JP2535409B2 - Hot isostatic pressing machine - Google Patents

Hot isostatic pressing machine

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JP2535409B2
JP2535409B2 JP1147674A JP14767489A JP2535409B2 JP 2535409 B2 JP2535409 B2 JP 2535409B2 JP 1147674 A JP1147674 A JP 1147674A JP 14767489 A JP14767489 A JP 14767489A JP 2535409 B2 JP2535409 B2 JP 2535409B2
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processing
chamber
container
pressurizing
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神田  剛
一男 北川
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/001Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses
    • B30B11/002Isostatic press chambers; Press stands therefor

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、熱間静水圧下加工装置に関し、耐熱性金属
材料、セラミックス等の難加工性の材料を高温静水圧下
で加工するのに利用される。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hot isostatic pressing apparatus, which is used for processing a difficult-to-process material such as a heat-resistant metal material or ceramics under high-temperature hydrostatic pressure. Used.

(従来の技術) Ni基合金など耐熱性金属材料については、一般的に加
工性に乏しく、従って、鍛造不可能な高強度系材料につ
いては、従来、粉末冶金法で得られる微細結晶粒超塑性
を利用して加工することが行われている。
(Prior art) Heat-resistant metal materials such as Ni-base alloys generally have poor workability. Therefore, for high-strength materials that cannot be forged, fine-grain superplastic materials conventionally obtained by powder metallurgy are used. Processing has been carried out using the.

また、セラミックスについては、Ni基合金以上に延性
に乏しく加工困難であるが、これについても近年、超塑
性現象の利用により加工が行われるようになってきてい
る。
Further, although ceramics have poorer ductility than Ni-based alloys and are difficult to process, in recent years, they have also been processed by utilizing the superplastic phenomenon.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、超塑性加工においては、ボイドの発生
に伴う加工限界が大きな問題である。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the superplastic working, there is a large problem of a working limit accompanying the generation of voids.

また、低ひずみ速度での加工を必要とすることから、
生産性に劣ることも問題のひとつである。
In addition, since processing at a low strain rate is required,
Poor productivity is also a problem.

更に、これまでの超塑性加工装置は、機械プレスを流
用して構成されていたため、被加工品の雰囲気制御、す
なわち、不活性雰囲気の確保が困難であり、又、加熱の
均質性の確保が面倒であった。
Furthermore, since conventional superplastic processing apparatuses have been configured using a mechanical press, it is difficult to control the atmosphere of the workpiece, that is, to secure an inert atmosphere, and to ensure uniform heating. It was troublesome.

本発明は、被加工品の加工を、高温静水圧下で行うこ
とにより、ボイドの発生を抑制して加工限界を引きあげ
得る熱間静水圧下加工装置を提供することが第1の目的
である。
A first object of the present invention is to provide a hot isostatic pressing apparatus capable of suppressing the occurrence of voids and raising the processing limit by processing a workpiece under high temperature hydrostatic pressure. .

更に、本発明は、加工速度を早め得ることで生産性を
向上し、しかも、雰囲気制御が容易であるとともに均質
加熱を可能で、大形化に耐え得る熱間静水圧加工装置を
提供することが第2の目的である。
Further, the present invention provides a hot isostatic processing apparatus which can improve productivity by increasing the processing speed, can easily control the atmosphere and can perform uniform heating, and can endure a large size. Is the second purpose.

また、本発明は、高温静水圧環境を利用しての新たな
加工技術を提供することを第3の目的とする。
A third object of the present invention is to provide a new processing technique utilizing a high temperature hydrostatic environment.

