Горячие и холодные изостатические прессы – система, устройства и принцип работы

ИП нужны для того, чтобы обрабатывать материал. С помощью этого агрегата объект равномерно сжимается. Изостатические прессы позволяют изготавливать порошковые материалы, а также создания заготовок для ковки или проката. Есть агрегаты холодного и горячего прессования.

Содержание:

1. Принцип работы ГИП
2. Система ГИП
3. Где применяются ГИП
4. Устройство ГИП
5. Принцип работы ХИП
6. Система ХИП
7. Где применяются ХИП
8. Устройство ХИП

Принцип работы ГИП

Принцип работы ГИП очень прост, несмотря на сложную конструкцию аппарата. Процесс эксплуатации агрегата можно разделить на семь этапов:

1. Объект загружаются в рабочий отсек;
2. Камера закрывается;
3. Вакуумная система откачивает воздух;
4. Осуществления горячего прессования с помощью давления и высокой температуры;
5. Давление откачивается с камеры и закачиваются инертные газы;
6. Рама отводится и пресс открывается;
7. Объект обработки изымается из камеры.

Принцип работы ГИП

Есть несколько циклов на которых может быть построена работа горячего изостатического прессования. Чаще всего из-за работы компрессора достигается требуемый уровень давления. После этого камера нагревается и давление увеличивается до максимума. Такой цикл используется для исправления брака. Процесс допрессовки и залечивания недоработок не требует больших нагрузок и затрат энергии.

Есть цикл, когда температура увеличивается на начальном этапе работы и только после этого постепенно увеличивается давления до максимума. Для такого вида прессования, агрегат должен обладать очень высокой мощностью. Эту методику используют для прессовки порошка в оболочке из стекла. Самым эффективном циклом является процесс, когда температура держится на одном уровне, а давление увеличивается компрессором. Эта методика используется на больших производственных предприятиях, где требуется беспрерывная работа агрегатов.

Система ГИП

Система ГИП позволяет улучшить качество материалов, состоящих из порошков, с помощью высоких температур и изостатического давления. Все это происходит в камере аппарата. Равномерное воздействие давления и температуры позволяет добиться максимальной эффективности при ГИП. При этом агрегат выставляет идеальное время обработки. Благодаря этому получается очень качественные материалы.

Система ГИП

Где применяются ГИП

Горячие изостатические прессы применяются в многих областях производства. У таких аппаратов есть очень много достоинств, поэтому они очень популярны на производственных предприятиях. Чаще всего ГИП используют чтобы производить:

1. Форсунки;
2. Детали из вольфрама (конечной формы);
3. Изделий из редкоземельных металлов;
4. Керамических изделий;
5. Фильтров из метала;
6. Соединений политетрафторэтилена.

Также такие агрегаты используются для производства стоматологических имплантат. Большая часть зубных протезов сделано с помощью ГИП. Также иногда такие машины применяются для изготовления графитовых деталей.

Устройство ГИП

Горячие изостатические прессы имеют очень сложную конструкцию, которая включает множество деталей. Самыми важными элементами ГИП являются:

• Трехфазные (иногда однофазные) системы электропитания. Они выводятся на контур заземления;
• Системы охлаждения агрегата. Газы системы охлаждения постоянно находятся в рабочей камере. Это позволяет очень быстро охладить пресс в нужный момент;
• Металлические (иногда графитовые) печи для нагрева;
• Гидравлические системы привода рамы. Они используются в габаритных агрегатах горячего прессования;
• Распределяющие системы инертных газов. Они используются, чтобы создавать требуемое давление;
• Элементы управления агрегатом. С помощью них контролируется процесс прессования. Также на блоке управления есть индикаторы, сигнализирующие об сбоях в работе. Аппарат можно настроить на автоматический режим при необходимости.

Устройство ГИП

Внимание! Некоторые производители комплектует гидравлическими системами рамы малогабаритные прессы. Также ГИП может комплектоваться такими элементами как термопары, хранилища для газов, газоочистительные элементы, программное обеспечения для управления с компьютера, стояки для охлаждения, детали для более быстрого охлаждения, агрегаты для транспортировки, анализаторы газов, микропроцессор и подкачивающая помпа.

