热等静压

什么是热等静压

热等静压的应用领域

什么是热等静压

热等静压（Hot IsostaticPressing，简称HIP）工艺是将制品放置到密闭的容器中，向制品施 加各向同等的压力，同时施以高温,在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。热等静压是高性能材料生产和新材料开发不可或缺的手段； 热等静压可以直接粉末成型，粉末装入包套中（类似模具作用），包套可以采用金属或陶瓷制作（低碳钢、Ni、Mo、玻璃等），然后使用氮气、氩气作加压介质，使粉末直接加热加压烧结成型的粉末冶金工艺；或者将成型后的铸件；包括铝合金；钛合金；高温合金等缩松缩孔的铸件进行热致密化化处理，通过热等静压处理后，铸件可以达到100%致密化，提高铸件的整体力学性能。

热热等静压技术优点在于集热压和等静压的优点于一身，成形温度低，产品致密，性能优异，故是高性能材料制备的必要手段；目前在美国，日本，已经欧洲都实现了产业化，在海洋，航空，航天，汽车等领域应用；我国起步较晚，20世纪60年代，国内一些科研单位，开展了一系列的研究，包括热等静压设备的开发，航空高温合金粉末涡轮盘的开发，热等静压高性能材料的研发，取得了一系列的研究成果及科学技术进步奖；我国开展热等静压的产业化起步较晚，目前此技术在我国的普及率极低，由于没有规模化，产业化，故生产成本较高，目前主要还技术集中在航空航天高性能材料的研发及铸件的致密化处理；但是随着经济的发展，建设创新性国家的需求，以及一些高性能材料的开发，国内某些单位依托科研院所的研究成果，开展了热等静压产业化的工作；为我国的新材料开发，以及热等静压的普及工作作出了卓有成效的工作；

热等静压的应用领域

在高温下利用各向均等的静压力进行压制的工艺方法。在发动机制造中，热等静压机已用于粉末高温合金涡轮盘和压气盘的成型。把高温合金粉末装入抽真空的薄壁成形包套中，焊封后进行热等静压，除去包套即可获得致密的、接近所需形状的盘件。粉末热等静压材料一般具有均匀的细晶粒组织，能避免铸锭的宏观偏析，提高材料的工艺性能和机械性能。粉末高温合金热等静压或热等静压加锻造的盘件已在多种高推重比航空发动机上应用。同样，热等静压还用于制造粉末钛合金风扇盘和飞机上的粉末铝合金和粉末钛合金承力构件。在航天器制造工业中，热等静压主要用于制造致密的碳质结构件，如火箭的舵面和固体火箭发动机喷管喉衬等。

各种合金的精密铸件，如高温合金涡轮叶片，铸钛机匣以及涡轮增压器的铝合金铸件等，经热等静压致密化处理可消除内部疏松和缩孔，提高性能、可靠性和使用寿命。热等静压还是返修旧件以延长使用寿命的一种有效方法。

另外热等静压为异质材料的连接提供了新的工艺的；如：

铜和钢扩散连接，镍基合金和钢的连接，陶瓷和金属的连接，Ta、Ti、Al、W溅射靶材的扩散连接

大多数生产型热等静压机的最高使用温度约1400C，最大压力在100～200兆帕(1000～2000大气压)之间。现代最大的热等静压机的总吨位约 40万千牛（4万吨力）。国内的最大的热等静压设备尺寸为：直径为1250*2200mm