[发明专利]一种制件的热等静压系统及方法

说明书

本发明提供了一种制件的热等静压系统及方法，系统中包括主容器、液态金属容器、增压器、加热系统和冷却系统；主容器内用于完成制件的热等静压，工作时，主容器内充满液态金属；液态金属容器内储存有液态金属，液态金属容器与主容器之间通过进液管路和出液管路连通；进液管路上设置有增压器和进液阀，出液管路上设置有抽液泵和出液阀；增压器用于将液态金属容器内的液态金属压入主容器内，且用于增加主容器内的压力；加热系统和冷却系统分别用于加热和冷却主容器。本发明提供的制件的热等静压系统及方法，使用液态金属作热压介质，可显著提高生产效率，且有利于降低设备的生产难度，且液态金属具有可视性，相比气体介质，无窒息危险，安全性高。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体涉及一种制件的热等静压系统及方法。

背景技术

热等静压(Hot Isostatic Pressing，HIP)工艺是一种以气体或液体为温度和压力的传递介质，将制件放置于密闭的容器之中，在高温和高压的作用下，向制件施加各向同等的压力。制件经热等静压处理后其致密度、力学性能等都有显著提高，内部孔隙缺陷也会有明显下降。热等静压技术在材料烧结、粉末冶金、材料成形、铸件处理及扩散连接等领域得到了广泛的应用。

目前常用的热等静压设备一般采用惰性气体或者氧气、氮气等气体作为热压介质，但是由于气体的导热性较差，设备中产生的热量无法高效率的传递给工件，且完成制件的高温高压处理后，设备难以在短时间内冷却下来，不仅浪费能源，还延长了生产周期，降低生产效率。同时，由于气体分子较小，难以密封，因此对热等静压设备及制件包套的密封性要求较高，设备生产难度大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种制件的热等静压系统，包括主容器、液态金属容器、增压器、加热系统和冷却系统；

所述主容器内用于完成制件的热等静压，工作时，所述主容器内充满液态金属；

所述液态金属容器内储存有液态金属，所述液态金属容器与所述主容器之间通过进液管路和出液管路连通；

所述进液管路上设置有所述增压器和进液阀，所述出液管路上设置有抽液泵和出液阀；

所述增压器用于将所述液态金属容器内的液态金属压入所述主容器内，且用于增加所述主容器内的压力；

所述加热系统和冷却系统分别用于加热和冷却所述主容器。

在一些实施例中，还包括真空泵，所述真空泵通过真空管路与所述主容器连通，且所述真空管路上设置有真空隔离阀和压力真空表；

所述真空泵用于在所述主容器内填充液态金属前将主容器内抽至预设的真空度。

在一些实施例中，还包括控制系统，主容器内设置有温度传感器和压力传感器，所述控制系统与温度传感器、压力传感器及各可控电子设备电连接；

所述控制系统用于根据预设的温度、压力曲线，控制所述增压器、加热系统和冷却系统的工作，使得所述主容器内的温度、压力按照预设的温度、压力曲线变化。

在一些实施例中，所述加热系统包括加热管，所述加热管设置于所述主容器的外壳内。

在一些实施例中，所述冷却系统包括换热器和冷却塔，所述换热器通过换热管路分别与所述主容器和所述冷却塔连接。

在一些实施例中，所述主容器包括上盖，所述上盖的底端设置有密封件。

在一些实施例中，所述进液管路及出液管路上均设置有过滤器。

本发明另一方面提供了一种制件的热等静压方法，采用上述的制件的热等静压系统，且包括如下步骤：

S1，将制件直接或经包套处理后放置于所述主容器内，再密封所述主容器；