Стоит отметить что печи для нагрева могут сильно отличаться. Графитовые печи нужны для работы при давлении не выше 320 Мегапаскаль. При этом рабочая температура в этом случае будет около 2 тысяч градусов Цельсия. Плюсом таких печей является, то что графит имеет очень низкое сопротивление, что позволяет нагреваться материалу за не большой промежуток времени. Это позволяет сэкономить время и силы, а также деньги, которые траться на электроэнергию.

Есть еще молибденовые печи. Они могут быть использованы при температуре не выше 1400 ᴼС. В основном их применяют для исправления бракованных объектов. Также их применяют для производства заготовок из керамики.

Принцип работы ХИП

Холодные изостатические прессы сделаны таким образом, чтобы обеспечить работу в безостановочном режиме. За счет ХИП достигается максимальная эффективность завода без вероятности простоя агрегата. Работу холодного изостатического пресса можно разделить на шесть этапов:

1. Загрузка материалов и закрытие цилиндров высокого давления. Также на этом этапе производится выпуск воздуха;
2. Нагнетание давления до 4 Мегапаскаль;
3. Работа нагнетателей обеспечивает постепенное повышения давления до требуемого значения;
4. Нерегулируемые штуцеры убирают излишки давления;
5. Когда показатель давления варьируется в диапазоне 1.5-0 Мпа, среда давления начинает откачиваться;
6. Давление достигает минимального порога, и работа пресса прекращается.

Принцип работы ХИП

После этого можно доставать готовый материал из рабочей камеры. Плотность полученного материала ничем не уступает плотности объектов, изготовленных на горячем изостатическом прессе. При этом предприятие сэкономит время и электроэнергию.

Система ХИП

Система ХИП — это агрегат прессования объектов без температурного воздействия. Эти аппараты нужны для работы с материалами, которые плохо переносят повышенную температуру. Наиболее часто это порошковый металл. Формирования объекта происходит благодаря связующему элементу. За счет сгорания этого элемента достигается максимальная плотность объекта. Процесс прессования без температурного воздействия применяется к таким материалам как керамика, металл и пластик. Порошок засыпается в специальную камеру, где на него оказывается высокое давление.

Система ХИП

Где применяются ХИП

Холодное изостатическое прессование обходится заводам намного дешевле ГИП. Область применения таких агрегатов очень широка. Многие предприятия с большей охотой используют именно агрегаты холодного типа. Основными направлениями ХИП являются:

1. Обработка тяжелых металлов;
2. Производство технической керамики;
3. Производство элементов газовых турбин;
4. Производство режущих инструментов;
5. Предварительное компактирование порошкового метала;
6. Производство деталей для микроэлектроники;
7. Производство заготовок из графита;
8. Производство бериллиевых заготовок.

Это далеко не весь список направлений ХИП. С помощью холодного пресса можно производить детали из редкоземляных металлов и жаропрочные материалы. Большую часть материалов, производимых ГИП, можно делать на аппаратах холодного прессования.

Где применяются ХИП

Устройство ХИП

Как и ГИП, холодные прессы имеют довольно сложную конструкцию, состоящую из множества элементов. Основные детали холодного изостатического пресса это:

• Трёхфазная система электропитания;
• Помпы избыточного давления и гидравлические системы. Эти детали нужны для контроля величины давления;
• Элементы управления. Блок имеет все нужные системы интерфейса для удобного управления агрегатом. Блок управления защищен от воды и пыли. Также есть возможность контролировать процесс прессования удаленно, используя компьютер. При этом подключения ПК к прессу осуществляется через интернет.
• Корпус, который делится на две части. В нижней части располагаются элементы, отвечающие за подачу воздуха и жидкостей. Затворы открываются при помощи гидравлической системы;
• Устройство запуска автоматического процесса прессования. При этом все данные можно запрограммировать вручную;
• Запорные и контейнеры для приема масла. Они нужны для оборота среды давления.

Устройство ХИП

Эти элементы есть практически в каждом холодном изостатическом прессе. Также в зависимости от модели и марки, устройство может комплектоваться и другими элементами. Многие производители комплектуют ХИП транспортировочным оборудованием для материалов и микропроцессорами.