(課題を解決するための手段) 本発明は、容器軸方向の少なくとも一端に開口部1A,1
Bを有する高圧容器1と前記開口部1A,1Bを開閉自在に閉
塞する蓋部材2とで内部に高圧室5が画成され、該高圧
室5に、倒立コップ形状の断熱層10と該断熱層10の内側
に配設されている加熱要素11とからなる加熱装置9が内
蔵されて、該加熱装置9の内側で被加工物Aを熱間静水
圧下で加工する処理室13を備えた熱間静水圧加工装置に
おいて、前述の目的を達成するために、次の技術的手段
を講じている。
(Means for Solving the Problems) The present invention is directed to opening portions 1A, 1 at least at one end in the container axial direction.
A high-pressure chamber 5 is defined by a high-pressure container 1 having B and a lid member 2 for opening and closing the openings 1A and 1B, and the high-pressure chamber 5 has an inverted cup-shaped heat-insulating layer 10 and the heat-insulating layer 10. A heating device 9 comprising a heating element 11 arranged inside the layer 10 is built in, and a processing chamber 13 for processing the workpiece A inside the heating device 9 under hot isostatic pressure is provided. In the hot isostatic pressing apparatus, the following technical measures are taken to achieve the above-mentioned object.

すなわち、本発明は、前記蓋部材2に、容器軸方向に
移動可能な加圧ピストン12が組込まれており、該加圧ピ
ストン12の先端は、前記蓋部材2を容器軸方向に貫通し
ていて前記処理室13に突出する加圧部材15を備えている
ことを特徴とするものである。
That is, according to the present invention, the lid member 2 is incorporated with a pressurizing piston 12 movable in the container axial direction, and the tip end of the pressurizing piston 12 penetrates the lid member 2 in the container axial direction. And a pressure member 15 projecting into the processing chamber 13.

(実施例と作用) 以下、図面を参照して本発明の実施例とその作用を説
明する。
(Embodiments and Functions) Hereinafter, embodiments of the present invention and the functions thereof will be described with reference to the drawings.

<第1実施例> 第1図において、1は高圧容器で、円筒形に形成され
ていて容器軸方向の両端が上・下開口部1A,1Bとされて
いる。2は蓋部材であり、前記上開口部1Aを開閉自在に
閉塞する上蓋3と前記下開口部1Bを開閉自在に閉塞する
下蓋4とを備えて、ここに、高圧容器1と蓋部材2とで
内部に高圧室5を画成している。
<First Embodiment> In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a high-pressure container, which is formed in a cylindrical shape and has upper and lower openings 1A and 1B at both ends in the axial direction of the container. Reference numeral 2 denotes a lid member, which is provided with an upper lid 3 that opens and closes the upper opening 1A and a lower lid 4 that openably closes the lower opening 1B, in which the high-pressure container 1 and the lid member 2 are provided. And define a high pressure chamber 5 inside.

なお、高圧容器1は少なくとも一端に開口部を有する
有底円筒形であってもよい。
The high-pressure vessel 1 may have a bottomed cylindrical shape having an opening at least at one end.

この第1実施例では、上開口部1Aに嵌合される上蓋3
にはシール材6を有し、下蓋4は下開口部1Bに嵌合され
てシール材7で密封可能なリング形状の下上蓋4Aと該下
上蓋4Aに嵌合されてシール材8で密封可能な下下蓋4Bよ
りなっている。
In the first embodiment, the upper lid 3 fitted in the upper opening 1A
Has a sealing material 6, and the lower lid 4 is fitted in the lower opening 1B and can be sealed by the sealing material 7. The ring-shaped lower upper lid 4A and the lower upper lid 4A are fitted and sealed by the sealing material 8. It consists of a possible lower lower lid 4B.

なお、高圧容器1に嵌合された上・下蓋3,4には図示
省略したプレスフレームが係脱可能とされていて容器軸
方向に作用するプレス軸力を担持可能としている。
A press frame (not shown) can be engaged with and disengaged from the upper and lower lids 3 and 4 fitted to the high-pressure container 1 so as to be able to carry a press axial force acting in the container axial direction.

9は加熱装置(加熱炉)であり、倒立コップ形状の断
熱層10と該断熱層10の内側に配置されている加熱要素11
とからなり、高圧室5に内蔵されていてその内部で被加
工物Aを熱間静水圧で加工する処理室13を備えている。
Reference numeral 9 denotes a heating device (heating furnace), which is an inverted cup-shaped heat insulating layer 10 and a heating element 11 arranged inside the heat insulating layer 10.
And a processing chamber 13 which is built in the high pressure chamber 5 and in which the workpiece A is processed by hot isostatic pressure.

