RU2037380C1 - Hot pressing method and apparatus - Google Patents
Hot pressing method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2037380C1 RU2037380C1 SU4924125A RU2037380C1 RU 2037380 C1 RU2037380 C1 RU 2037380C1 SU 4924125 A SU4924125 A SU 4924125A RU 2037380 C1 RU2037380 C1 RU 2037380C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- products
- loading
- plasma
- main chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
- Press Drives And Press Lines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а точнее к технологии изготовления изделий из порошковых и композиционных материалов. The invention relates to the field of engineering, and more specifically to the technology of manufacturing products from powder and composite materials.
Известен способ горячего изостатического прессования [1] при котором порошок заключают в герметичную капсулу, нагревают и прессуют посредством передачи давления на внешнюю стенку капсулы изостатической средой, например газом. A known method of hot isostatic pressing [1] in which the powder is enclosed in an airtight capsule, heated and pressed by transmitting pressure to the outer wall of the capsule with an isostatic medium, for example gas.
Указанный способ имеет ряд недостатков:
значительные затраты на изготовление герметичных капсул;
значительная продолжительность циклов нагрева, прессования и охлаждения капсул;
высокая сложность и уникальность применяемого оборудования;
специальные требования к размещению оборудования и значительные удельные площади.The specified method has several disadvantages:
significant costs for the manufacture of sealed capsules;
significant duration of cycles of heating, pressing and cooling of the capsules;
high complexity and uniqueness of the equipment used;
special requirements for the placement of equipment and significant specific areas.
Известна конструкция устройства горячего прессования в вакууме [2] включающая пресс-форму, нагреватель и вакуумную камеру, встроенную в пресс. A known design of a hot pressing device in a vacuum [2] including a mold, a heater and a vacuum chamber integrated in the press.
Недостатками известной конструкции являются:
низкая производительность оборудования;
ограничение габаритных размеров обрабатываемых изделий;
недостаточная точность поддержания изотермических условий прессования.The disadvantages of the known design are:
low productivity of equipment;
restriction of overall dimensions of the processed products;
insufficient accuracy of maintaining isothermal pressing conditions.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ горячего изостатического прессования [2] при котором порошковую заготовку загружают в графитовую пресс-форму и засыпают чешуйчатым графитовым порошком. The closest in technical essence to the proposed method is a method of hot isostatic pressing [2] in which a powder billet is loaded into a graphite mold and filled with flake graphite powder.
Пресс-форму помещают в печь, встроенную в пресс, нагревают и далее заготовку через пуансон и сыпучую среду прессуют в условиях изостатического давления. The mold is placed in a furnace built into the press, it is heated and then the workpiece is pressed through a punch and the granular medium is pressed under isostatic pressure conditions.
Недостатками известного способа являются:
низкая производительность процесса;
высокий уровень применения ручного труда;
сравнительно высокий удельный расход электроэнергии.The disadvantages of this method are:
low productivity of the process;
high level of manual labor;
relatively high specific energy consumption.
Наиболее близким по технической сущности является устройство штампового блока [3] включающее встроенную в пресс основную камеру и две вспомогательные вакуумные камеры, соединенные с основной камерой герметичными затворами и предназначенные одна для загрузки, предварительного нагрева заготовки, другая для охлаждения отпрессованной детали в инертном газе. The closest in technical essence is the device of the stamping block [3] including the main chamber built into the press and two auxiliary vacuum chambers connected to the main chamber by hermetic closures and designed one for loading, preheating the workpiece, the other for cooling the pressed part in inert gas.
Последовательное проведение операций предварительного нагрева заготовки и охлаждения отпрессованной детали в разных камерах снижает производительность оборудования из-за значительной продолжительности времени предварительного нагрева заготовки. Successive pre-heating of the workpiece and cooling the pressed part in different chambers reduces the productivity of the equipment due to the significant length of time for pre-heating the workpiece.
Целью изобретения является повышение производительности процесса. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе и устройстве нагрев и охлаждение изделия ведут непосредственно в пресс-форме в псевдокипящем объеме инертного тугоплавкого порошка с использованием плазменного нагрева и в качестве плазмообразующей среды инертного газа. The aim of the invention is to increase the productivity of the process. This goal is achieved by the fact that in the known method and device, the heating and cooling of the product is carried out directly in the mold in a pseudo-boiling volume of inert refractory powder using plasma heating and as a plasma-forming medium of inert gas.
С целью реализации процесса в нижней части пресс-формы вмонтированы плазменная горелка и газораспределительная решетка, а саму пресс-форму устанавливают на выдвижной стол и подсоединяют гибкие подводы энергоносителей. Выдвижной стол с пресс-формой и гибкими подводами энергоносителей устанавливают в вакуумную модуль-камеру, которая соединена через технологический вакуумный затвор с основной камерой, вмонтированной в пресс. In order to implement the process, a plasma torch and a gas distribution grill are mounted in the lower part of the mold, and the mold itself is mounted on a sliding table and flexible energy supply leads are connected. A sliding table with a mold and flexible energy supply is installed in a vacuum module chamber, which is connected through a technological vacuum shutter to the main chamber mounted in the press.
