Контейнер для спрессовывания порошка в заготовку (варианты) и способ оптимизации использования материала во время горячего изостатического прессования (варианты)



Контейнер для спрессовывания порошка в заготовку (варианты) и способ оптимизации использования материала во время горячего изостатического прессования (варианты)
Контейнер для спрессовывания порошка в заготовку (варианты) и способ оптимизации использования материала во время горячего изостатического прессования (варианты)
Контейнер для спрессовывания порошка в заготовку (варианты) и способ оптимизации использования материала во время горячего изостатического прессования (варианты)
Контейнер для спрессовывания порошка в заготовку (варианты) и способ оптимизации использования материала во время горячего изостатического прессования (варианты)
Контейнер для спрессовывания порошка в заготовку (варианты) и способ оптимизации использования материала во время горячего изостатического прессования (варианты)
Контейнер для спрессовывания порошка в заготовку (варианты) и способ оптимизации использования материала во время горячего изостатического прессования (варианты)
Контейнер для спрессовывания порошка в заготовку (варианты) и способ оптимизации использования материала во время горячего изостатического прессования (варианты)

 


Владельцы патента RU 2538236:

Дженерал Электрик Компани (US)

Изобретение относится к области формирования заготовок с помощью горячего изостатического прессования. Способ и контейнер (201, 301) обеспечивают регулирование деформаций контейнера (201, 301) во время воздействия высоких температур и давлений в процессе горячего изостатического прессования для получения заготовки (206, 306) заданной формы с по существу параллельными, выпуклыми или вогнутыми сторонами (216). При этом достигается сохранение порошка (305), используемого для заготовки (206, 306), и более эффективное использование контейнера (201, 301) для заготовки (206, 306). 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники

[0001] Объект изобретения, описанный в данной документе, относится в целом к усовершенствованному способу и контейнеру для формования заготовок с помощью горячего изостатического прессования и, более конкретно, к способу и контейнеру, обладающими признаками, которые обеспечивают регулирование деформаций контейнера во время воздействия высоких температур и давлений при такой обработке для обеспечения получения заготовки с заданной формой или расположением сторон.

Предпосылки изобретения

[0002] Для создания металлической заготовки или другого изделия из металлических порошков, частицам которых придан заданный размер, например, путем микролитья или атомизации, в металлургической промышленности были разработаны различные способы. Обычно данные порошки, сильно легированные Ni, Cr, Co и Fe, объединяют в плотную массу, плотность которой приближается к 100% теоретической плотности. Полученные в результате заготовки имеют однородный состав и плотную микроструктуру, что обеспечивает производство компонентов с повышенными жесткостью, прочностью, сопротивлением излому и коэффициентами теплового расширения. Такие улучшенные свойства могут быть особенно полезны при изготовлении, например, вращающихся компонентов турбины, работающих в условиях повышенных температур и/или высоких напряжений.

[0003] Соединение этих металлических порошков в плотную массу обычно происходит под воздействием высоких давлений и температур во время процесса, называемого горячим изостатическим прессованием (ГИП). Обычно указанные порошки помещают в герметизированный контейнер (иногда называемый «банкой»), содержимое которого находится под действием вакуума. Контейнер также подвергают воздействию повышенной температуры и давлению снаружи с использованием инертного газа, такого как аргон, для предотвращения химической реакции. Например, для обработки металлического порошка могут использоваться температуры в диапазоне от 4800°C до 13150°C и давления в диапазоне от 51 МПа до 310 МПа или даже выше. При подвергании контейнера, содержащего порошок, действию повышенного давления выбранная текучая среда (например, инертный газ) оказывает давление на порошок со всех сторон и во всех направлениях.

[0004] Оборудование, необходимое для обработки с помощью ГИП, обычно является весьма дорогостоящим и требует специальных конструкторских работ. Вследствие воздействия экстремальных температур и давлений контейнер по существу деформируется или разрушается по мере уменьшения объема порошка во время процесса ГИП, при этом контейнер присоединяется к поверхности заготовки, созданной из спрессованного порошка. В зависимости от требуемой формы получаемой заготовки поверхность контейнера может быть полностью или частично срезана, то есть механически обработана после процесса ГИП. Кроме того, части заготовки также могут быть срезаны в зависимости от требуемой формы и характера деформаций, возникших в процессе ГИП. С учетом того, что порошок, используемый для изготовления заготовки, обычно является весьма дорогостоящим, удаление частей заготовки нежелательно. Поэтому необходим способ, обеспечивающий возможность регулирования формы во время прессования с одновременной оптимизацией удаления материала с заготовки.

