一种靶材热等静压成型方法及设备技术

本发明专利技术涉及等静压成型技术领域，提出了一种靶材热等静压成型设备，包括高压筒体；上端盖，设置在高压筒体的一端；下端盖，设置在高压筒体的另一端，上端盖、高压筒体及下端盖围成一个高压腔；载料板，设置在高压腔内；包套，与载料板连接，包套与载料板用于装载粉末；压紧连接件，设置在载料板与包套之间；陶瓷层，设置在包套的内壁上；加热系统，位于高压腔内，用于产生热量；及冷却系统，位于高压腔内，用于对进行冷却，通过上述技术方案，解决了现有技术中包套焊接后不方便拆卸的问题。包套焊接后不方便拆卸的问题。包套焊接后不方便拆卸的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种靶材热等静压成型方法及设备


[0001]本专利技术涉及等静压成型
，尤其涉及一种靶材热等静压成型方法及设备。

技术介绍

[0002]热等静压工艺是将制品放置到密闭的容器中，向制品施加各向同等的压力，同时施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化的一种成型工艺；热等静压是高性能材料生产和新材料开发不可或缺的手段；热等静压可以直接粉末成型，粉末装入包套中(类似模具作用)，包套可以采用金属或陶瓷制作(低碳钢、Ni、Mo、玻璃等)，然后使用氮气、氩气作加压介质，使粉末直接加热加压烧结成型的粉末冶金工艺；或者将成型后的铸件：包括铝合金、钛合金、高温合金等缩松缩孔的铸件进行热致密化处理，通过热等静压处理后，铸件可以达到100％致密化，提高铸件的整体力学性能；当粉末或粉末压坯装入焊接好的包套中经过高温、高压完成成形和烧结后，一般需要经过机械或酸浸的方法来除去包套，方可得到制品，但是现有技术中因包套焊接拆卸不便，通常采用酸洗进行包套去除；成型靶材等金属制品而包套为金属时，采用酸洗的情况下，如果控制不得当，在腐蚀去除包套和底板的同时会造成制品零件的腐蚀，因而热等静压成型的生产成本很高。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出了一种靶材热等静压成型方法及设备，解决了现有技术中包套焊接后拆卸不便的问题。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种靶材热等静压成型设备，包括
[0006]高压筒体；
[0007]上端盖，设置在所述高压筒体的一端；
[0008]下端盖，设置在所述高压筒体的另一端，所述上端盖、所述高压筒体及所述下端盖围成一个高压腔；
[0009]载料板，设置在所述高压腔内；
[0010]包套，与所述载料板连接，所述包套与所述载料板用于装载粉末；
[0011]压紧连接件，设置在所述载料板与所述包套之间；
[0012]陶瓷层，设置在所述包套的内壁上；
[0013]加热系统，位于所述高压腔内，用于产生热量；及
[0014]冷却系统，位于所述高压筒体的筒壁上，用于进行冷却。
[0015]进一步的，所述载料板为圆形结构，所述包套的截面为圆形结构，所述包套具有位于其下部外壁的套沿，所述压紧连接件包括
[0016]第一卡环，用于连接密封所述套沿及所述载料板；及
[0017]第二卡环，用于连接密封所述第一卡环及所述套沿。
[0018]进一步的，所述套沿的截面为楔形，所述套沿的外沿的高度大于内沿的高度，所述
载料板上设置有
[0019]载料凸台，用于插进所述包套内，所述载料凸台与所述包套过盈安装，所述包套及所述载料凸台的接触面上设置有所述陶瓷层；及
[0020]限位凸沿，设置有若干个，位于所述套沿外侧，且用于与所述第一卡环的环底面压紧。
[0021]进一步的，所述第一卡环具有
[0022]第一密封部，具有两个斜面，所述第一密封部的一个斜面与所述套沿接触设置；及
[0023]第二密封部，为若干个环形凹槽，用于与所述限位凸沿卡接；
[0024]所述第二卡环具有
[0025]压紧面，与所述包套的外壁接触设置；及
[0026]导压面，与所述另一个斜面压紧接触设置。
[0027]进一步的，所述套沿与所述包套的外壁之间形成一个环锥形空间，所述第一卡环与所述第二卡环压紧设置在所述环锥形空间内，并形成一个真空环所述压紧面与所述包套外壁接触，所述第一密封部的两个斜面，一个与所述套沿的顶面接触压紧，另一个与所述导压面接触压紧；其中所述载料板上设置有泄压孔，所述泄压孔内设置有单向阀，且所述泄压孔与所述真空环连通。
[0028]进一步的，所述加热系统包括
[0029]保温隔热件，设置所述高压腔内；及
[0030]进一步的，加热件，设置在所述包套与所述保温隔热件之间，用于产生热量。
[0031]所述冷却系统包括
[0032]冷却通道，设置在所述高压筒体内；
[0033]水泵，出水端与所述冷却通道的进水端连通；及
[0034]水箱，所述水泵的进水端连通与所述冷却通道的出水端均与所述水箱连接。
[0035]进一步的，所述包套上设置有抽气管，所述抽气管用于对包套内部进行抽真空处理。
[0036]成型靶材的方法，包括以下步骤：
[0037]S1、粉碎：将纯度≥99.8％的钴块体及纯度≥99.6％的铬块体进行破碎、球磨，形成粒径为3～120μm的粉末；