С целью обеспечения сложных условий эксплуатации пресс-формы (высокая температура, давление, смена режимов нагрева и охлаждения) стенки пресс-формы выполнены водоохлаждаемыми, футеровка и элементы конструкции выполнены из графита и керамики. In order to ensure difficult operating conditions of the mold (high temperature, pressure, change of heating and cooling modes), the walls of the mold are made water-cooled, the lining and structural elements are made of graphite and ceramic.
Использование плазменного нагрева и псевдокипящей среды обеспечивает возможность полной автоматизации процесса загрузки и выгрузки оснастки с изделиями из пресс-формы, а также изотермические и безокислительные условия прессования порошковых материалов. The use of plasma heating and a pseudo-boiling medium provides the ability to fully automate the process of loading and unloading equipment with products from the mold, as well as isothermal and non-oxidizing conditions for pressing powder materials.
Использование модульной конструкции вспомогательной камеры с размещением в ней стационарно установленной на выдвижной стол пресс-формы, которая соединена гибкими подводами с устройством подачи энергоносителей, позволяет оснащать пресс несколькими вспомогательными камерами-модулями, что обеспечивает сокращение длительности процесса прессования. Using the modular design of the auxiliary chamber with the placement of a mold permanently mounted on the drawer table, which is connected by flexible leads to the energy supply device, allows the press to be equipped with several auxiliary chamber-modules, which reduces the duration of the pressing process.
На фиг. 1 представлена схема технологического процесса; на фиг. 2 устройство горячего изостатического, изотермического прессования изделий из порошковых материалов. In FIG. 1 presents a process flow diagram; in FIG. 2 device for hot isostatic, isothermal pressing of products from powder materials.
Устройство (фиг. 2) включает пресс 1 изотермического прессования, подвижную траверсу 2, пуансон 3, основную вакуумную камеру 4, вспомогательную камеру-модуль 5, технологические вакуумные затворы 6, 7, выдвижной стол 8, устройство 9 гибких подводов энергоносителей в пресс-форму, пресс-форму 10, оснастку 11 с изделиями. The device (Fig. 2) includes an isothermal
Пресс-форма 10 включает водоохлаждаемый корпус 12, плазменную горелку 13, газораспределительную решетку 14, футеровку 15. The
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Открывают технологический вакуумный затвор 6 одной из модуль-камеры 5 и выдвигают на загрузочную позицию стол 8 с установленной на нем пресс-формой 10. В пресс-форму 10 засыпают тугоплавкий инертный порошок и через устройство 9 гибких подводов энергоносителей, газораспределительную решетку 14 в нижнюю часть пресс-формы подают инертный газ в количестве, необходимом для создания псевдокипящей среды. Далее загружают в пресс-форму 10 оснастку 11 с изделиями и выдвижной стол 8 перемещают в вспомогательную модуль-камеру 5. Закрывают технологический затвор 6, включают плазменную горелку 13 и изделия нагревают до заданной температуры прессования. Затем одновременно уменьшают расход инертного газа и вакуумируют камеры 4, 5 дo заданного разряжения, открывают технологический вакуумный затвор 7 и стол с пресс-формой 10 перемещают в основную камеру 4. При достижении заданных параметров (температуры, времени выдержки, разряжения) включают рабочий ход подвижной траверсы 2 пресса 1 и через сыпучую среду пуансоном 3 прессуют (уплотняют) изделия с заданной скоростью деформации. По окончании процесса прессования включают обратный ход траверсы 2, отключают плазменный нагрев и пресс-форму 10 перемещают обратно в вспомогательную модуль-камеру 5, закрывают затвор 7 и в газораспределительную решетку 14 подают охлаждающую газовую среду. Одновременно в основную камеру 4 перемещают из другой модуль-камеры 5 вторую пресс-форму с изделиями. При достижении в первой модуль-камере 5 обрабатываемыми изделиями температуры окружающей среды, открывают затвор 6 и выдвигают стол 8 на позицию разгрузки. Оснастку 11 с изделиями выгружают, загружают следующую оснастку с изделиями и далее цикл повторяется. Open the
П р и м е р. Проводилась техническая обработка образцов диаметром 15 мм и длиной 60 мм из предварительно спеченного порошкового материала марки Ж-6,3 на экспериментальной установке, включающей гидравлический пресс, нижнюю и верхнюю опорные плиты, пресс-форму с встроенной плазменной горелкой, газораспределительной решеткой, систему подачи и отвода энергоносителей, пуансон, герметичное подвижное уплотнение, оснастку. PRI me R. Technical processing of samples with a diameter of 15 mm and a length of 60 mm was carried out from pre-sintered powder material of grade Zh-6.3 in an experimental setup including a hydraulic press, lower and upper support plates, a mold with an integrated plasma torch, a gas distribution grid, a feed system and energy outlet, punch, tight movable seal, equipment.