断熱層10はガス不透性の内外金属筒10A,10B間に、繊
維状の断熱材10Cを充填して構成されている。
The heat insulating layer 10 is configured by filling a fibrous heat insulating material 10C between the gas impermeable inner and outer metal cylinders 10A and 10B.

12は加圧ピストンであり、この第1実施例では、上蓋
3にシリンダ室12Aを形成し、このシリンダ室12Aにシー
ル材14で密封されて容器軸方向に移動可能として加圧ピ
ストン12は嵌合されており、該ピストン12は上蓋3を容
器軸方向に貫通していて、前記処理室13を突出する加工
部材15を有している。
Reference numeral 12 denotes a pressurizing piston. In the first embodiment, a cylinder chamber 12A is formed in the upper lid 3, and the pressurizing piston 12 is fitted in the cylinder chamber 12A so that it can be moved in the axial direction of the container by being sealed with a sealing material 14. The piston 12 has a processing member 15 penetrating the upper lid 3 in the axial direction of the container and protruding from the processing chamber 13.

なお、16はシリンダ室12Aの閉じ蓋でシール部材16Aを
有し、また、17A,17Bはピストン貫通部のシール部材を
示している。
Reference numeral 16 is a closing lid of the cylinder chamber 12A and has a sealing member 16A, and 17A and 17B are sealing members of the piston penetrating portion.

加圧部材15は連結具18と上部金型19とから構成されて
いて、これらはボルト等で取付けられていて、断熱材料
からなる連結具18が断熱層10の頂部にガス密に固定され
て上部金型19が容器軸心上にて処理室13に突出されてい
る。
The pressing member 15 is composed of a connecting tool 18 and an upper mold 19, which are attached by bolts or the like, and the connecting tool 18 made of a heat insulating material is gas-tightly fixed to the top of the heat insulating layer 10. The upper mold 19 is projected into the processing chamber 13 on the axis of the container.

20は炉床であり、下蓋4の下下蓋4Bに装備されて容器
軸心上に配置されており、この炉床20は断熱材料により
なっており、上部金型19と相対する下部金型21を有して
いる。
Reference numeral 20 denotes a hearth, which is mounted on the lower and lower lids 4B of the lower lid 4 and arranged on the axis of the container. The hearth 20 is made of a heat insulating material, and the lower die facing the upper die 19 is provided. It has a mold 21.

22は圧媒給排装置であり、本実施例では上蓋3に形成
された通路23に、管路24を介してガス集合装置25が接続
されており、管路24にはコンプレッサ26、開閉弁27,28
および圧力計29と安全弁30を備えており、開閉弁27,28
間には回収管路31を有し、該回収管路31には開閉弁32と
減圧弁33を有している。
Reference numeral 22 denotes a pressure medium supply / discharge device, and in this embodiment, a gas collecting device 25 is connected to a passage 23 formed in the upper lid 3 via a pipe line 24. The pipe line 24 has a compressor 26 and an opening / closing valve. 27,28
And equipped with pressure gauge 29 and safety valve 30, open / close valves 27, 28
A recovery conduit 31 is provided between the recovery conduit 31 and an on-off valve 32 and a pressure reducing valve 33.

更に、開閉弁28と安全弁30との間には真空引管路34が
接続されていて、真空ポンプ35を備えており、36,37は
その開閉弁を示している。
Further, a vacuum evacuation line 34 is connected between the on-off valve 28 and the safety valve 30, and a vacuum pump 35 is provided, and 36 and 37 indicate the on-off valves.

なお、39は大気解放用の開閉弁を示している。 Reference numeral 39 indicates an open / close valve for releasing to the atmosphere.

更に、40は加圧ピストン駆動装置であり、液圧(油
圧)ポンプ41と、リリーフ弁42と、切換弁43の加圧及び
後退用のパイロットチェック弁44,45とを備えてなり、
シリンダ室12Aに連通する上蓋3のポート3A,3Bに接続さ
れている。
Further, 40 is a pressurizing piston drive device, which is provided with a hydraulic (hydraulic) pump 41, a relief valve 42, and pilot check valves 44, 45 for pressurizing and retracting the switching valve 43,
It is connected to the ports 3A and 3B of the upper lid 3 which communicate with the cylinder chamber 12A.

