靜壓工藝的案例
TA15軸承座熱等靜壓工藝成形技術研究
本項目采用850℃～980℃溫度、施加壓力不小于120MPa、保持2h～4h成形后爐冷的熱等靜壓工藝，700℃～850℃保溫1h～4h，冷卻到100℃以下出爐空冷的熱處理工藝成形出尺寸和表面質量滿足加工要求、室溫拉伸性能接近鍛件水平的粉末制件，實現了鈦合金復雜結構件的整體近凈成形。
熱等靜壓工藝（HIP）是一種以氮氣、氬氣等惰性氣體為傳壓介質，將制品放置到密閉的容器中，在一定的溫度和壓力的共同作用下，向制品施加各向同等的壓力，對制品進行壓制燒結處理的技術。HIP成形技術是在冷等靜壓和熱壓技術基礎上發展起來的綜合工藝，HIP最早開始用于難成形材料的制坯和擴散連接。但隨著HIP設備和計算機技術的發展，HIP在近凈成形難加工材料復雜零件方面的技術優勢和經濟優勢逐漸顯現了出來，成為當今世界工業發達國家研究的熱點。
HIP近凈成形技術結合了粉末HIP技術制備高性能組織和模具（包套與型芯）控形技術，在一次熱等靜壓過程中同時實現材料致密和構件成形的工藝過程，是典型的“材料-工藝一體化技術”。其主要涉及粉末制備、包套與型芯設計與制造、熱等靜壓工藝、包套與型芯的去除等。其中，包套為成形粉末提供真空環境，并傳遞溫度、壓力致密粉末，型芯約束最終零件的結構。熱等靜壓后，包套和型芯一般需要去除，結構簡單的包套和型芯采用傳統的機械加工方法即可去除，結構復雜部位一般采用選擇性腐蝕的方法去除。去除包套和型芯后，即可獲得高致密、力學性能與鍛件相當、尺寸精度高的金屬零件，整個過程幾乎不產生任何廢料。
熱等靜壓技術早期主要用于核燃料的制備，20世紀80年代美國空軍材料實驗室將該工藝擴展到了制造鎳基高溫合金和鈦合金的預成形坯。國內導彈研究院的李海泓分析了鈦合金粉末冶金技術的優點，并采用鈦合金粉末冶金技術成形出性能優越的空空導彈伺服機構殼體。
展開 FGH97 合金高壓渦輪盤熱等靜壓成形技術研究
熱等靜壓(HIP-Hot Isostatic Pressing)工藝是一種以氮氣、氬氣等惰性氣體為傳壓介質，一定的溫度和壓力共同作用于密閉容器中的制品，對制品進行壓制燒結處理的技術。HIP 成形技術，是在冷等靜壓和熱壓技術基礎上發展起來的綜合工藝，最早開始用于難成形材料的制坯和擴散連接。但隨著HIP 設備和計算機技術的發展，HIP 在近凈成形難加工材料復雜零件方面的技術優勢和經濟優勢逐漸顯現了出來，成為當今世界工業發達國家研究的熱點。熱等靜壓技術早期主要用于核燃料的制備。國內導彈研究院的海泓分析了鈦合金粉末冶金技術的優點，并采用鈦合金粉末冶金技術成形出性能優越的空對空導彈伺服機構殼體。
本文研究的高壓渦輪盤是Ⅰ類轉動件(圖1)，材料為FGH97 合金，單級結構，高壓渦輪盤圓周上有90 個樅樹型榫槽，用于裝配高壓渦輪工作葉片，并通過鎖板固定，榫槽底部加工φ6.7mm 的斜孔，用于給高壓渦輪工作葉片提供冷氣。本文旨在采用熱等靜壓工藝，成形出尺寸和表面質量滿足加工要求、組織性能滿足盤件技術要求的粉末制件，實現FGH97合金盤件的研制。
圖1 高壓渦輪盤零件圖
高壓渦輪盤熱等靜壓成形工藝
高壓渦輪盤主要制備工藝流程為：真空感應冶煉母合金棒料→等離子旋轉電極法(PREP)制備粉末→粉末處理→粉末裝套→熱等靜壓成形(HIP)→機加工(去包套皮)→熱處理(固溶+時效)→理化檢驗(切除試樣環)。
FGH97 合金熔煉
