Изостатический пресс используется в процессе обработки материала путём всестороннего равномерного сжатия. Агрегат применяется для изготовления порошкового материала или заготовки для последующей обработки давлением (ковка, прокатка, прессование) или для закупорки пор в литой, прессованной, кованной или иной заготовке.
Содержание
Система ГИП
Система горячего изостатического прессования подразумевает повышение качества порошковых материалов воздействием повышенных температур и изостатического давления, происходящего в камере агрегата.
Система ГИП
Сам процесс обеспечивает максимальный эффект при идеальном соотношении трёх величин: давления и температуры нагрева внутри камеры и времени, которое заготовка провела в ней. При оптимальном сочетании достигается наилучший результат.
Устройство ГИП
Устройство ГИП
Стандартная комплектация состоит из следующих комплектующих:
- Печи высокого давления, предназначенной для нагрева прессовки. Может быть изготовлена из металла или графита, в зависимости от модификации и сферы применения.
- Системы распределения и закачки инертных газов, необходимых для создания номинального давления в контейнере.
- Одно или трёхфазной электрической системы питания, с выводом на контур заземления.
- Блоком управления процессом, контролирующим за прессованием и сигнализирующим о нестандартных ситуациях. Максимальная автоматизация процесса зависит от сложности поставленной задачи и характера её выполнения.
- Закольцованной охлаждающей системы пресса. Её отличительная особенность состоит в том, что инертные газы находятся внутри на протяжении всего процесса, что обеспечивает высокую эффективность совершённых действий.
- Гидросистемы привода рамы и крышек (для крупных установок).
Из дополнительного оборудования, которым могут комплектоваться агрегаты следует выделить следующее:
- Оборудование, ускоряющее процесс охлаждения.
- Термопары для заготовок.
- Транспортировочное оборудование для заготовок.
- Газовое хранилище.
- Оборудование для осуществления анализа газа.
- Элементы, предназначенные для газоочистки.
- Регулятор, построенный на основе микропроцессора.
- Блок контроля с управлением от ПК с возможностью регистрации и контроля за показаниями.
- Дополнительной подкачивающей помпой.
- Открытым контуром с помпой и охлаждающими стояками.
- Гидравлической системой привода рамы и крышек, использующейся в малогабаритном оборудовании.
Категория печи может быть иной при соответствующих требованиях рабочего процесса.
- Графитовая. Предназначена для функционирования в вакууме с давлением до 320 МПа. Диапазон рабочих температур колеблется в интервале от 1750 ᴼС до 2 000ᴼС. Не изменяющееся удельное сопротивление графита позволяет достичь минимального времени нагрева, что становится причиной общего сокращения продолжительности цикла и обеспечивает улучшенные экономические показатели предприятия.
- Молибденовая. Используется при температурах, не превышающих 1400ᴼС. Преимущественно применяется для залечивания брака или дефекта, образовавшегося в результате некачественного отлива. Такие печи активно применяются для допрессовки заготовок из керамики или твердосплавных материалов.
Принцип работы ГИП
Принцип работы ГИП
Принцип работы горячего изостатического пресса представлен в описании нескольких, ключевых процессов:
- Загрузка заготовки в емкость пресса.
- Закрытие.
- Откачивание воздуха, осуществляемое компрессорно-вакуумной системой.
- Процесс горячего изостатического прессования, который осуществляется под воздействием высоких температур и повышенного давления.
- Сброс давления внутри ёмкости, закачивание инертных газов.
- Отвод рамы, открытие пресса.
- Изъятие заготовки.
Принцип работы ГИП может быть построен на одном из трёх циклов:
- Заданный показатель давления достигается за счёт работы газового компрессора. После этого происходит нагрев и увеличение давления до номинального. Такая методика применяется при изостатическом прессовании металлического порошка в герметичной оболочке, в случае допрессовки или залечивания брака. В связи с тем, что большие нагрузки здесь не требуются, для осуществления такого цикла уходит минимум временных и энергозатрат.
