等靜壓成形（isostatic pressing,IP）是藉助於高壓泵的作用把流體介質(氣體或液體)壓入耐高壓的鋼質密封容器內，高壓流體的靜壓力直接作用在彈性模套內的粉末上，粉末體在同一時間內在各個方向上均衡地受壓而獲得密度分布均勻和強度較高的壓壞。世界上最早的等靜壓機於1939 年在瑞典研製成功。等靜壓成形的顯著優點是能壓制形狀複雜的壓件，且密度分布均勻、強度高，其壓制壓力較鋼模壓製法低。通常，等靜壓成形按其特性分成冷等靜壓和熱等靜壓，前者常用水或油作壓力介質，故有液靜壓、水靜壓或油水靜壓之稱; 後者常用氣體(如氬氣) 作壓力介質，故有氣體熱等靜壓之稱。
基本介紹
- 中文名：等靜壓成形
- 外文名：isostatic pressing
一、冷等靜壓制
冷等靜壓製成形技術的發展及工藝過程金屬粉末的冷等靜壓制技術(cold isostatic pressing,CIP)由Westinghouse LampCompany 公司的Madden 於1913 年發明，當時是用來製備鎢、鉬絲的坯體，至今該技術還用於難熔金屬工業。用於半自動化生產陶資部件的乾袋式冷等靜壓制技術由ChampionSpark Plug 公同的Jeffrey 於1942年發明。第二次世界大戰中，CIP技術擴展到壓制炸藥、網饒、做及其他防護材料，二戰後，製造出容顯更大、承受樂力能力更高的容器用米壓制金屬、陶瓷的粉末材料。1970年，壓力腔直徑為5IMPa 的壓機用於被粉末的壓制。610mm、長為2450mm，壓力達到551MPa的壓機用於鈹粉末的壓制，很大一部分金屬粉術及部件的生產都把冷等靜壓成形作為生產衛藝的主要步驟，包括鎢、鉬、鈹、鉭、碳化鎢/鈷台金、P/M 高速鋼、P/M複合材料等。壓制壓力可在200-400MP.變化，特殊的達到760MPa，彈性體包套內的粉末體從理論密度的55%~65%通過CIPOW壓制到理論密度的75%~85%。冷等靜壓制可作為熱等靜壓制的頂緻密化步驟，燒結後還可鍛造、擠壓、軋制、衝壓及熱等靜壓等。
二、熱等靜壓制
美國Bttelle 研究所於1955 年開發熱等靜壓技術（hot isostatic presin,HIP），首先用於原子能反應過程中燃料元件的擴散粘接，故當時被稱為氣壓粘接。HIP技術基本原理是: 以惰性氣體為壓力介質，把粉末壓坯或粉末包套置於熱等靜壓機高壓容器中，使其在加熱過程中經受各向均衡的壓力，藉助高溫和高壓的共同作用使材料緻密化。1963 年瑞典ASEA 公司用預應力鋼絲纏繞結構製造HIP設備的主要結構一高壓容器，其結構緊湊、安全可靠，奠定了HIP技術大力發展的基礎。HIP技術最顯著的特點是，粉末體(粉末壓坯或粉末包套) 在等靜壓高壓容器內同一時間經受高溫和高壓的聯合作用，強化了壓制與燒結過程，降低了製品的燒結溫度，降低幅度達到10% ~159 6以上，並使處理後的材料仍保持細晶粒的晶體結構，從而顯示出HIP技術在粉末冶金與陶瓷材料燒結方面的優勢。溫度、壓力、時間三個工藝參數在熱等靜壓過程中均可調整控制，可有效地消除製品內部殘存的微量孔隙和提高製品相對密度。已有許多金屬粉末或非金屬粉末採用HIP法獲得接近理論密度值的製品和材料。
HIP與熱壓祛相比，前者製取的製品密度要高，尤其在壓制難熔金屬(如鉬) 時差別更為明顯。同一材料的熱等靜壓制溫度比熱壓法低，例如難熔金屬及其化合物的熱等靜壓制溫度通常為其熔點的50%，而熱壓法為其熔點的70%。考慮到低的壓制溫度有利於獲得細晶粒的合金材料(如粉末高速鋼)，有利於製取一般方法難以製取熔點懸殊的層疊複合材料，所以熱等靜壓材料性能普遍高於熱壓法製取的材料的性能。熱等靜壓包套材料為低碳鋼和不鏽鋼薄帶，甚至玻璃。
