干袋式冷等静压机由压力冲头、高压容器、弹性模具、限位器、顶砖器等组成。据杭州先略发布的《干袋式冷等静压机行业现状分析及发展战略研究报告》研究显示:此法将弹性模具固定在高压容器内,用限位器定位,故又称为固定模法。操作时提升冲头将粉料装入模内,装好料后用压力冲头封闭上口。加压时,液体介质注入缸内壁和模具外表面间,对模具各个方向同时均匀施压。脱模用顶砖器从模内推出坯体。
干袋式等静压机和普通等静压机的区别在于它隔着干袋接受等静压机高压腔工作介质的压力,通常是把模具固定安装在干袋里(或干袋直接作为模具),干袋的唇边紧贴高压腔的内壁和高压腔形成密闭的空间,高压腔的工作介质可以直接加压在干袋表面上,通过干袋把压力传递到橡胶模具周围,在模腔里填充待压的粉料,高压腔里的工作介质升压即可压出所需要的工件。
干袋法等静压机是一种“双袋”系统,由一个“制品袋” (内模具)和一个“主袋”(加压主模具)组成。“主袋”首先固定在缸内,工作时中不取出,粉末装入另外的“制品袋”后,再放进“主袋”内加压,成型后由活塞带出缸体。整个过程中制品袋不与与液体相接触,因此称为干袋法成型。这种方法可连续操作,适用于成批生产,但因加压主模不能经常更换,所以产品规格受限制。
冷等静压技术的发展历史悠久。1913年,美国西屋电灯公司H.D.Maddcn首次发明,用来加工高熔点金属粉末坯锭。到了五十年代初,实验室才逐渐开始应用。随着高压技术的发展,冷等静压技术便从五十年代中期起获得了工业性应用。近十年来,已广泛应用于粉末冶金、石墨、陶瓷、塑料、耐火材料、硬质合金等工业部门。美国、瑞典、日本和苏联都是从事冷等静压机设计制造的主要国家。其中,美国和瑞典起步较早,日本大约到六十年代初才开始研制。
我国干袋式冷等静压机经过多年的发展,在产品品种、市场规模方面都取得了较大的发展,我国干袋式冷等静压机产值和出口规模也在逐年递增。目前制约我国干袋式冷等静压机产业发展的瓶颈仍然是核心技术相对缺乏,产品品种相对单一,加强核心技术的研发和投入才是我国干袋式冷等静压机企业发展的唯一出来。
干袋式等静压工艺制品具有组织结构均匀,密度高,烧结收缩率小,模具成本低,生产效率高,可成型形状复杂、细长制品和大尺寸制品和精密尺寸制品等突出优点,是目前一种较先进的成型工艺,以其独特的优势开始替代传统的成型方法,如陶瓷生产的火花塞、瓷球、柱塞、真空管壳等产品,显示出越来越广阔的应用前景。
干袋式等静压成型工艺的缺点是,工艺效率较低,设备昴贵。干袋式冷等静压机行业是典型的资本密集型行业,对固定资产规模有较高的要求。专用设备生产企业在初期构建生产线时需要投入巨额的资金建设厂房和购入设备,以满足产品生产线需求。此外,企业科技研发过程也需要投入大量资本,因此本行业对设供应商的资金实力有较高的要求。
近年来,制造工业将金属粉末的多种压制品用作工业材料已成为一个明显的趋势。随着粉末压制品应用日益增多,与成形相关的新技术和新设备的开发速度也显著加快。除了传统模压方法之外,用于大规模工业生产的干袋式冷等静压方法的范围亦越来越广泛。
由于等静压成型技术生产出来的产品性能优异,而且还能制备出其他成型技术不能制备的异形产品,其应用越来越广泛。可以预料,干袋式等静压技术在特种材料制备领域,将会得到更广泛的使用,干袋式等静压设备也将会在自动化方向取得更大的发展。
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