46はストロークセンサで、この実施例では断熱層10の
下端で加圧ピストン12のストロークを検出し、制御器47
に信号を送り、該制御器47による制御信号をリリーフ弁
42にフィードバックさせることにより、該リリーフ弁42
の設定値を調整する等して加圧ピストン12の加圧速度を
制御するようにしている。
A stroke sensor 46 detects the stroke of the pressurizing piston 12 at the lower end of the heat insulating layer 10 in this embodiment, and a controller 47
To the relief valve.
The relief valve 42 is fed back to the relief valve 42.
The pressurizing speed of the pressurizing piston 12 is controlled by, for example, adjusting the set value of.

なお、加圧ピストン12のストローク検出は、該ピスト
ン12の動きをダイレクトに検出してもよいが、実施例の
如く、ストロークセンサ46を高圧室5の下部に設置して
行なうことが有利となる。すなわち、高圧室5の下部が
最も温度が低いからである。
The stroke of the pressurizing piston 12 may be detected directly by the movement of the piston 12, but it is advantageous to install the stroke sensor 46 in the lower part of the high pressure chamber 5 as in the embodiment. . That is, the lower part of the high pressure chamber 5 has the lowest temperature.

その他、48はリーク検出用管路を示しており、加圧ピ
ストン駆動用の油圧系統と圧媒ガスとのリークを検出
し、両者の混入を防止している。
In addition, reference numeral 48 denotes a leak detection pipe, which detects a leak between the hydraulic system for driving the pressurizing piston and the pressure medium gas, and prevents the mixture of both.

49は加熱要素11のための通電部材で、本例では下上蓋
4Aに備えられている。
49 is a current-carrying member for the heating element 11, which in this example is the lower and upper lid.
Prepared for 4A.

なお、例えば処理温度が1000℃〜1100℃程度であるNi
基超合金を被加工品Aとした場合には、断熱層10として
はインコネル、ステンレス鋼などが用いられ、加熱要素
11としてはFe−Cr−Al等が用いられ、又、上・下金型1
9,21としてはTZMのような特殊合金が用いられ、更に、
連結具18及び炉床20としてはセラミックス系断熱材料例
えば、Al2O3,ZrO2或いはそれらの複合材料を用いること
が好適である。
Note that, for example, Ni whose processing temperature is about 1000 ° C to 1100 ° C
When the base superalloy is the work piece A, Inconel, stainless steel, or the like is used as the heat insulating layer 10, and the heating element
Fe-Cr-Al or the like is used as 11, and the upper and lower molds 1
A special alloy such as TZM is used as 9,21.
As the connector 18 and the hearth 20, it is preferable to use a ceramic heat insulating material such as Al 2 O 3 , ZrO 2 or a composite material thereof.

次に、前述した第1実施例の作用を概略説明する。 Next, the operation of the above-described first embodiment will be briefly described.

被加工品Aは炉床20、下金型21を介して下下蓋4Bに載
置されていて、高圧容器1の下方から処理室13に装入さ
れる。
The workpiece A is placed on the lower lower lid 4B via the hearth 20 and the lower mold 21, and is loaded into the processing chamber 13 from below the high pressure vessel 1.

この場合、加圧ピストン12はその駆動装置40によって
後退(上昇)位置に保持されている。
In this case, the pressurizing piston 12 is held in the retracted (elevated) position by the drive device 40 thereof.

次に、開閉弁28を閉にし、開閉弁36を開にした状態で
真空ポンプ35を駆動すると、通路23及び管路24,34を介
して高圧室5及び処理室13が真空引きされ、真空引き後
に、圧媒給排装置22を作動して高圧室5及び処理室13に
圧媒ガスを供給する。なお、蓋部材2にはプレスフレー
ムが係合してプレス軸力を担持可能としている。
Next, when the vacuum pump 35 is driven with the open / close valve 28 closed and the open / close valve 36 opened, the high pressure chamber 5 and the processing chamber 13 are evacuated via the passage 23 and the pipe lines 24, 34, and the vacuum is generated. After the pulling, the pressure medium supply / discharge device 22 is operated to supply the pressure medium gas to the high pressure chamber 5 and the processing chamber 13. A press frame is engaged with the lid member 2 so that a press axial force can be carried.