FGH97 合金棒料熔煉在VIDP400 型真空感應熔煉爐(德國ALD 公司)中完成。VIDP400 熔煉爐裝爐量為(2450±50)kg/爐，澆注過程采用2 次擋渣，1 次過濾的方式，澆注的合金棒料具有純凈度高、氣體含量低等優點。
展開 十大結構陶瓷成型工藝最全總結
通過該工藝制備的各種精密陶瓷零部件，已用于航空、汽車、機械、能源、光通訊、生命醫學等領域。
四
等靜壓成型
等靜壓成型是目前生產氧化鋁陶瓷球的主要成型方式。
熱等靜壓工藝是通過惰性氣體(如氬氣或氮氣)向加工部件的外表面施加高壓(50-200MPa)和高溫(400-2000℃)，升高的溫度和壓力使材料通過塑性流動和擴散消除了表面下的空隙。熱等靜壓工藝通過薄壁預應力繞線單元可以實現均勻快速的冷卻過程，與自然冷卻過程相比生產效率提高了70%。
冷等靜壓工藝可以對陶瓷或金屬粉末施加更高的壓力，在室溫或稍高的溫度(<93℃)下可達100-600MPa，以獲得具有足夠強度的“生坯”部件進行處理和加工，并燒結至最終強度。熱等靜壓與冷等靜壓技術讓陶瓷制造商能夠在控制材料性能的前提下提高生產率。
展開 【見多識廣】陶瓷材料的十大成型工藝，一起來看看啊！
通過該工藝制備的各種精密陶瓷零部件，已用于航空、汽車、機械、能源、光通訊、生命醫學等領域。
四
等靜壓成型
等靜壓成型是目前生產氧化鋁陶瓷球的主要成型方式。
熱等靜壓工藝是通過惰性氣體(如氬氣或氮氣)向加工部件的外表面施加高壓(50-200MPa)和高溫(400-2000℃)，升高的溫度和壓力使材料通過塑性流動和擴散消除了表面下的空隙。熱等靜壓工藝通過薄壁預應力繞線單元可以實現均勻快速的冷卻過程，與自然冷卻過程相比生產效率提高了70%。
冷等靜壓工藝可以對陶瓷或金屬粉末施加更高的壓力，在室溫或稍高的溫度(<93℃)下可達100-600MPa，以獲得具有足夠強度的“生坯”部件進行處理和加工，并燒結至最終強度。
展開 
simufact.additive金屬增材制造（3D打印）成形
模型
simufact.additve用于3D金屬增材仿真分析，建模過程比較簡單，首先新建一個工藝，定義工藝中的一些步驟，比如，3D打印（建模）、簡單分割，移除支撐，熱等靜壓（HIP)，熱處理等，然后添加組件，simufact.additive支持自動生成支撐，也支持從cad軟件導入支撐模型，然后設置機械參數，比如層厚，激光束的能量，速度，束的寬度等，分割厚度，分割方向，移除支撐順序等，然后設置分析參數，對工件劃分體網格和表面網格，最后提交計算，后處理分析。主要對殘余應力和變形進行分析。模型采用316不銹鋼材料。該模型主要分三個階段：3D打印（建模）過程，簡單分割，移除支撐。
模型視圖，圖中支撐為自動生成。
網格模型顯示：
結果分析：后處理方式參考simufact.forming和simufact.welding，可以測量任意位置的結果，剖切等。
應力結果：為了消除一部分殘余應力可以增添熱處理工藝，或熱等靜壓工藝。
變形結果：
從該工藝分割方向看：從左到右，注意觀察變形結果變化：當分割左邊時，工件左側出現較大變形，
當分割到右邊時，右邊變形增大了，但是其值遠小于剛分割左邊時的變形，即分割右邊時，其產生的部分變形與左側變形中和了一部分，分割方向對變形是有一定影響的。
移除支撐后，工件也會發生一定的變形，應力也有所變化。
希望大家多多交流3D金屬增材制造（3D打印）共同學習。有問題也可以直接在技術鄰搜索我的ID:qcwhwang
展開 simufact.additive 3.0更新說明