[0005] Фиг.1 и 2 иллюстрируют примеры проблем, возникающих при использовании обычных контейнеров в процессе ГИП. На фиг.1 схематически изображена часть контейнера 101 перед воздействием на него экстремальной температуры и давления в процессе ГИП. Контейнер 101 содержит порошковую смесь 105, предназначенную для спрессовывания, и обеспечивает герметизацию, препятствующую проникновению текучей среды, используемой для создания давления, например аргона, во время процесса ГИП. Перед воздействием давления стенки 110, расположенные между верхней частью 100 и нижней частью 135, являются по существу прямыми и/или недеформированными. Верхняя часть 100 и нижняя часть 135 также не деформированы перед процессом ГИП.

[0006] На фиг.2 изображена та же часть контейнера 101 после ее подвергания процессу ГИП. В результате условий процесса ГИП произошло преобразование порошка в металлическую заготовку 106. Однако изменение плотности при переходе от порошка к цельному металлу также привело к очень сильному изменению объема. По мере уменьшения объема порошка контейнер 101 также деформировался при переходе порошка 105 в состояние заготовки 106. Фиг.2 иллюстрирует, что стенка 110 приняла теперь дугообразную форму, при этом верхняя часть 100 и нижняя часть 135 также могут подвергаться деформациям. В результате заготовка 106 также приобретает аналогичную форму, иногда называемую формой песочных часов.

[0007] К сожалению, в зависимости от требуемой формы заготовки 106 (или формы конечного компонента, создаваемого из заготовки 106) деформации, проиллюстрированные на фиг.2, могут быть нежелательными, поскольку полученная в результате форма заготовки 106 может потребовать удаления дорогостоящего материала с ее поверхности. Например, если необходимо наличие цилиндрической внешней поверхности вдоль стенки 110 заготовки 106, то может потребоваться срезание контейнера 101 и заготовки 106, т.е. их механическая обработка вдоль линии 130 для получения необходимой внешней поверхности. Однако вдобавок к разрушению контейнера 101 имеет место потеря значительных объемов заготовки 106 на участках 115, расположенных вдоль верхней и нижней частей контейнера 101. Вследствие существенной стоимости исходного порошка эта потеря является нежелательной. Кроме того, несмотря на их меньшую стоимость по сравнению со стоимостью порошка в результате механической обработки также теряются части контейнера 101. В некоторых областях применения может быть желательным сохранение материала контейнера 101 на полученной заготовке для включения его в готовое изделие. В таких случаях необходимо избегать снятия контейнера, придающего форму заготовке.

[0008] Таким образом, имеется необходимость в усовершенствованных способе и устройстве, обеспечивающих снижение или исключение потери порошка вследствие обработки процессом ГИП. Кроме того, имеется необходимость в усовершенствованных способе и устройстве, также обеспечивающих заготовку заданной формы, например, с по существу параллельными, выпуклыми или вогнутыми сторонами. Наконец, также имеется необходимость в усовершенствованных способе и устройстве, которые могут обеспечить возможность сохранения всех или необходимых частей контейнера на заготовке для их включения в предполагаемое изделие.

Сущность изобретения

[0009] В данном изобретении предложены усовершенствованные способ и контейнер для формования заготовок с помощью горячего изостатического прессования и, более конкретно, способ и контейнер, обладающие признаками, которые обеспечивают регулирование деформаций контейнера во время воздействия высоких температур и давлений при такой обработке для обеспечения получения заготовки с заданной формой, например, с по существу параллельными, выпуклыми или вогнутыми сторонами. Дополнительные аспекты и преимущества данного изобретения изложены в последующем описании, или могут быть очевидны из указанного описания, или могут быть установлены при реализации данного изобретения на практике.

[0010] В одном иллюстративном варианте выполнения предложен контейнер для спрессовывания порошка в заготовку. Указанный контейнер задает осевое направление и имеет верхнюю часть, нижнюю часть и наружную стенку. Наружная стенка расположена между верхней и нижней частями контейнера и соединяет их с образованием внутреннего пространства для вмещения порошка. Наружная стенка имеет верхний участок и нижний участок. Верхний и нижний участки наружной стенки отходят под углом наружу от внутреннего пространства контейнера с образованием ненулевого угла α к осевому направлению. Угол α выбран так, что после обработки прессованием верхний и нижний участки располагаются в заданных положениях с обеспечением получения выбранной формы заготовки.

[0011] В другом иллюстративном аспекте данного изобретения предложен способ оптимизации использования материала во время горячего изостатического прессования. Данный иллюстративный способ включает этапы создания контейнера для вмещения порошка, предназначенного для спрессовывания. Указанный контейнер задает осевое направление и имеет верхнюю часть, нижнюю часть и наружную стенку, соединяющую верхнюю и нижнюю части с образованием внутреннего пространства контейнера. Наружная стенка имеет верхний участок и нижний участок. Верхний и нижний участки наружной стенки отходят под углом наружу от внутреннего пространства контейнера с образованием ненулевого угла α к осевому направлению. Данный иллюстративный способ включает определение ненулевого значения угла α так, что во время процесса горячего изостатического прессования верхний и нижний участки контейнера деформируются до заданных положений относительно осевого направления контейнера.

