13.Изостатическое прессование. Классификация. Холодное гидростатическое прессование. Принципиальная схема гидростата. Схема эпф. Технологическая схема хип

Рабочая среда при ХИП это минеральные масла, вода, керосин, глицерин и др. Аппараты для ХИП называются гидростаты. В промышленности гидростаты выпускаются гидростаты до давления 12 тыс атмосфер.

Технологическая схема

Изготовление пресс-формы

Эластичные оболочки пресс-формы выполняют несколько функций:

1. Придают порошковому телу заданную форму

2. Создают герметичный объем, позволяющий вакуумировать внутреннюю полость с одной стороны и исключает проникновение рабочей среды во внутреннюю полость.

3. Является формующим элементом

Эластичные оболочки изготавливают из маслобензостойкой резины, полиуретана, латекса и т.д. Металлические детали не должны иметь острых кромок во избежание повреждения эластичной оболочки. Металлические детали должны иметь отверстия для свободного поступления жидкости к эластичной оболочки.

1 - крышка (металл); 2 - пробка (металл); 3 - эластичная оболочка; 4 - гильза металлическая перфорированная; 5 - корпус вакуумной камеры; 6 - уплотнение; 7 - эластичный элемент; 8 - уплотнение.

Схема эластичной пресс-формы (ЭПФ) для ХИП

Засыпка и вибрационное уплотнение

Операция выполняется для заполнения ЭПФ, придания порошковому телу заданной формы, а также для получения необходимой плотности порошка, обеспечивающий равномерное уплотнение.

Принцип действия.

Порошок из контейнера 1 поступает через соединительный сильфон 2 в ЭПФ. Пресс-форма установлена на вибростоле 4. Под действием вибропривода 6 вибростол вместе с пресс-формой совершает колебательные движения в вертикальной плоскости с определенной частотой f и амплитудой А. Благодаря вибрации достигается повышение ρ укладки.

1 - контейнер с порошком; 2 - сильфон (резиновый); 3 - ЭПФ; 4 - вибростол; 5 - пружины; 6 - вибропривод; 7 - элемент крепления контейнера.

При наложении вибрации на порошок при определенных режимах (f,A) практически исчезает трение между частицами, у порошка возникает свойство жидкости (он течет). Этот эффект называется псевдосжижением. В этих условиях частички хаотично перемешаются по объему порошкового тела и занимают положение, обеспечивающее более плотную упаковку. Однако между частицами действуют межмолекулярные силы взаимного притяжения, которые тем больше, чем меньше радиус частицы, в результате мелкая фракция порошка образует конгломераты и пространственные сетки. Это явление усуглебается при наличии влаги, которая дополнительно создает капиллярные силы притяжения и тем больше, чем больше удельная поверхность. Это явление называется сегрегацией порошка по крупности и приводит к структурной неоднорости и неравномерности свойств компактных изделий. Для предотвращения сегрегации порошка по крупности необходимо использовать не гармонические, а импульсные колебания.

М икроструктура компактного материала со структурной неоднородностью

Герметизация

Проводится для создания замкнутого объема внутри пресс-формы, исключающее проникновение рабочей жидкости в порошок в процессе формования. Осуществляется с помощью специальных элементов крепления.

Схема установки элемента герметизации пресс-формы

1 - пробка; 2 - уплотнение

Гидростатическое прессование

1 - ЭПФ с порошком; 2 - рабочий контейнер; 3 - упрочняющая обмотка (бандаж); 4 - рабочая жидкость рабочего давления; 5 - силовая рама; 6 - трубопровод высокого давления; 7 - трубопровод низкого давления; 8 - распределительная коробка; 9 - поршень-плунжер мультипликатора; 10 - клапан; 11 - насос низкого давления; 12 - емкость с жидкостью низкого давления; 13 - емкость с жидкостью высокого давления; 14 - мультипликатор.

Принцип действия

Пресс-форма 1 устанавливается у рабочего контейнера 2. Контейнер герметизируется, после чего включается насос 11, который подает жидкость низкого давления из емкости 12 в коробку распределения 8. Из коробки распределения жидкость поступает по трубопроводу низкого давления 7 в мультипликатор 14, куда подается попеременно в левую и правую полость порошка. Поршень совершает возвратно-поступательное движение в результате чего жидкость высокого давления из емкости 13 по трубопроводу 6 закачивается в рабочий контейнер 2, где создается давление под действием которого происходит уплотнение порошка.

Виды брака продукции

Причины:

1. Попадание рабочей жидкости в порошок из-за негерметичности пресс-формы или из-за прокалывания оболочки острыми частицами порошка.

2. «Схватывание» порошка и эластичной оболочки

3. «Схватывание» порошка с поверхностью металлических деталей. Для предотвращения необходимо осуществлять полировку поверхности металлических деталей или никелирование.

4. Разрушение изделий при сбросе давления

5. Искажение формы прессовок

1. ЭПФ а) неоптимальная конструкция

б) оптимальная конструкция

2. ХИП -заготовка а) с искажением геометрической формы

б) правильная геометрическая форма

Механическая обработка

После формования производится разборка ЭПФ и извлечение изделия. Для получения точных размеров, например для последующего капсулирования перед другими видами обработки проводится механическая обработка со снятием стружки. ХИП-заготовки имеют достаточную пористость 20-30 5 и подвергаются дополнительной высокотемпературной обработки: спекание, горячее одноосное прессование, ГИП.