simufact產品線：
simfuact.foming 金屬塑性成形（鍛造/沖壓/擠壓/軋制/環軋/自由鍛/摩擦焊接/機械連接（鉚接）/熱處理等）工藝仿真分析
simufact.welding 金屬焊接（弧焊/激光焊/電子束焊/釬焊/電阻點焊/金屬激光沉積/裝夾/熱處理等）工藝仿真分析
simufact.additive 金屬增材制造（3D打印）（粉床熔融/線割/熱處理/支撐移除/熱處理/熱等靜壓）工藝鏈仿真分析
simfuact.additive 分析流程：（可實現增材制造（3D打印）工藝鏈仿真，可以與simufact及MSC等軟件進行工藝鏈仿真分析）
simufact.additive 重點更新內容：
1、 新的分析類型：溫度/熱力耦合（原來只有機械性能計算）
2、 預測基板的變形和應力
在熱分析或熱機耦合分析中基板默認的 被考慮，在機械分析中可以選擇考慮
可以定義基板的固定參數，直徑和基板上的位置可以給出
固定邊界條件可以在每個過程中可視化
卸載固定邊界順序可以在增材制造參數中定義
3、多個部件的導入和分析
4、可以在高硬件配置的Linux系統上進行 Linux 求解
5、Best-Fit定位，通過目標設計比較仿真結果
6、新結果值——表面偏差——目標設計與仿真部件之間產生的距離
7、附加簡化和快速應力消退熱處理仿真
8、不同高度進行線割
9、可用性和穩定性上做了進一步的改進
更多詳細信息，請留言討論
展開 碳化硅陶瓷的特種制備技術
但是熱壓燒結工藝只能制備形狀簡單的SiC部件，而且一次熱壓燒結過程中所制備的產品數量很小，因此不利于工業化生產。
熱等靜壓燒結
為了克服傳統燒結工藝存在的缺陷，Duna以B和C為添加劑，采用熱等靜壓燒結工藝，在1900℃便獲得了密度大于98%、室溫抗彎強度高達600MPa左右的細晶SiC陶瓷。盡管熱等靜壓燒結可獲得形狀復雜的致密SiC制品，并且制品具有較好的力學性能，但是HIP燒結必須對素坯進行包封，所以很難實現工業化生產。
反應燒結S iC又稱自結合SiC，是通過多孔坯件同氣相或液相發生化學反應,使坯件質量增加,孔隙減小,并燒結成具有一定強度和尺寸精度的成品的工藝。是由α—SiC粉和石墨按一定比例混臺成坯體后，并加熱到1650 ℃左右，同時熔滲 Si或通過氣相Si滲入坯體，使之與石墨起反應生成β—SiC，把原先存在的α—SiC顆粒結合起來。如果滲Si完全，就可得到完全致密、無尺寸收縮的反應燒結體。同其它燒結工藝比較,反應燒結在致密過程中的尺寸變化小,可以制造尺寸精確的制品，但燒結體中相當數量SiC的存在，使得反應燒結的SiC陶瓷高溫性能較差。
采用無壓燒結、熱壓燒結、熱等靜壓燒結和反應燒結的SiC陶瓷具有各異的性能特點。如就燒結密度和抗彎強度來說，熱壓燒結和熱等靜壓燒結SiC陶瓷相對較多，反應燒結SiC相對較低。另一方面，SiC陶瓷的力學性能還隨燒結添加劑的不同而不同。無壓燒結、熱壓燒結和反應燒結SiC陶瓷對強酸、強堿具有良好的抵抗力，但反應燒結SiC陶瓷對HF等超強酸的抗蝕性較差。就耐高溫性能比較來看，當溫度低于900℃時，幾乎所有SiC陶瓷強度均有所提高；當溫度超過1400℃時，反應燒結SiC陶瓷抗彎強度急劇下降。
展開 沖壓件加工廠家，介紹下特種加工對機械制造的作用
四、傳統的結構工藝性的好與壞需要重新衡量
