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热等静压的方法[发明专利]

[19]

中华人民共和国国家知识产权局

[12]发明专利申请公布说明书

[11]公开号CN 101257990A [43]公开日2008年9月3日

[21]申请号200680032707.4[22]申请日2006.07.24

[21]申请号200680032707.4

[30]优先权

[32]2005.07.25 [33]EP [31]PCT/EP2005/008063

[86]国际申请PCT/EP2006/007257 2006.07.24

[87]国际公布WO2007/017086 EN 2007.02.15

[85]进入国家阶段日期2008.03.06[71]申请人阿吾尔技术股份公司

地址瑞典韦斯特罗斯

[72]发明人M·加尔丁

[74]专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所代理人钱亚卓

[51]Int.CI.B22F 7/08 (2006.01)

权利要求书 2 页说明书 10 页附图 3 页

[54]发明名称

热等静压的方法

[57]摘要

通过热等静压处理金属制品的方法，其中空气

被用作热等静压的压力介质。

200680032707.4权利要求书第1/2页

1.一种在压力机中对制品进行热等静压的方法，所述压力机包括绝热的压力容器(1)、封装在所述压力容器(1)中的炉腔(3)和配置在所述炉腔(3)内部的负载室(4)，所述方法包括以下步骤：将要被压制的制品(7)定位在负载室(4)内，所述制品由金属制成；

将压力介质供送到压力容器(1)内，所述压力介质是空气；升高负载室(4)中的温度和压力；

在选定的时期内维持升高的压力和升高的温度；以及降低负载室(4)中的温度和压力。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述空气是周围空气。

3.如权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：在气体存储设备(20)中储存加压的周围空气；以及将所述加压的空气从气体存储设备(20)供送到压力容器(1)中作为所述压力介质。

4.如权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：在低温存储设备(20)中以液态形式储存空气；以及将所述储存的空气从低温存储设备(20)供送到压力容器中作为所述压力介质。

5.如前述任一权利要求所述的方法，还包括以下步骤：对要被用作所述压力介质的空气进行除湿。

6.如前述任一权利要求所述的方法，其中，在所述升高负载室中压力的步骤中，将所述压力升高到200-1000bar，优选升高到300-600bar。

7.如前述任一权利要求所述的方法，其中在所述升高负载室中温度的步骤中，将所述温度升高到400-600℃。

8.如前述任一权利要求所述的方法，其中所述金属从铝和铝合金的组中选择。

200680032707.4权利要求书第2/2页

9.在对由金属制成的制品进行的热等静压中作为压力介质的空气的用途。

10.如权利要求10所述的用途，其中所述空气是周围空气。

11.如权利要求9或10所述的用途，其中所述金属从铝和铝合金的组中选择。

200680032707.4说明书第1/10页

热等静压的方法

技术领域

本发明涉及金属制品热等静压的方法和相应用途。背景技术

热等静压(HIP)是用途越来越广泛的技术。例如，热等静压用于在诸如涡轮机叶片的金属铸件中实现多孔性的消除。这样的做法将会实质增加铸件的使用寿命和强度，尤其是疲劳强度。热等静压的另一个应用领域是用压实粉制造具有完全致密和无孔结构的产品。 WO 00/15371、WO 01/14087和WO 03/070402披露了热等静压装置和方法的例子，它们在此全部作为参照引入。

在金属制品的热等静压中，将要经受压制处理的金属制品置于压力容器的负载室中。将该容器密封起来并在该压力容器及其负载室中引入压力介质。加热压力介质并增加压力从而使该制品在选定的时间内同时经受增大的温度和增大的压力。该压力、温度和处理时间当然依赖于许多因素，诸如被压制制品的材料、应用的领域等等。该压力可处在200-5000bar的范围内，而该温度在300-3000℃的范围内。现有处理金属制品的热等静压技术的缺陷是为提供压力介质而导致的高成本，传统的压力介质是氩或氮。

发明内容

本发明的一个目标是提供其中有关提供压力介质的成本降低的热等静压。

这一目标是通过提供如独立权利要求所要求的热等静压的方法和相应的用途来实现的。实施例限定在从属权利要求中。

依照本发明的第一方面，提供在压力机中对制品进行热等静压的

200680032707.4说明书第2/10页

方法，该压力机包括绝热压力容器、封装在压力容器中的炉腔和安置在炉腔内的负载室。该方法包括以下步骤：将要被压制的制品放置在负载室内，所述制品由金属制成；将压力介质供送到压力容器中，所述压力介质是空气；升高负载室中的温度和压力，在选定的时间内维持升高的压力和升高的温度；以及降低负载室中的温度和压力。依照本发明的第二方面，提供作为金属制品热等静压中的压力介质的空气的用途。

因而，本发明基于在高压压力机内的金属制品热等静压过程中使用空气作为压力介质的有利思想。不用说，这一点有违金属制品热等静压技术中根深蒂固的偏见。如本领域技术人员所熟知的，空气的存在对金属制品的热等静压过程通常是有害的，这是由于金属可能会与空气中包含的氧或氮起反应，或者同时与这二者起反应，例如形成氧化物或氮化物，或者会降低金属的点火温度从而导致在用于热等静压的压力和温度下出现金属着火的情况。

对于热等静压技术中反对在任何类型的热等静压中使用空气的顽固偏见存在的另一个原因是由于以下事实，即接触到压力介质的压力腔部分的材料也必须能够耐受或经得起热等静压温度和压力下的氧和/或氮的有害影响。例如，在压力腔内可能会出现材料迁移，以及在高热等静压温度和压力下氧和氮可能会成为化学侵蚀的主要因素。然而，可注意到的是空气在热等静压中的使用本身是已知的，例如可从日本专利申请JP2-129077中获知，其披露了制造高密度烧结陶瓷的方法。但是，JP2-129077中披露的空气作为热等静压压力介质的使用仅涉及陶瓷的处理，在这里使用惰性气体例如氩可能会导致非期望地将氧从被处理陶瓷中去除。因而，在该披露的方法中使用空气即为了防止所述氧从陶瓷中的去除。

日本专利申请JP61-23732披露了另一个用于类似目的的方法，其中将氧，O2，加入到惰性气体以避免非期望地将氧从被处理陶瓷中去除。但是，应当注意到的是JP61-23732未提及在HIP过程中使用空气。相反的是，在将氩和氧输送入压力腔之前将空气从其中排出。

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