粉末热等静压

在高温下对粉末或粉末压坯施以等静压力，将粉末烧结和等静压成形合并为一个工序的工艺

粉末热等静压是指在高温下对粉末或粉末压坯施以等静压力，将粉末烧结和等静压成形合并为一个工序的工艺。常简写为HIP。

装置组成热等静压装置主要由水冷压力容器、与压力容器绝热的加热炉以及控制、安全、操纵等附加设施所组成。压力容器有两种密封方式：螺纹式和框架式。螺纹密封只能从顶部开、合和加载。框架式密封，可以从顶部和底部同时开、合。压力容器和框架均可用钢丝(带)缠绕，以承受高压。传压介质一般用氩气，其导热率比氦低，容易使温区达到所需温度和使温区温度均匀。同时氩比氦便宜。由于压力容器冷壁和加热炉之间压缩气体的对流，使压坯温度分布不均匀，这是HIP的困难所在。可以在发热体与冷壁之间，以及在发热体与工件之间设置适当的绝热保温层将压制空间间隔起来，从而克服这一困难。

操作步骤HIP的基本操作步骤是：将粉末或粉末压坯装入包套中；抽去吸附在粉末表面、粉末间空隙和包套内的气体；将包套真空密封后置于有加热炉的压力容器中；密封压力容器后泵入惰性气体(即传压介质)至一定压力；然后升温至所需温度，因气体体积膨胀，容器内的压力也升至所需压力。在高温、高压共同作用下完成成形和烧结。之后，用机械或酸浸方法除去包套，得到制品。金属粉末的包套常用经过严格检漏的钢板焊接而成。任何微小的渗漏都会引起产品中的热诱导孔隙。包套材料也可以用在烧结温度下具有均匀粘性流动的玻璃或陶瓷。例如，石英在高温下就具有必要的粘性，适于压制高温合金。玻璃包套可用粉浆成形和烧结方法制得。

优点HIP的最大优点是：被压制的材料在高温高压作用下有很好的粘性流动，且因其各向均匀受压、所以能在较低的温度(一般为物料熔点的50%～70%)和较低的压力下得到晶粒细小、显微结构优良、接近理论密度、性能优良的产品。HIP已成为现代粉末冶金技术中制取大型复杂形状制品和高性能材料的先进工艺，已广泛应用在硬质合金、金属陶瓷、粉末冶金高温合金材料、粉末冶金高速钢、粉末冶金不锈钢、粉末钛合金、放射性物料、核燃料、粉末冶金铍等的成形和烧结。用HIP制造的镍基耐热合金涡轮盘、钛合金粉fen框架式热等静压装置缠绕框架的钢丝；2一框架；3压力容器端密封塞4密封圈；5一缠绕压力容器的钢丝；6一加热炉；7一压力容器钢芯；8高压气体入口飞机零件、硬质合金轧辊、人造金刚石压机顶锤等，其性能和经济效果都是其他工艺无法相比的。

简史第一台热壁螺纹式结构的HIP装置是美国巴蒂尔(Battelle)研究所1955年研制成功的。该设备内径仅4．76mm，压力13．78MPa，温度816℃。1956年出现了冷壁HIP装置。60年代初瑞典艾西亚(ASEA)公司研制成功了预应力钢丝(带)缠绕结构框架式HIP装置。之后，该公司批量生产容积为1290mm×2500mm，温度为1450℃，压力为320MPa的大型HIP装置。80年代以来，单纯扩大HIP装置尺寸的趋势衰减，向单功能、特殊应用的方向发展。例如，超高温(最高达3000℃)、超高压(最高达980MPa)、快速、浸渍、使用多种气体的HIP装置相继出现。为了满足液相烧结的需要(如烧结硬质合金)又发展了低压热等静压装置(又称为超压烧结炉、烧结一热等静压机等)，压力仅为9．8～30MPa。这种装置将硬质合金生产中的排蜡、预烧和烧结在一道工序中完成。我国60年代曾制造过三台热壁HIP装置；1972年开始制造冷壁IF，装置，1975年投入使用，1979年建造了第一台钢丝缠绕HIP装置。

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