過去對方孔、小孔、彎孔、窄縫等被認為是工藝性很“壞”的典型，對此，工藝、設計人員是非常“忌諱”的，有的甚至是“禁區”。特種加工的采用改變了這種現象、對于電火花穿孔、電火花線切割工藝來說，加工方孔和加工圓孔的難易程度是一樣的。噴油嘴小孔，噴絲頭小異型孔，渦輪葉片大量的小冷卻深孔、窄縫，靜壓導軌的內油囊型腔，采用電加工后變難為易了。過去淬火前忘了鉆定位銷孔、銑槽等工藝、靜壓導軌的內油囊型腔，采用電加工后變難為易了。過去淬火前忘了鉆定位銷孔、銑槽等工藝，淬火后這種工件只能報廢，現在則大可不必，可用電火花打孔、切槽進行補救。相反有時為了避免淬火開裂、變形等影響，有意把鉆孔、開槽等工藝安排在淬火之后。
推薦文章：鋁合金沖壓板件在焊接上有什么要求？
展開 廣州市水務投資集團有限公司誠邀您參加2019（第四屆）城市防洪排澇國際論壇！
王 超、孫 鈞、朱合華、任南琪、李明安、楊國祥、曲久輝、陳政清、周文波、侯立安、俞孔堅、夏 軍、聶建國、袁 勇、郭仁忠、日下部 治（日）、Ian Cluckie（英）
專家委員會：
馬京津、王廣華、王洪臣、王恒棟、車 伍、尹文選、馮明謙、寧平華、白 云、呂 娟、朱浩川、許月萍、向立云、劉書明、劉桂生、劉志雨、孫躍平、宋蘭合、勵建全、楊 濤、楊向平、張 辰、張 韻、張春松、張建頻、張勝雷、張穎嫻、李王鋒、陳國主、陳洋波、束 昱、周 琪、周建華、竺維彬、鄭興燦、趙敏華、郭祺忠、唐建國、高均海、黃 瑾、黃 昊、龔海杰、章衛軍、謝映霞、鄭能師（德）、森田 弘昭（日）、Mark Van Loosdrecht（荷）、Michael Ro（英）、Ong Choon Nam（新）、Slobodan P.Simonovic（加）、Asit K Biswas（加）、Henrik S?g?rd olsen（丹）
組織委員會：
主任委員：林家祥
副主任委員：張 松、熊正元、宋文波、鄧 艷
委 員：
王 蓓、關鐵生、孫志勇、李 丹、金君良、陳貽龍、段小梅、魏立新
秘 書 處：程 燁、郭守成、王瑞雪
五、日程安排
六、大會部分議題
1.雨洪資源利用與排水論壇
日本防洪管理背景現狀和未來；
海綿城市下墊面數字化技術及智能化應用；
城市雨水徑流綜合管控平臺與輔助決策系統（擬）；
如何建設治水長效機制（擬）
城市地下空間規劃與防洪排澇的結合（擬）；
洪水預報與水庫優化調度（擬）；
智慧城市與水資源的協調之道（擬）；
2.城市水利與防澇論壇
雨洪管理中的藍綠統籌思想（擬）；
城市防洪排澇規劃——以哥本哈根和紐約實踐為例；
氣候變化背景下的城市暴雨風險及應對；
靜壓植樁工藝在城市洪澇災害中的技術應用及案例分析
展開 旋轉機械的新靈魂-氮化硅陶瓷球軸承
國外高性能氮化硅陶瓷球一般采用熱等靜壓（HIP）工藝制備，熱等靜壓燒結方式能減小陶瓷內部的微量孔隙，使得燒制成型的陶瓷內部致密性高，是現階段比較理想的燒結方式，但由于設備技術受國外限制且設備成本高昂，導致其加工成本較高。
GPS與HIP燒結得到氮化硅陶瓷性能對比
（圖片來源：陳波等，《氮化硅陶瓷在四大領域的研究及應用進展》）
第四階段為后處理研磨加工。燒結過后的陶瓷球球形、表面粗糙度等技術指標，不能達到軸承滾動體的標準，而且因為陶瓷球為球體，所以普通的磨削加工方式并不適合于陶瓷球。研磨加工分為粗磨、精磨、粗研、精研和拋光。
結語及展望
氮化硅球軸承是國內外研究最熱門、性能最為優異的高端陶瓷軸承之一，具有質量輕、極限轉速高、摩擦力矩小、運轉精度好、使用壽命長等一系列優點。
目前氮化硅陶瓷球國內研究的較多，雖然進步可喜，但是國產氮化硅陶瓷球在性能與精度上與進口氮化硅陶瓷球相比還存在一定的差距，這嚴重制約了我國氮化硅球軸承的發展。