圧媒ガスの供給は開閉弁27,28を開にしてコンプレッ
サ26からの圧媒ガスを高圧室5及び処理室13に送気し、
所定の圧力になると、開閉弁28は閉とする。
To supply the pressure medium gas, the on-off valves 27, 28 are opened to supply the pressure medium gas from the compressor 26 to the high pressure chamber 5 and the processing chamber 13,
The opening / closing valve 28 is closed when a predetermined pressure is reached.

次に、加熱要素11に電力を供給して処理室13の温度を
所定温度まで到達させる。この際、温度上昇に伴い高圧
室5の圧力も上昇する。
Next, electric power is supplied to the heating element 11 to bring the temperature of the processing chamber 13 to a predetermined temperature. At this time, the pressure in the high-pressure chamber 5 also rises as the temperature rises.

所定の温度圧力に到り平衡状態に達すると、その後、
加圧ピストン駆動装置40の切換弁43により加圧ピストン
12が加圧方向となるべき切換えると、ポンプ41からの液
圧(油圧)によって加圧ピストン12が降下され、被加工
品Aは上・下金型19,21によって熱間静水圧下での超塑
性加工がなされる。
After reaching a certain temperature and pressure and reaching an equilibrium state,
The pressurizing piston is driven by the switching valve 43 of the pressurizing piston drive device 40.
When 12 is switched to the pressurizing direction, the pressurizing piston 12 is lowered by the hydraulic pressure (hydraulic pressure) from the pump 41, and the work piece A is heated by the upper and lower molds 19 and 21 under hot hydrostatic pressure. Superplastic working is performed.

すなわち、加圧ピストン12の加圧がこの先端に備えら
れた加圧部材15によって被加工品Aに伝達されて、熱間
静水圧下の超塑性加工すなわち、鍛造加工がなされる。
That is, the pressure of the pressure piston 12 is transmitted to the workpiece A by the pressure member 15 provided at this tip, and superplastic working under hot isostatic pressure, that is, forging is performed.

この際、加圧ピストン12の加圧速度は、ストロークセ
ンサ46によって検出され、制御器47からの信号を、駆動
装置40にフィードバックさせることにより制御される。
At this time, the pressurizing speed of the pressurizing piston 12 is detected by the stroke sensor 46, and is controlled by feeding back a signal from the controller 47 to the drive device 40.

所定の加工操作が完了した後は、加熱要素11に対する
電力供給の遮断、切換弁43による加圧ピストン12の後退
および高圧容器1内の温度の所定温度までの降温後に、
開閉弁32、減圧弁33等を介してガス集合装置25への圧媒
ガスの回収、プレスフレームの後退等を経てから、下下
蓋4Bを降下させることで所定の処理がなされた被加工品
Aを下方より取出す。
After the completion of the predetermined processing operation, after the power supply to the heating element 11 is cut off, the pressurizing piston 12 is retracted by the switching valve 43, and the temperature inside the high-pressure container 1 is decreased to a predetermined temperature,
After the pressure medium gas is recovered to the gas collecting device 25 via the opening / closing valve 32, the pressure reducing valve 33, etc., the press frame is retracted, etc., the lower lower lid 4B is lowered to perform the predetermined processing. Take A out from below.

<第2実施例> 第2図において、この第2実施例は、加圧ピストン12
の加圧速度の制御を、ストロークセンサ46からの信号を
制御器47に送り、該制御信号を、回収回路31に設けた開
閉弁32及び減圧弁33にフィードバックさせて行なうよう
にしたものである。
<Second Embodiment> Referring to FIG. 2, the second embodiment shows a pressurizing piston 12
Is controlled by sending a signal from the stroke sensor 46 to the controller 47 and feeding back the control signal to the opening / closing valve 32 and the pressure reducing valve 33 provided in the recovery circuit 31. .

