Изотермические прессы являются эффективным оборудованием, которое позволяет выполнять обработку сыпучих и других материалов при условии минимальной потери сырья. Кроме этого, установки этого типа практически на 100% способны повысить прочностные характеристики обрабатываемого изделия. Изотермический пресс может работать при стандартном температурном режиме или с применением более высоких температур, что повышает производительность таких систем.
Содержание:
- Процесс прессования
- Холодный принцип работы изостатических прессов
- Горячее изостатическое прессование
- Оборудование для прессования методом CIP
- Сферы применения
- Особенности устройства
- Преимущества использования изостатических прессов
Процесс прессования
Принцип работы установок изостатического принцип действия основан на методах компактирования сырья при помощи порошковых технологий. Оборудование представляет собой прессы, в которых под воздействием больших температур и вакуума происходит сильное сжатие порошка или волокон. При этом обработка может выполняться холодным или горчим методом.
Процесс прессования
Холодный принцип работы изостатических прессов
Такой метод обработки преимущественно используется для керамических изделий или порошковых металлов, которые отличаются высокой стоимостью или тем, что их сегодня очень трудно достать. Также обработка этого типа считается наиболее эффективной при работе с полимерами углерода.
В процессе работы в специальную форму для прессования укладывают необходимый материал. Форма представляет собой камеру, которая герметично закрывается. Может быть использована специализированная дополнительная резиновая емкость, которую наполняют и устанавливают в камеру. Если производится холодное изостатическое прессование мокрого типа, то эта камера заполняется рабочей жидкостью. В качестве нее может выступать глицерин, вода или масло в зависимости от характеристик исходного материала и параметров, которым он должен соответствовать после процесса обработки. Подобный вариант актуален при необходимости получения сложных форм или при производстве габаритных элементов. Сухой метод холодной обработки преимущественно использует для заготовок упрощенной конфигурации и небольших размеров.
Холодный принцип работы изостатических прессов
До герметизации рабочей камеры и создания высокого давления при помощи вакуумного насоса, порошок, находящийся в оболочке, подвергается вибрированию. Это позволяет улучшить плотность его засыпки и избавиться от лишнего воздуха, попавшего в его поры. После этого в установке для холодного прессования начинает повышаться давление. В рабочей камере оно может доходить до показателей 2000 МПа. За счет создаваемого усиления начинается процесс формирования изделий. Сокращенно метод холодного изостатического воздействия называется CIP.
Горячее изостатическое прессование
Если применение холодного способа обработки невозможно для того или иного материала, то прессование выполняется в установках HIP. В этом случае на сырье оказывается дополнительное влияние при помощи высоких температурных режимов. В качестве рабочей среды используется только газ среднего или инертного типа. Такие модели прессов стоят дороже, так как в них выполняется также и этап холодной обработки, а также спекание и используются дополнительные методы влияния на обрабатываемый материал. Это позволяет создавать материалы с лучшими параметрами при увеличении прочностных характеристик до максимально возможного уровня. Также изделия, прошедшие обработку в системе HIP приобретают улучшенные эксплуатационные характеристики.
Горячее изостатическое прессование
Оборудование для прессования методом CIP
Для обработки порошков или порошковых смесей система должна быть оборудована специальным сосудом высокого давления, или сокращенно СВД. Это рабочие камеры, в которых создается сильное сжатие рабочей жидкости или среды. Полученное давление начинает оказывать давление на обрабатываемый объект или на поверхность капсул, внутри которых заключен порошок.
Возможные проблемы с безопасностью исключаются за счет того, что в таких агрегатах усилия радиального типа приходятся на цельнокованый цилиндр из стали, который дополнительно оснащен предварительно напряженной стальной намоткой, протяженность которой составляет не менее 1 км.
Оборудование для прессования методом CIP
Создаваемые усилия осевого типа попадают на две крышки подвижного типа, напряженную раму. При этом параметры отрицательного давления для СВД рассчитываются таким образом, чтобы элементы самой установки, которые считаются наиболее ответственными, постоянно пребывали в сжатом состоянии. Эта характеристика сохраняется даже при условии создания в системе максимальных показателей давления.
Благодаря прочностным характеристикам и плотности неспечных материалов, их можно обрабатывать в сыром виде. Поэтому не применяется дополнительное оборудования для предварительной подготовке сырья. За счет сжатия материала до уровня спекания удается исключить и дальнейшую обработку, что, безусловно, делает прессы изостатического типа наиболее экономичными.
Сферы применения
Так как конечная продукция приобретает лучшие характеристики при минимальной обработке, изостатические прессы используются в самых разных отраслях. Например, подобное холодное прессование производится при работе с вольфрамом, тефлоном, некоторыми радиационными материалами. При помощи прессов этого типа изготавливаются жаропрочные материалы, керамика огнеупорного типа, графитовые заготовки.
Также изостатическое прессование применяется при предварительной или основной подготовке керамики, тяжелых металлов. Такой метод используется для изготовления металлических фильтров, заготовок из бериллия, получения политетрафторэтиленовых соединений. При использовании систем этого типа можно изготавливать самые разные детали, которые могут применяться для различных сфер деятельности. Прессы позволяют работать с крупногабаритными заготовками. Они используются при создании труб, фильтров, сопел, изоляторов и много другого.
Сферы применения
Особенности устройства
Стандартный изостатический пресс состоит из:
- Верхнего затвора;
- СДВ;
- Рабочей жидкости или газа;
- Специального порошка;
- Эластичного вакуумного мешка;
- Перфорированного короба;
- Нижнего затвора;
- Трубопровода для создания высокого давления;
- Трубопровода для вывода жидкости или другой рабочей среды.
Также прессы могут быть укомплектованы дополнительным оборудованием, которое позволяет лучше осуществлять контроль процесса прессования.
Особенности устройства
Системы этого типа бывают автоматическими и полуавтоматическими. Первый вариант считается оптимальным для больших предприятий, так как в этом случае минимизируются затраты. Кроме этого облегчается работа оператора, которому не нужно постоянно пребывать рядом с рабочим агрегатом. Как правило, подобные модели в случае необходимости легко переключаются в ручной режим управления.
Полуавтоматические системы требуют ряд функций, которые может выполнить только оператор. Например, он должен отвечать за загрузку и выгрузку, включать и отключать пресс после завершения обработки материала.
Преимущества использования изостатических прессов
Главный плюс заключается в возможности создания более плотных и совершенных материалов. При условии минимальной потери исходного сырья, такие агрегаты обходятся значительно дешевле, чем прессы другого типа. В процессе обработки изделию придается форма, которая максимально отвечает требованиям к конечному результату. Это позволяет сократить расходы на многочисленные дополнительные процедуры обработки. Кроме этого, при таком принципе работы, прессование и другие этапы создания тех или иных изделий выполняются намного быстрее. Это позволяет ускорить и расширить производство, выполняя большее количество работы.
При помощи прессов этого типа можно создавать элементы практически любой конфигурации, даже если в ней есть множество маленьких полостей. При этом процедура обработки предельно поста. Агрегат не требует частого сервисного обслуживания. Также прессы отличаются большим количеством гибких настроек, что позволяет настраивать агрегат для каждого отдельного материала. После обработки одной детали в систему можно устанавливать объект другой формы. Прессование будет выполнено также эффективно и быстро. Таким образом, можно назвать изостатические прессы универсальными установками, которые подойдут для многих видов производства.
Преимущества использования изостатических прессов