2015年，中材高新氮化物陶瓷有限公司突破了熱等靜壓氮化硅陶瓷球批量化制造技術，成為繼美國CoorsTek、日本東芝之后第三家，也是國內首家形成批量化生產熱等靜壓氮化硅陶瓷材料的企業，產品已出口海外。相信隨著國家制造業整體水平的不斷提高，高性能、超精密氮化硅球軸承的大批量生產制造，在不久的將來一定會實現。
展開 李應紅院士|渦輪葉片高能束增材再制造修復技術：理論、工藝、熔池、組織、缺陷及性能
2003年，歐盟開展了為期3年的AROSTAEC研究項目，采用先進的葉片再制造技術，替代以手工打磨為主的修復技術，并致力于實現維修企業跨空間、跨區域的合作；德國MTU等已經掌握葉片部件修復的相關技術，認為葉片頂端磨損量在1~5 mm內具有修復利用價值，采用激光熔覆結合自適應磨削加工的修復方法，葉片修復后的精度和性能非常好；德國ALSTOM電力科技中心建立了定向凝固葉片修復的工藝生產線，修復ALSTOM GT26發動機葉片尖端，熔覆層高度接近2 mm，修復出來的零件接近最終要求的形狀，修復的葉片已通過發動機測試，工作時間超過2 800 h。
歐盟于2006—2010年啟動了FANTASIA計劃，全稱為“航空發動機復雜結構部件的柔性、近凈成形加工制造和維修技術計劃”。研究對象是基于DED-L和PBF-L的風扇/壓氣機/渦輪轉子部件先進制造與修復技術，目標是服務于羅·羅、透博梅卡、AVIO等企業，形成高質量的先進制造與修理工藝和裝備，減少至少40%的航空發動機零件維修費用和周轉周期。在該計劃中，成功采用DED-L修復航空發動機ReneN5單晶材料導向葉片外環磨損問題，通過控制熱輸入和過程主動冷卻而實現單晶組織連續外延生長，并抑制變形和微裂紋產生；該項目同時運用PBF-L技術修復Mar-M-247合金導向葉片，采用高達1 150 ℃的預熱和熱等靜壓工藝可以有效避免表面和內部裂紋。
德國于2010年在弗朗霍夫創新中心框架下啟動了TurPro計劃[131](見圖 23)，全稱為“高能效燃氣渦輪發動機綜合制造技術”，針對航空發動機/燃機的壓氣機和渦輪葉片修復開展研究，成員包括羅·羅、MTU、西門子等單位。
展開 
航空發動機用粉末高溫合金及制備技術研究進展
采用較低溫度熱等靜壓松散固結高溫合金粉末，同爐一次制備上百個試樣，既保持了粉末原始的組織特征，又使粉末試樣可用于大電流快速可控加熱。將合金從粉末到固結成形后塊體合金的組織演變規律的實驗時間從原有的“小時”級提升到“秒”數量級，確定粉末枝晶向等軸晶轉變的臨界轉變溫度，同時可獲得包括晶粒度和相隨溫度轉變的定量信息(圖13a[52])，可為合金熱等靜壓和熱處理溫度參數的快速選擇提供依據，同時也可為金屬粉末3D 打印等快速加熱冷卻工藝過程組織臨界轉變溫度的確定提供參考。采用英國鉆石光源同步輻射X 射線衍射追蹤粉末到塊體材料轉變過程中的微量相變，X射線能量為75 keV，波長為0.016314 nm，獲得1 個衍射花樣的時間為1~2 s(圖13b)。通過電子背散射衍射(EBSD)和電子探針(EPMA)結合的方式觀察粉末樹枝晶向平直晶界等軸細晶轉變和元素的快速再分配規律。結果表明，鎳基高溫合金粉末在γ'回溶溫度以下仍然保持原始的枝晶結構和細小晶粒，當粉末快速加熱到γ'回溶溫度以上保溫幾秒鐘即發生枝晶到等軸晶的轉變，隨著溫度的升高晶粒迅速長大。
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