Что такое холодное изостатическое прессование (CIP)?
Холодное изостатическое прессование – метод обработки материалов, похожий на другой процесс, известный как обработка металлических форм. Функции CIP основаны на принципе, предложенном Блезом Паскалем. Этот принцип широко известен как закон Паскаля и гласит, что давление, приложенное в закрытой жидкости, передается во всех направлениях по всей жидкости без какого-либо изменения величины давления.
Холодное изостатическое прессование предполагает уплотнение порошков путем помещения их в эластомерную форму. Используется эластомерная форма, поскольку она имеет низкую устойчивость к деформации. Затем давление жидкости равномерно прикладывается к форме, чтобы сжать ее. В конце процесса вы получаете очень компактное твердое тело. CIP можно использовать для пластмасс, графита, порошковой металлургии , керамики и других материалов.
Виды холодного изостатического прессования
В настоящее время во всем мире признаны два типа холодного изостатического прессования.
Технология мокрых мешков
В этом процессе порошок засыпается в форму и плотно запечатывается. Это происходит вне сосуда высокого давления. После заполнения формы порошком ее погружают в жидкость под давлением внутри сосуда. Затем к внешней поверхности формы прикладывают изостатическое давление, сжимающее порошок в твердую массу.
Этот процесс не так распространен, как другой вид холодного изостатического прессования. Сегодня во всем мире используется более 3000 прессов для мокрых мешков. Эти мокрые мешки имеют размеры от 50 мм до 2000 мм в диаметре.
Обработка материала по технологии мокрых мешков занимает от 5 до 30 минут. Таким образом, это относительно медленно. Однако насосы большой производительности и улучшенные механизмы загрузки могут существенно ускорить этот процесс.
Технология сухих мешков
В этом процессе форма фиксируется в сосуде под давлением. Порошок засыпается в форму, пока он еще находится в сосуде под давлением. После этого на внешнюю поверхность формы подается изостатическое давление рабочей жидкости, сжимающее порошок в твердую массу с компактной микроструктурой.
Технология сухих мешков идеально подходит для массового производства материалов. Обычно этот процесс занимает всего 1 минуту. Это намного быстрее, чем технология мокрых мешков.
Преимущества холодного изостатического прессования
Зеленая сила
Прочность сырца — это термин, используемый для описания способности формованного материала выдерживать манипуляции до его полного затвердевания. Материалы, полученные методом холодного изостатического прессования, обладают высокой прочностью в сыром состоянии. Это означает, что такие материалы имеют более высокий оборот, поскольку их можно спекать или обрабатывать быстрее, чем другие материалы.
Равномерная плотность
Холодное изостатическое прессование обеспечивает равномерную плотность материалов. Это означает, что усадка будет равномерной, когда материал подвергается другим процессам, таким как спекание. Равномерную плотность можно объяснить тем, что давление, используемое при CIP, достигает каждой части материала одинаковой величины.
Равномерная прочность
Поскольку давление, используемое для уплотнения материалов, одинаково во всех направлениях, материал имеет одинаковую прочность. Материалы с одинаковой прочностью обычно более эффективны, чем материалы без одинаковой прочности.
Универсальность
CIP можно использовать для изготовления сложных форм, которые невозможно изготовить другими методами. Кроме того, его можно использовать для производства крупногабаритных материалов. Единственным ограничением размера материалов, получаемых этим методом, является размер сосуда под давлением.
Устойчивость к коррозии
Холодное изостатическое прессование повышает коррозионную стойкость материала. Таким образом, материалы, прошедшие этот процесс, имеют более длительный срок службы, чем большинство других материалов.
Механические свойства
Улучшаются механические свойства материалов холодного изостатического прессования. Некоторые из улучшенных свойств включают пластичность и прочность.
Преимущества холодного изостатического прессования
Порошковая металлургия
Холодное изостатическое прессование применяется в порошковой металлургии. Он используется на этапе уплотнения в порошковой металлургии, который следует непосредственно перед этапом спекания. В порошковой металлургии CIP часто используется для производства изделий сложной формы и размеров.
Тугоплавкие металлы
CIP используется для производства тугоплавких металлов . К ним относятся вольфрам, молибден и тантал. Вольфрам, например, используется для изготовления проводов для нитей накаливания в ламповой промышленности. Как правило, тугоплавкие металлы имеют высокую температуру плавления и устойчивы к износу.
Автомобили
Холодное изостатическое прессование применяется при производстве автомобильных компонентов. Некоторые из этих компонентов включают подшипники и шестерни масляного насоса.
Спекание
Холодное изостатическое прессование обычно происходит непосредственно перед спеканием. Изделия холодного изостатического прессования обычно обладают высокой прочностью в сыром виде, что позволяет спекать их быстрее, чем другие материалы.
Заключение
В настоящее время все больше производителей внедряют холодное изостатическое прессование в производственный процесс. Холодное изостатическое прессование имеет ряд преимуществ перед другими аналогичными процессами: от улучшенной прочности до однородной плотности.