すなわち、シリンダ室13への加圧(油圧)は一定に保
持しておき、高圧室5及び処理室13への圧媒給排装置22
における開閉弁28および32を開にしておいて減圧弁33の
開度を調整することによって、ガス集合装置25へのガス
回収による減圧制御によって行なうようにしたものであ
る。
That is, the pressure (hydraulic pressure) to the cylinder chamber 13 is kept constant, and the pressure medium supply / discharge device 22 to / from the high pressure chamber 5 and the processing chamber 13 is maintained.
The on-off valves 28 and 32 are opened and the opening degree of the pressure reducing valve 33 is adjusted to perform pressure reduction control by collecting gas to the gas collecting apparatus 25.

その他の基本構成は第1実施例と共通し、共通部分は
共通符号で示している。
Other basic configurations are common to those of the first embodiment, and common parts are designated by common reference numerals.

なお、上述した第1実施例および第2実施例におい
て、加圧ピストン12の移動(加圧)に供する圧媒として
は、液圧ではなく、処理室13と同じくガス圧媒を利用す
ることが可能で、このように、圧媒給排装置22と加圧ピ
ストン駆動装置40として共通のガス圧媒を利用する方が
処理室13等の汚染を防止する見地からは有利である。
In the first and second embodiments described above, the pressure medium used to move (pressurize) the pressurizing piston 12 is not a hydraulic pressure but a gas pressure medium similar to that used in the processing chamber 13. It is possible, and it is more advantageous to use the common gas pressure medium as the pressure medium supply / discharge device 22 and the pressurizing piston drive device 40 in this way from the viewpoint of preventing the processing chamber 13 and the like from being contaminated.

この場合、次に述べる第3実施例に従うことができ
る。
In this case, the third embodiment described below can be followed.

<第3実施例> 第3図において、50は加圧ピストン加圧用圧媒ガス系
統であり、シリンダ室12Aの加圧側ポート3Aに接続され
ている管路51に、圧力計52、安全弁53、開閉弁54,55を
介してガスボンベ56が備えられているとともに、管路51
のバイパス管路57には減圧弁58と開閉弁59を備えてお
り、加圧用管路51には加圧処理用管路24に開閉弁60を介
して接続されている。
<Third Embodiment> In FIG. 3, reference numeral 50 denotes a pressure medium gas system for pressurizing a pressurizing piston, and a pressure gauge 52, a safety valve 53, a pipe 51 connected to a pressurizing side port 3A of a cylinder chamber 12A. A gas cylinder 56 is provided through the on-off valves 54 and 55, and the pipeline 51
The bypass conduit 57 is provided with a pressure reducing valve 58 and an opening / closing valve 59, and the pressurizing conduit 51 is connected to the pressurizing processing conduit 24 via an opening / closing valve 60.

61は加圧ピストン後退用圧媒ガス系統であり、シリン
ダ室12Aの後退側ポート3Bに接続されている管路62に、
圧力計63、安全弁64、開閉弁65,66を介してガスボンベ6
7が備えられているとともに、管路62のバイパス管路68
には減圧弁69と開閉弁70を備えており、後退用管路62に
は加圧処理用管路24に開閉弁71を介して接続されてい
る。
Reference numeral 61 is a pressure medium gas system for retreating the pressure piston, and to a conduit 62 connected to the retreat side port 3B of the cylinder chamber 12A,
Gas cylinder 6 via pressure gauge 63, safety valve 64, open / close valves 65, 66
7 is provided and the bypass line 68 of the line 62 is provided.
Is provided with a pressure reducing valve 69 and an opening / closing valve 70, and is connected to the retreating pipeline 62 to the pressurizing processing pipeline 24 via an opening / closing valve 71.

この第3実施例にあっては、制御器47の制御信号が減
圧弁58にフィードバックされることによって加圧ピスト
ン12の加圧速度が制御可能とされるとともに、コンプレ
ッサ26が加圧処理用の加圧ピストン速度制御用の圧力源
として共用可能となる。
In the third embodiment, the control signal of the controller 47 is fed back to the pressure reducing valve 58 to control the pressurizing speed of the pressurizing piston 12, and the compressor 26 is used for pressurizing processing. It can be used as a pressure source for controlling the speed of the pressure piston.