- На первом этапе осуществляется увеличение температурных показателей, после чего запускается процесс наращивания давления. Используемый компрессор должен обладать соответствующей мощностью, позволяющей обеспечить нагрузку в последней стадии процесса. Методика успешно применяется в случае изостатического прессования порошка, сконцентрированного в стеклянной герметичной оболочке.
- Температурный нагрев камеры поддерживается на одном уровне. Увеличение давления осуществляется благодаря работе компрессора, мощность которого позволяет обеспечить максимальную величину. Методика применяется в непрерывной технологической линии прессования их порока быстрорежущей стали или суперсплава. Из представленных вариантов, этот способ обладает максимальной эффективностью.
Система ХИП
Холодный пресс изостатического прессования представляет агрегат для барометрической обработки заготовок без применения высоких температур. Такой принцип чаще всего используется в отношении материалов, которые по определённой причине не могут подвергаться обработке под воздействием высоких температур. Преимущественно это элементы из порошкового материала. Предварительная формовка происходит за счёт связующего материала, который в ходе последующей обработки готовой детали сжигается в процессе спекания. Это обеспечивает высокую плотность и контролируемую анизотропию его свойств.
Система ХИП
Процедура такой обработки придаёт прочность широкому перечню разных материалов: порошковым металлам, керамике, пластику. Порошок помещается в жидкую среду камеры, где на него оказывает воздействие высокое давление со всех сторон.
Устройство ХИП
Устройство ХИП
Общая конструктивная схема агрегата ХИП состоит из следующих элементов:
- Предварительно изолированного корпуса, состоящего их двух герметично закрывающихся частей. В нижней половине организованы каналы подачи рабочей жидкости и воздуха. Процесс открытия и закрытия затворов осуществляется гидравликой.
- Электрической системы питания одно или трёх фазного напряжения.
- Автоматики управления, позволяющей производить запуск непрерывно повторяющегося цикла в автоматизированном режиме с возможностью ручной корректировки за основными параметрами.
- Гидравлической системы и помп избыточного давления, предназначенных для совокупного использовнаия с разным давлением и вероятностью контроля за его увеличением или снижением. Исходя от модификации агрегата, помпа может быть одноходовой или имеющей двойной ход, оснащённой гидроприводом. Клапан высокого давления оснащается в виде блоков, что снижает количество и длину трубопроводов.
- Системы оборота среды давления, включающей запорные клапаны и ёмкости-маслоприёмники, заполняющиеся при откачивании давления, очистке среды давления и приёмной ёмкости.
- Блок управления с HMI интерфейсом и регистратором параметров цикла. Блок максимально укомплектован элементами системы безопасности, обладает степенью защиты IP54. Содержит весь комплект автоматики, требующейся для работы с агрегатом. Возможность удалённого программирования позволяет получить моментальный доступ к контролю, обнаружению и устранению неполадок. Подключение происходит посредством сигнала, передаваемого через Интернет, что обеспечивает доступ к оборудованию в режиме реального времени.
Принцип работы ХИП
Принцип работы ХИП
Специфика функционирования ХИП спроектирована так, чтобы осуществлять процесс в непрерывном цикле. Это обеспечивает отсутствие простоя оборудования и максимальную производительность предприятия. Условно его работу можно охарактеризовать как 6 последовательных стадий. Причем после того, как завершён последний этап, заготовка может быть извлечена, и начат следующий цикл.
- Первый этап подразумевает загрузку заготовки, закупорку цилиндра высокого давления, предварительное заполнение через клапан предварительного заполнения и вывод воздуха посредством пропускной способности клапана сброса.
- Затем происходит предварительное нагнетание давления не более 4 МПа.
- Постепенно давление повышается, приближаясь к расчётному значению. Происходит это благодаря работе нагнетателей.
- На следующем этапе происходит декомпрессия избыточного давления, выполняемая нерегулируемыми штуцерами.
- Среда давления откачивается из цилиндра при показателях 1,5 – 0 МПа.
- Давление в цилиндре становится минимальным. Система приходит в исходное состояние.