[0038]S2、混料：将钴粉末及铬粉末按照3～5:1的质量比进行混合，制成复合粉末；
[0039]S3、装料：将复合粉末加入所述包套及所述载料板之间形成的腔体内；并通过所述抽气管进行抽真空处理；
[0040]S4、热等静压：在进行升温的同时进行升压，使所述高压腔内的气体的温度和压力同时到达峰值，此时温度为1230℃
±
100℃；压力为130～150MPa；然后进行保压，保压时间为65～75min；最后进行冷却及泄压；
[0041]S5、取件：打开所述上端盖及所述下端盖，将所述载料板、所述包套及所述压紧连接件的组件取出；
[0042]S6、拆卸：通过所述抽气管向所述包套内通入气体泄压；然后依次拆下所述第二卡环、所述第一卡环、所述载料板及所述包套，得到钴铬合金靶材制品。
[0043]所述包套及所述第一卡环为低碳钢材料，所述载料板及所述第二卡环为陶瓷材
料。
[0044]本专利技术的工作原理及有益效果为：
[0045]1、本专利技术中压紧连接件使得载料板及包套之间形成机械密封连接，成为一个密闭的空间，将待成型的粉末物料置于包套及载料板形成的空间内，然后对包套进行抽真空处理，然后上端盖沿高压筒体下移，下端盖沿高压筒体下移，对高压腔进行加压，高压腔内的气体将压力传递至包套，同时加热系统工作，使得高压腔内的气体(惰性气体，如氩气)温度升高，并将热量通过包套，包套在高温高压的作用下发生收缩，进行热等静压处理，陶瓷层在进行热等静压时，避免金属粉末与包套粘结，完成后将载料板、包套及压紧连接件的组件取出，向包套内通气泄压，然后拆卸载料板及压紧连接件，在此过程中，载料板、包套及压紧连接件的机械密封连接，使得包套安装和拆卸方便，无需进行焊接处理，同时拆卸包套操作简单，避免了使用酸洗，避免制品受损，大大降低了企业的生产成本。
附图说明
[0046]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0047]图1为本专利技术结构主视图；
[0048]图2为图1中A部位的局部放大图；
[0049]图3为本专利技术包套与载料板安装示意图；
[0050]图中：1、高压筒体，2、上端盖，3、下端盖，4、高压腔，5、载料板，6、包套，7、压紧连接件，8、加热系统，9、冷却系统，10、套沿，11、第一卡环，12、第二卡环，13、内沿，14、载料凸台，15、限位凸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶材热等静压成型设备，其特征在于，包括高压筒体(1)；上端盖(2)，设置在所述高压筒体(1)的一端；下端盖(3)，设置在所述高压筒体(1)的另一端，所述上端盖(2)、所述高压筒体(1)及所述下端盖(3)围成一个高压腔(4)；载料板(5)，设置在所述高压腔(4)内；包套(6)，与所述载料板(5)连接，所述包套(6)与所述载料板(5)用于装载粉末；压紧连接件(7)，设置在所述载料板(5)与所述包套(6)之间；陶瓷层(24)，设置在所述包套(6)的内壁上；加热系统(8)，位于所述高压腔(4)内，用于产生热量；及冷却系统(9)，位于所述高压筒体(1)的筒壁上，用于进行冷却。2.根据权利要求1所述的一种靶材热等静压成型设备，其特征在于，所述载料板(5)为圆形结构，所述包套(6)的截面为圆形结构，所述包套(6)具有位于其下部外壁的套沿(10)，所述压紧连接件(7)包括第一卡环(11)，用于压设所述套沿(10)及所述载料板(5)；及第二卡环(12)，用于压设所述第一卡环(11)及所述套沿(10)。3.根据权利要求2所述的一种靶材热等静压成型设备，其特征在于，所述套沿(10)的截面为楔形，所述套沿(10)从靠近其圆心到远离其圆心厚度逐渐增加，所述载料板(5)上设置有载料凸台(14)，用于插进所述包套(6)内，所述载料凸台(14)与所述包套(6)过盈安装，所述包套(6)及所述载料凸台(14)的接触面上设置有所述陶瓷层(24)；及限位凸沿(15)，设置有若干个，位于所述套沿(10)外侧，且用于与所述第一卡环(11)的环底面压紧。4.根据权利要求3所述的一种靶材热等静压成型设备，其特征在于，所述第一卡环(11)具有第一密封部(16)，具有两个斜面，所述第一密封部(16)的一个斜面与所述套沿(10)接触设置；及第二密封部(17)，为若干个环形凹槽，用于与所述限位凸沿(15)卡接；所述第二卡环(12)具有压紧面(18)，与所述包套(6)的外壁接触设置；及导压面(19)，与所述另一个斜面压紧接触设置。5.根据权利要求4所述的一种靶材热等静压成型设备，其特征在于，所述套沿(10)与所述包套(6)的外壁之间形成一个环锥形空间，所述第一卡环(11)与所述第二卡环(12)压紧设置在所述环锥形空间内，并形成一个真空环(25)所述压紧面(18)与所述包套(6)外壁接触，所述第一密封部(...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜海，唐培新，
申请(专利权)人：河北宏靶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：