その他は第1実施例と共通するので、共通部分は共通
符号で示している。
Since the other points are common to those of the first embodiment, common parts are indicated by common symbols.

<第4実施例> 第4図において、蓋部材2における下蓋4にシリンダ
室12Aが形成されていて、このシリンダ室12Aに加圧ピス
トン12が嵌合されていて、該ピストン12の先端が下蓋4
を貫通して炉床20および下金型21よりなる加圧部材15を
有して処理室13に突出されている。
<Fourth Embodiment> In FIG. 4, a cylinder chamber 12A is formed in the lower lid 4 of the lid member 2, a pressurizing piston 12 is fitted in the cylinder chamber 12A, and the tip of the piston 12 is Lower lid 4
And a pressurizing member 15 composed of a hearth 20 and a lower mold 21 penetrating therethrough and protruding into the processing chamber 13.

一方、上蓋3に連結具18を介して上金型19が取付けら
れており、断熱層10は上蓋3に懸垂状に取付けられてい
る。
On the other hand, an upper mold 19 is attached to the upper lid 3 via a connecting tool 18, and the heat insulating layer 10 is attached to the upper lid 3 in a suspended manner.

すなわち、この第4実施例は第1実施例をいわゆる天
地逆配置として備えたものであり、この第4実施例にあ
っては、処理室13を含む高圧室5内の温度勾配が通常、
高圧室5の上部側が高く下部(底)が低いことから、加
圧ピストン12におけるシリダ室13の温度上昇を可及的に
抑え、加工速度の制御がより正確にできる点で第1実施
例より有効である。
That is, the fourth embodiment is provided with the first embodiment as a so-called upside down arrangement. In the fourth embodiment, the temperature gradient in the high pressure chamber 5 including the processing chamber 13 is usually
Since the upper side of the high pressure chamber 5 is high and the lower side (bottom) is low, the temperature rise of the cylinder chamber 13 in the pressurizing piston 12 can be suppressed as much as possible, and the processing speed can be controlled more accurately than in the first embodiment. It is valid.

なお、第4実施例においても、第1〜3実施例で示し
た圧媒給排装置及び加圧ピストン駆動装置が具備され
る。また、この第4実施例にあっては、被加工品Aの装
入、取出等は上蓋3側よりなされる上方取出方式とされ
る。
The fourth embodiment also includes the pressure medium supply / discharge device and the pressure piston drive device shown in the first to third embodiments. Further, in the fourth embodiment, the work A is loaded and taken out by the upper take-out method which is performed from the upper lid 3 side.

また、以上の各実施例において、加圧部材15と相対す
る一方の金型をダイスにすることによって、熱間静水圧
下での押出にも利用できる。
Further, in each of the above-described embodiments, one die facing the pressurizing member 15 may be used as a die to be used for extrusion under hot isostatic pressure.

また、本発明装置にあっては、被加工品の焼結及び/
又は熱間静水圧下の緻密化処理を行ない、引続いて熱間
静水圧下での加圧ピストン12による加工を行なうことが
できる。さらに、熱間静水圧下での加圧ピストン12によ
る加工後に、熱間静水圧下での緻密化処理工程を行なう
こともできる。
Moreover, in the device of the present invention, the sintering and / or
Alternatively, the densification treatment under hot hydrostatic pressure can be performed, and subsequently the working by the pressurizing piston 12 under hot hydrostatic pressure can be performed. Furthermore, the densification treatment step under hot hydrostatic pressure can be performed after processing by the pressure piston 12 under hot hydrostatic pressure.

(発明の効果) 本発明は以上の通りであり、本発明によれば次の利点
がある。
(Effects of the Invention) The present invention is as described above, and the present invention has the following advantages.

