Atmosferos karšto presavimo sukepinimo krosnies įrangos struktūra, funkcija ir taikymas

Atmosfera karšta - paspaudus sukepinimo krosnį yra medžiagų paruošimo įtaisas, sujungiantis aukštą temperatūrą, aukštą slėgį ir kontroliuojamą atmosferą. Jis plačiai naudojamas tankinant aukšto -} našumo keramikos, metalo - pagrindu pagamintų kompozitų, nanomedžiagų ir kitų medžiagų sukepinimą. Toliau aprašoma įrangos struktūra, funkcinės savybės ir programos.

I. Atmosfera karšta - paspaudus sukepinimo krosnies struktūrą
1. Atmosfera karšta - paspaudus sukepinimo krosnies korpusą

Šerdis yra uždaryta kamera, atlaikanti aukštą temperatūrą ir aukštą slėgį. Paprastai jis yra išklotas grafito, metalo (tokio kaip molibdeno ar nerūdijančio plieno) arba keramikos, o išoriniai sluoksniai yra vanduo - aušinamas arba izoliuotas, kad būtų užtikrintas šiluminis efektyvumas ir saugumas.

Kameros dizainas turi subalansuoti aukštą - temperatūros stiprumą su hermetiškumu. Bendrosios konfigūracijos yra vertikalios arba horizontalios.

2. Atmosfera karšta - paspaudus sukepinimo krosnies šildymo sistemą

Šildymo elementai: Atsparumo grafitui šildymas (maksimali temperatūra iki 2500 laipsnių), molibdeno/volframo gijų kaitinimas (inertiniam/mažinančiam atmosferai) arba indukcinio šildymo metu (norint greitai padidinti temperatūrą).

Izoliacija: Siekiant sumažinti šilumos nuostolius, naudojami keli anglies veltinio, grafito veltinio ar keraminio pluošto sluoksniai.

3. Atmosferos karšto presavimo sukepinimo krosnies slėgio sistema

Slėgio šaltinis: hidraulinė sistema (slėgio diapazonas 0–100 MPa) arba mechaninis slėgio įtaisas, naudojamas vienareikšmiui ar dvikryptis slėgiui, mėginiui per slėgio galvutę (grafitas ar karbidas).

Slėgio valdymas: aukštas - tikslus jutiklis, sujungtas su servo sistema, pasiekia pastovų slėgį arba gradiento slėgį.

4. Atmosferos karšto presavimo sukepinimo krosnies atmosferos valdymo sistema

Inertinės dujos (AR, N₂), sumažintos dujos (H₂) arba vakuuminė aplinka, siekiant išvengti medžiagų oksidacijos ar skatinti specifines reakcijas.

Įrengtas srauto matuoklis, dujų valymo įtaisas ir slėgio reguliavimo vožtuvas, atmosferos grynumas ir slėgis yra tiksliai kontroliuojami.

5. Atmosferos karšto presavimo sukepinimo krosnies vakuuminė sistema

Mechaninis siurblio ir molekulinio siurblio derinys pasiekia aukštą vakuumą (nuo 10 ° iki 10⁻⁵ PA), kad būtų pašalintos priemaišos ar vakuuminis sukepinimas.

6. Atmosferos karšto presavimo sukepinimo krosnies aušinimo sistema

Cirkuliuojantis vandens aušinimas arba dujomis greitas aušinimo įtaisas neleidžia medžiagai įtrūkti dėl staigaus aušinimo ir padidina įrangos tarnavimo laiką.

7. Atmosferos karšto presavimo sukepinimo krosnies temperatūros ir slėgio valdymo blokas

Termoelementai (pvz., W - pakartotinai termoelementai) ir infraraudonųjų spindulių termometrai realiu laiku stebi temperatūrą, o PID algoritmas tiksliai sureguliuoja kaitinimo greitį (0,1–50 laipsnių /min.).

Slėgio grįžtamojo ryšio sistema užtikrina stabilų slėgio procesą.

8. Atmosferos karšto presavimo sukepinimo krosnies saugos apsaugos sistema

Automatiniai aliarmai ir galia - OFF apsauga, skirta pervertinti, perduoti slėgį, dujų nuotėkį ir aušinimo vandens gedimą.

Ii. Atmosferos karšto presavimo sukepinimo krosnies savybės
1. Aukštos temperatūros ir aukšto slėgio sinergetinis poveikis

Tuo pačiu metu taikant aukštą temperatūrą (1000–2500 laipsnių) ir aukštą slėgį (10–100 MPa) skatina dalelių pertvarkymą, difuziją ir plastikinį srautą, žymiai sumažindamas sukepinimo temperatūrą ir didėjantį tankį (iki 99%).

2. Atmosferos valdymas

Inertinė atmosfera apsaugo lengvai oksiduojamus medžiagas (tokias kaip Ti lydiniai); Sumažinus atmosferą, pašalinkite oksido priemaišas (tokias kaip H₂, kai sukepinant WC - co); ir vakuuminė aplinka yra tinkama labai reaktyvioms medžiagoms (tokioms kaip SIC).

3. Mikrostruktūros valdymas

Koreguojant temperatūrą - slėgio kreivę, gali būti slopinamas nenormalus grūdų augimas, leidžiantis gaminti smulkmenas - grūdėtos ar nanostruktūrizuotos medžiagos.

4. Efektyvus tankinimas

Palyginti su atmosferos slėgio sukepinimu, karšto presavimo sukepinimas gali sutrumpinti sukepinimo laiką (nuo kelių valandų iki dešimčių valandų) ir sumažinti energijos suvartojimą.

5. Sudėtingos formos formavimas

Kartu su pelėsių dizainu, šalia - tinklo - formos dalys gali būti tiesiogiai sukepinamos, sumažinant vėlesnes apdorojimo išlaidas.

Iii. Atmosferos pritaikymai karštų presuojančių krosnių
1. Atmosferos karštos presavimo krosnys keramikai

Struktūrinė keramika: Silicio nitridas (Si₃n₄) ir silicio karbidas (SIC) naudojami pjovimo įrankiuose ir guoliuose; Aliuminio oksido (Al₂o₃) keraminiai substratai.

2. Funkcinė keramika:

Pjezoelektrinė keramika (PZT), skaidri keramika (YAG).

3. Metalas - keramikos kompozitai

4. Cemento karbidas (WC - co), metalas - matricos kompozitai (al -} sic), maksimalios fazės keramika (ti₃sic₂).

5. Anglies medžiagos

Aukštos - tankio grafitas (kuro elementų bipolinės plokštelės), deimantas - metaliniai kompozitai (pjovimo įrankiai), grafenas - sustiprintos medžiagos.

6. Funkcinės medžiagos

Termoelektrinės medžiagos (Bi₂te₃), superlaidžios medžiagos (MGB₂), magnetinės medžiagos (ND - fe - b).

7. Nanomedžiagos ir pasienio tyrimai

Nanokristalinės keramikos, aukštos - eidavimo lydinių ir metalo - organinių rėmų (MOF) tankinimas.

Iv. Atmosferos privalumai ir apribojimai karšto presavimo krosnies technologija
Privalumai: didelis tankinimo efektyvumas, puikios medžiagos savybės ir platus pritaikomumas.

Apribojimai: Didelės įrangos kaina (milijonai dolerių), ribotas imties dydis (paprastai<500 mm diameter), and high mold wear. Three aspects of the field are introduced in detail.