Гідростатичне пресування

Цей вид пресування в основному відноситься до холодного ізостатичного пресування, схема якого показана на рис. 33.

Процес пресування можна здійснювати за методом "мокрого" і "сухого" чохла (еластичної оболонки).

У разі пресування за методом мокрого чохла порошок засипають в еластичну оболонку, виконану за формою деталі, що виготовляється, герметизується і поміщається в робочу камеру установки (рис.33).

1 – герметизуюча кришка; 2 – еластична оболонка корпус; 3 – манометр;

4 – порошок, який ущільнюється; 5 – корпус камери високого тиску; 6 – насос

Рисунок 33 - Схема установки для гідростатичного пресування

за методом "мокрого" чохла

Після завантаження оболонки в робочу камеру остання закривається затвором і в неї закачується рідина. У міру закачування рідини тиск в робочій камері підвищується і порошок пресується. Тиск пресування залежить від виду матеріалу, який ущільнюється і може складати 100...600 МПа і більше. Досягши заданого тиску робиться витримка для забезпечення повної рівноваги тиску в рідині і пресованій заготівці. Після витримки рідину підбурюють з робочої камери, що призводить до поступового зниження тиску до нуля. Після цього затвор відкривається і витягується пресовка. Тривалість циклу пресування залежить від розміру робочої камери, продуктивності компресора, тиску пресування і може складати від 5 до 60 хв.

Гідростатичне пресування за методом "мокрого чохла" є найпоширенішим методом ізостатичного пресування.

При пресуванні за методом "сухого" чохла (на відміну від методу "мокрого" чохла) еластична оболонка залишається в ємкості високого тиску протягом всього циклу пресування. Схема установки для пресування за методом "сухого" чохла показана на рис.34. У такій установці рідина в камері високого тиску ізолюється від робочої зони. У зв'язку з цим через необхідність ізоляції рідини від робочої зони, а також унаслідок використання відкритого з одного кінця інструменту, такий процес гідростатичного пресування є не строго ізостатичним.

Завантаження і вивантаження при пресуванні за методом "сухого" чохла відбувається через верхню частину ємкості. Одна з головних переваг такого методу полягає в порівняно простій автоматизації і тим самим вищій продуктивності.

1 – система управління заглушкою; 2 – заглушка піднята; 3 – заглушка опущена; 4 – верхній пуансон; 5 – манжета для герметизації рідини; 6 – встановлений в контейнер чохол; 7 – ємність високого тиску; 8 – отвір для впускання рідини; 9 – нижній пуансон

Рисунок 34 – Схема установки для пресування за методом

"сухого" чохла

Один з варіантів ХІП - ущільнення в товстостінних еластичних оболонках. Відповідно до цього методу порошок поміщається в еластичну оболонку і надалі ущільнюється в металевій прес-формі по одному з варіантів статичного пресування. В цьому випадку товстостінна оболонка рівномірно передає тиск середовища подібно рідині. У зв'язку з цим до матеріалу оболонки пред'являються спеціальні вимоги, одним з яких є значення коефіцієнта Пуассона, рівне 0,5 (в цьому випадку коефіцієнт бічного тиску ). Крім того, матеріал повинен мати велику межу міцності на розтягування, достатню жорсткість, визначену пружність, що забезпечує повернення оболонки в первинне положення після зняття тиску. Оболонка також повинна не склеюватися і не схоплюватися з порошком, бути довговічною і дешевою, придатною для багатократного використання.

Ущільнення порошків методом ГІП найчастіше застосовують при отриманні заготівок або виробів з формою, близькою до кінцевої з порошків жароміцних, інструментальних сплавів, а також титану. В цьому випадку вихідний порошок поміщається в металеву оболонку (найчастіше з вуглецевої або нержавійної сталі), яку дегазують вакуумуванням і герметизують. Підготовлену таким чином оболонку з порошком піддають ущільненню ГІП при тиску 100…200 МПа і температурі до 1260 0С. Одержувані вироби мають практично 100% густину не маючи фазової сегрегації, а також володіють підвищеними механічними властивостями. Зменшення втрат на тертя, а також рівний тиск на всіх напрямках при ізостатичному пресуванні в товстостінних оболонках дозволяє понизити тиск пресування для отримання однакової густини в порівнянні з пресуванням в жорсткій матриці на 30-50% для пластичних матеріалів і на 10-20% для крихких матеріалів.

При пресуванні виробів в еластичних оболонках для зменшення тертя між гумою і стінками металевої матриці зовнішню поверхню оболонок необхідно змастити. З цією метою застосовують гліцерин або машинне мастило.

Головна особливість ізостатичного пресування, особливо гідростатичного - відсутність зовнішнього тертя, оскільки частинки порошку переміщаються при ущільненні не уздовж стінок матриці, а в основному разом з нею від периферії до центру заготівки. При цьому незалежно від форми виробу досягається рівномірний розподіл густини в ньому.