熱間静水圧下での加工を可能として、静水圧の作用
による延性増大に基づき難加工性材料の塑性加工範囲を
拡大するのみならず、Ni基合金、セラミックスなど超塑
性現象を発現する材料に対して、ボイドの発生を抑制し
てその加工限界を大幅に改善し、或いは、加工速度を早
め生産性を向上できる。
Enables processing under hot hydrostatic pressure, not only expanding the plastic working range of difficult-to-process materials based on the increase in ductility due to the action of hydrostatic pressure, but also for materials that exhibit superplastic phenomena such as Ni-based alloys and ceramics On the other hand, the generation of voids can be suppressed to greatly improve the processing limit, or the processing speed can be increased to improve productivity.

更に、本発明の熱間静水圧下加工装置は、同時に被
処理品の欠陥除去、緻密化、接合にも適用できるのは勿
論のこと、それらの加工と加圧部材による鍛造加工との
複合化により、すでに述べた加工限界のより一層の改善
を図り、或いは従来にない形の複合材料の製造を可能と
する。
Furthermore, the hot isostatic pressing apparatus of the present invention can be applied not only to defect removal, densification, and joining of workpieces at the same time, but also to combine these processing and forging with a pressing member. Thus, it is possible to further improve the processing limit described above, or to manufacture a composite material having an unprecedented shape.

従って、本発明は、今後増々増大する傾向にある難加
工性を有する先端材料分野の加工に対して極めて有益な
技術を提供できる。
Therefore, the present invention can provide a very useful technique for processing in the field of advanced materials having difficult-to-workability which tends to increase in the future.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面は本発明の各実施例を示しており、第1図は第1実
施例の、第2図は第2実施例の、第3図は第3実施例
の、第4図は第4実施例の、各立面断面図である。 1……高圧容器、1A,1B……開口部、2……蓋部材、5
……高圧室、9……加熱装置、10……断熱層、11……加
熱要素、12……加圧ピストン、13……処理室、15……加
圧部材。
The drawings show the respective embodiments of the present invention. Fig. 1 shows the first embodiment, Fig. 2 shows the second embodiment, Fig. 3 shows the third embodiment, and Fig. 4 shows the fourth embodiment. FIG. 3 is an elevational cross-sectional view of an example. 1 ... high pressure container, 1A, 1B ... opening, 2 ... lid member, 5
...... High pressure chamber, 9 ...... Heating device, 10 ...... Insulation layer, 11 ...... Heating element, 12 ...... Pressure piston, 13 ...... Processing chamber, 15 ...... Pressure member

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】容器軸方向の少なくとも一端に開口部(1
A)(1B)を有する高圧容器(1)と前記開口部(1A)
(1B)を開閉自在に閉塞する蓋部材(2)とで内部に高
圧室(5)が画成され、該高圧室(5)に、倒立コップ
形状の断熱層(10)と該断熱層(10)の内側に配設され
ている加熱要素(11)とからなる加熱装置(9)が内蔵
されて、該加熱装置(9)の内側で被加工物(A)を熱
間静水圧下で加工する処理室(13)を備えた熱間静水圧
加工装置において、 前記蓋部材(2)に、容器軸方向に移動可能な加圧ピス
トン(12)が組込まれており、該加圧ピストン(12)の
先端は、前記蓋部材(2)を容器軸方向に貫通していて
前記処理室(13)に突出する加圧部材(15)を備えてい
ることを特徴とする熱間静水圧下加工装置。
1. An opening (1) at least at one end in the axial direction of the container.
A) High-pressure container (1) having (1B) and the opening (1A)
A high-pressure chamber (5) is defined inside by a lid member (2) that opens and closes (1B) freely, and the high-pressure chamber (5) has an inverted cup-shaped heat-insulating layer (10) and the heat-insulating layer (5). A heating device (9) consisting of a heating element (11) arranged inside the heating device (11) is built in, and the workpiece (A) is heated inside the heating device (9) under hot isostatic pressure. In the hot hydrostatic pressure processing apparatus having a processing chamber (13) for processing, a pressure piston (12) movable in the container axial direction is incorporated in the lid member (2), and the pressure piston ( The tip of 12) is provided with a pressurizing member (15) which penetrates the lid member (2) in the container axial direction and projects into the processing chamber (13). Processing equipment.
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