1概述
    熱等靜壓(hot isostatic pressing，簡稱HIP)是一種集高溫、高壓于一體的工藝生產技術，加熱溫度通常為1000-2000℃，通過以密閉容器中的高壓惰性氣體或氮氣為傳壓介質，工作壓力可達200MPa。在高溫、高壓的共同作用下，被加工件的備向均衡受壓，故加工產品的致密度高、均勻性好、性能優(yōu)異。同時該技術具有生產周期短、工序少、能耗低、材料損耗小等特點。
    自20世紀50年代中期美國巴蒂爾(Battelle)研宄所為研制核反應材料而開發(fā)HIP技術以來，由于其在生產加工難度較大且質量要求較高的材料及構件中展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢，受到了人們的廣泛關注。經(jīng)過近半個世紀的發(fā)展，隨著熱等靜壓設備性能的不斷改進完善，HIP技術現(xiàn)已在硬質合金燒結、鎢鎦鈦等難熔金屬及合金的致密化、產品的缺陷修復、大型及異形構件的近凈成形、復臺材料及特種材料的生產加工等方面得到了廣泛應用。
    本文旨在對熱等靜壓設備的結構特點進行簡要分析，并對HIP技術的主要直用及其發(fā)展前景作一系統(tǒng)闡述。

2  熱等靜壓設備的結構性能
熱等靜壓設備主要由高壓容器、加熱爐、壓縮機、真空泵、冷卻系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)組成，其中高壓容器為整個設備的關鍵裝置。
目前，先進的熱等靜壓機為預應力鋼絲纏繞的框架式結構。高壓容器的端蓋與缸體間的連接泵用無螺紋設計，因筒體和框架均采用鋼絲預應力纏繞，所獲的負預應力可通過計算確定，即使當裝置處于工作的*大壓力狀態(tài)時，其強大的應力也是由預應力纏繞鋼絲所承受，即應力被集中消除，承載區(qū)域獨立安全，同時鋼絲纏繞還起到防爆和屏障的作用。因此，這種結構的熱等靜壓機在高溫高壓(2000℃，200MPa)的工作條件下，無需外加任何特殊的防護裝置，與老式的螺紋連接結構(端蓋與缸體間)的熱等靜壓機相比，不但設備的結構緊湊，而
且有效地保證了生產的安全性。
    加熱爐負責提供熱等靜壓所必需的熱量，通常為電阻式加熱爐，可視不同溫度檔的要求，采用不同的電阻材料，如*高工作溫度為1450℃條件時可用銅絲加熱爐，為2000℃條件時可用石墨加熱爐。目前在先進的熱等靜壓設備中。加熱爐的安裝方式為插入式，加熱區(qū)分布于底部和側部，可實現(xiàn)快速升溫和均勻加熱．將溫差控制在≤15℃甚至≤10℃的范圍。
    壓縮系統(tǒng)通常采用非注油式電動液壓壓縮譏，并配置有過壓保護、防振裝置和自動調節(jié)部件，可給熱等靜壓提供高達200MPa的高壓氣體。真空泵則采用旋轉葉輪式，用于設備的抽空排氣，同時可去除容器內水氣、氧和其它揮發(fā)性雜質。
    冷卻系統(tǒng)采用內外循環(huán)回路設計。內循環(huán)通過管道內冷卻水的流動與壓力容器外殼間進行熱交換。為了保護冷卻系統(tǒng)，冷卻水的質量很重要，需采用去離子水，管路也需進行防銹處理。外循環(huán)則通過換熱器將內循環(huán)的熱量帶出。
    計算機控制系統(tǒng)可預先存儲熱等靜壓過程所需的各種程序，實現(xiàn)溫度、壓力、時間等基本工藝參數(shù)的自動控制。該系統(tǒng)還配有人機對話的PC機監(jiān)視子系統(tǒng)，用于顯示在線的工作狀態(tài)、故障的監(jiān)測報警等，并可在循環(huán)過程中進行程序修改。
  對熱等靜壓設備多方面的安全保護設計，可確保其在高溫、高壓條件下的安全運行。如高壓閥和高壓管路均能承受*大工作壓力兩倍的壓力：為防止過壓情況的發(fā)生，在高壓介質氣體管路中設置了多級減壓閥，并配有報警裝置；當壓力容器過壓及過熱、加熱爐過熱、冷卻水的流量過小或水壓過低時，均可進行聲光報警，同時切斷壓縮機和加熱爐電源；采用可靠的電氣、機械安全聯(lián)鎖等。

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