何谓工程陶瓷,何谓工程陶瓷的优势?

也许最有用的起点是开始的技术术语“HIPing”的定义,这是一个缩合的过程称为热等静压。

简单来说,HIPing工艺利用高温和高压的结合使工程陶瓷和硬金属致密化。致密化和消除孔隙,从而导致提高力学性能,如强度和可靠性。

一个典型的压力容器设置的原理图如下图1所示。

热等静压工艺原理图

图1所示。热等静压工艺原理图

臀部的过程

通常,在压力容器内使用惰性气体(氩气或氮气),以确保压力从各个方面均匀施加(等静压)。气体的惰性性质也有助于减少任何氧化作用。

压力高达207 MPa (30,000 psi),工作温度可高达2000°C(3632°F)。一些HIP的压力最高可达414 MPa (60000 psi)。

HIPing的循环时间和温度因材料的最佳烧结和致密温度以及在不受热冲击影响的情况下快速加热和冷却的能力而不同。欧洲杯足球竞彩然而,加热和冷却周期持续时间为8小时是不寻常的。

对于许多工程陶瓷,HIPing过程使用的是所谓的“无包层”。顾名思义,这项技术是由荷兰飞利浦公司的Johan Romp于1938年首先发明的,它是从烧结陶瓷开始的,因此通常被称为“sinit - hip”。

1955年,Chuck Boyer通过在俄亥俄州的Battelle Columbus实验室的工作,推动了HIPing在美国的发展。

烧结陶瓷被引入HIPing腔室,其密度通常为理论密度的>97%,HIPing过程然后有效地关闭剩余的气孔,在理想情况下,产生“无缺陷”陶瓷。

另一种可以应用于工程陶瓷的HIPing形式是将原陶瓷粉末包裹在一个金属罐或玻璃胶囊中,经过HIPing过程的装配,然后去掉包层,露出致密的产品。

虽然在此过程中使用氩气作为惰性气体是最常见的方法,但它会导致氧化陶瓷变色或变暗,如氧化锆。在这些情况下,可以引入氧气分压HIPing以避免变色效果。

与氮化硅基陶瓷的HIPing类似,使用纯氮气来防止微观结构的解离往往是有利的。

HIPing工程陶瓷如何受益

HIPing工艺用于许多工程陶瓷应用,例如;

  • 氮化硅球轴承
  • 防弹衣
  • 氧化锆和氧化铝牙科种植体
  • 多层电容器
  • 油田井下组件
  • 溅射的目标

在所有这些应用中,HIPing的主要用途是增加材料的密度,增加组件的强度和可靠性。

工程陶瓷,由于存在缺陷而在压力下失效。通过消除缺陷,可以显著提高材料的极限强度。以氧化锆陶瓷为例,这可以是> 40%,从3点弯曲强度1000 MPa到超过1400 MPa。

与缺陷失效点减少的同时,HIPing通常也减少了缺陷大小的范围,反过来,这导致了更可靠的产品,因为它们的故障被限制在一个狭窄的失效应力水平范围内。这也反映在可靠性参数威布尔模量的增加,威布尔模量定义了产品的可靠性。

由于HIPing的加工改进

高质量的工程陶瓷部件是设计用于苛刻的磨损或腐蚀环境,如泵部件或油田阀门,通常情况下,烧结和HIPing后的部件必须加工到苛刻的公差。

HIP 'ed组件表面密度的提高有助于微加工过程,因为操作员更容易实现高水平的表面光洁度。金刚石磨削过程去除表面颗粒的加工材料和更紧密的颗粒结构将产生更好的光洁度。

然而,应该指出的是,此类部件的加工需要高技能的操作人员和高精度设备,以实现最高水平的精度、表面光洁度和低水平的表面和次表面损伤。2020欧洲杯下注官网有关加工HIP 'ed组件的详细信息和建议,请联系Insacowww.insaco.com

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