的特点 大型化 多功能、多气氛 快速冷却 自动化程度高，生产工艺稳定
发展
1955年美国Battelle研究所为研制
核反应堆材料开展HIP 技术研究，
制件精度高,近净成形出的零件尺寸精度及表面粗糙度可达精 密铸造水平; 工艺流程短,只需热等静压一次整体近净成形,缩短了设计到制造的时间间隔 需制作包套,对于复杂零件,包套制作成本高、周期长。
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铸件的致密化处理主要应 用于比较重要的场合，例如： 航空领域应用的发动机，发 电工业应用的汽轮机透平、 涡轮等重要的零部件，飞机 或民用的铝、钛结构件，汽 车的重要零部件，生物工程 中人工关节的致密化处理等。
HIP扩散粘结技术
热等静压复合扩散连接是将2种或2种以上的不同材料，在高温高压作用下进行 扩散连接的一种新技术，涉及到的材料可以是金属-金属、金属-非金属、非金属非金属，它是近几年发展起来的，特别是在民用方面值得应用推广的一项较好技术。
首先用于原子能反应过程中燃料元 素的扩散粘结。
1955年美国Battelle研究所第一 台热等静压机的问世.标志着热 等静压技术设备的诞生
1963年传入欧洲，瑞典ASEA公司用 预应力钢丝缠绕结构制造高压容器， 其结构紧凑，安全可靠，奠定该技
术大力发展的坚实基础。
后经肯纳金属公司、北京 钢铁研究总院、美国 AE 公司等多 家机构的不断改善，大大地拓展了 HIP设备的发展及应用。