Установка работает следующим образом. Рабочий объем пресс-формы заполняют тугоплавким порошком, подключают энергоносители (электроэнергию, воду, инертный газ), вакуумный насос и патрубок отвода газовой среды, подают в газораспределительную решетку газ и создают псевдокипящий объем порошка, загружают оснастку с образцами в рабочую полость матрицы пресс-формы, отключают подачу газа. Далее монтируют пуансон, подвижное уплотнение. Пресс-форму устанавливают на нижнюю опорную плиту гидравлического пресса. Installation works as follows. The working volume of the mold is filled with refractory powder, the energy carriers (electric power, water, inert gas) are connected, the vacuum pump and the outlet of the gas medium are fed into the gas distribution grid and a pseudo-boiling volume of powder is created, the equipment with the samples is loaded into the working cavity of the mold matrix turn off the gas supply. Next, mount the punch, the movable seal. The mold is mounted on the lower base plate of the hydraulic press.
В таблице приведены механические свойства образцов, обработанных в экспериментальной установке в сравнении с мехсвойствами порошковых образцов, изготовленных по традиционной технологии (холодное прессование + спекание). The table shows the mechanical properties of the samples processed in the experimental setup in comparison with the mechanical properties of powder samples made by traditional technology (cold pressing + sintering).
Использование предлагаемого способа изостатического и изотермического прессования и устройства для его осуществления обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества:
возможность получения повышенных прочностных свойств порошковых заготовок за счет изостатического и изотермического прессования;
повышение производительности процесса за счет сокращения времени обработки и возможности полной автоматизации и механизации процесса.Using the proposed method of isostatic and isothermal pressing and a device for its implementation provides, in comparison with known methods, the following advantages:
the possibility of obtaining increased strength properties of powder billets due to isostatic and isothermal pressing;
increasing process productivity by reducing processing time and the possibility of complete automation and mechanization of the process.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4924125 RU2037380C1 (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Hot pressing method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4924125 RU2037380C1 (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Hot pressing method and apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2037380C1 true RU2037380C1 (en) | 1995-06-19 |
Family
ID=21567864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4924125 RU2037380C1 (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Hot pressing method and apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2037380C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619377C2 (en) * | 2012-10-15 | 2017-05-15 | Куинтус Текнолоджиз Аб | Device and method of handling heat treatment load for isostatic pressure processing |
RU2744787C2 (en) * | 2016-05-25 | 2021-03-15 | Куинтус Текнолоджиз Аб | Device and method for manipulating loading for processing under isostatic pressure |
-
1990
- 1990-11-06 RU SU4924125 patent/RU2037380C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Клячко Л.И. и др. Оборудование и оснастка для формирования порошковых материалов. М.: Металлургия, 1986, с.19, с.173. * |
2. Патент США N 3284195, кл. 75.226, 1963. * |
3. Патент США N 36982219, B 21J 11/06, 1972. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619377C2 (en) * | 2012-10-15 | 2017-05-15 | Куинтус Текнолоджиз Аб | Device and method of handling heat treatment load for isostatic pressure processing |
US10022931B2 (en) | 2012-10-15 | 2018-07-17 | Avure Technologies Ab | Arrangement and method for handling a load for isostatic pressure treatment |
RU2744787C2 (en) * | 2016-05-25 | 2021-03-15 | Куинтус Текнолоджиз Аб | Device and method for manipulating loading for processing under isostatic pressure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3555597A (en) | Apparatus for hot pressing refractory materials | |
US3413392A (en) | Hot pressing process | |
EP0329338A2 (en) | Process and apparatus for heating bodies at high temperature and pressure utilizing microwave energy | |
KR100861287B1 (en) | Method and apparatus of fabricating high purity silicon compacts using silicon powders | |
JPS6241281B2 (en) | ||
CN102072638A (en) | Bidirectional hot-pressing high-temperature oscillation sintering furnace and working method thereof | |
CN101786161A (en) | Microwave irradiation pressurized sintering equipment and use method thereof | |
RU2037380C1 (en) | Hot pressing method and apparatus | |
JPS6225677Y2 (en) | ||
GB1427220A (en) | Method and apparatus for smelting and casting metals | |
GB2165862A (en) | Press sintering compact in melt | |
CN114986970B (en) | High-flux powder pressing control system and high-flux powder pressing method | |
CN209941054U (en) | Microwave vacuum-briquetting integrated furnace | |
CN201175762Y (en) | Vacuum die casting device | |
CN210512622U (en) | Device suitable for preparing ceramic powder material by self-propagating high-temperature synthesis method | |
CN1033745C (en) | Automatic vacuum intermediate-frequency hot-pressing continuous sintering furnace | |
CN109922555B (en) | Microwave high-flux material processing device with concentric rotating chassis | |
CN209953801U (en) | Alternating current power frequency discharge sintering equipment special for thermoelectric material | |
CN217895467U (en) | Combustion synthesis device for preparing zirconium boride ceramic block | |
CN116659239B (en) | Ceramic part sintering furnace | |
RU2706913C1 (en) | Method of producing material containing tungsten boride | |
JPS61199002A (en) | Hot press device and operating method thereof | |
CN114986971A (en) | Powder pressing mechanism, controllable pressing device and high-flux powder pressing machine | |
GB1325586A (en) | Apparatus for hot pressing materials | |
CN214684268U (en) | High-temperature rapid hot-pressing vacuum direct-current sintering device |