[0012] В еще одном иллюстративном варианте выполнения данного изобретения предложен контейнер для спрессовывания порошка в заготовку. Указанный контейнер задает осевое направление и имеет среднюю часть. Контейнер имеет верхнюю часть, нижнюю часть и наружную стенку, расположенную между указанными верхней и нижней частями и соединяющую их с образованием внутреннего пространства для вмещения порошка. Наружная стенка имеет верхний участок и нижний участок, каждый из которых постепенно сужается, так что его толщина уменьшается вдоль осевого направления к средней части контейнера.

[0013] В еще одном иллюстративном варианте выполнения данного изобретения предложен способ оптимизации использования материала во время горячего изостатического прессования. Указанный способ включает этапы создания контейнера для вмещения порошка, предназначенного для спрессовывания. Указанный контейнер задает осевое направление и имеет верхнюю часть, нижнюю часть и наружную стенку, соединяющую верхнюю и нижнюю части с образованием внутреннего пространства контейнера, причем контейнер имеет среднюю часть. Наружная стенка имеет верхний участок и нижний участок. Вдоль каждого из указанных участков выполняют постепенное сужение, так что толщина каждого участка уменьшается вдоль осевого направления к средней части контейнера. Каждое сужение определяет угол α между внутренней и наружной поверхностями наружной стенки. Способ включает определение ненулевого значения угла α так, что после процесса горячего изостатического прессования верхний и нижний участки контейнера деформируются до заданных положений относительно осевого направления контейнера.

[0014] Эти и другие особенности, аспекты и преимущества данного изобретения станут более понятны из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения. Сопроводительные чертежи, которые включены в данное описание и являются его частью, иллюстрируют варианты выполнения изобретения и совместно с описанием служат для объяснения принципов изобретения.

Краткое описание чертежей

[0015] Ниже приведено полное и доступное описание иллюстративных вариантов выполнения данного изобретения, адресованное специалистам в данной области техники и выполненное со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

[0016] Фиг.1 изображает схематический разрез вдоль одной стороны контейнера перед подверганием его процессу ГИП.

[0017] Фиг.2 изображает схематический разрез вдоль одной стороны контейнера, показанного на фиг.1, после воздействия давления и температуры процесса ГИП.

[0018] Фиг.3, 4 и 5 изображают схематические разрезы иллюстративных вариантов выполнения контейнера в соответствии с данным изобретением. На каждом чертеже изображена только одна сторона контейнера. Пунктирные линии изображают контейнер после обработки прессованием.

[0019] Фиг.6 изображает схематический разрез иллюстративного варианта выполнения контейнера в соответствии с данным изобретением. На чертеже изображена только одна сторона контейнера.

[0020] Фиг.7 изображает схематический разрез иллюстративного варианта выполнения контейнера, показанного на фиг.6, после его подвергания процессу ГИП.

Подробное описание изобретения

[0021] Для достижения преимущественных усовершенствований, описанных в данном документе, в данном изобретении предложены усовершенствованные способ и контейнер для формования заготовок с помощью горячего изостатического прессования и регулирования деформаций контейнера во время воздействия высоких температур и давлений при такой обработке для обеспечения получения заготовки с заданной или выбранной формой. В целях описания изобретения делается подробная ссылка на его варианты выполнения, один или более примеров которых показаны на чертежах. Каждый пример приведен для объяснения изобретения и не является ограничивающим. Фактически специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что возможно выполнение различных модификаций и изменений данного изобретения без отклонения от его объема или идеи. Например, признаки, изображенные или описанные как часть одного варианта выполнения, могут использоваться в другом варианте выполнения для получения в результате еще одного варианта выполнения. Таким образом, подразумевается, что данное изобретение охватывает такие модификации и изменения, а также их эквиваленты, как находящиеся в рамках объема прилагаемой формулы изобретения.

[0022] Фиг.3, 4 и 5 изображают иллюстративные варианты выполнения контейнера 201 в соответствии с данным изобретением. На каждом чертеже показана в разрезе одна сторона контейнера 201. Контейнер 201 выполнен таким образом, что деформации, возникающие во время уплотнения в процессе ГИП, приводят к созданию заготовки 206 с по существу прямой стороной 216, что также обеспечивает по существу параллельные стороны 216 заготовки 206 цилиндрической формы. Форма контейнера 201 после процесса деформации показана на фиг.3, 4 и 5 пунктирными линиями.

[0023] Контейнер 201 имеет наружную стенку 210, проходящую между его верхней частью 200 и нижней частью 235 с образованием внутреннего пространства 202. Бочкообразная форма контейнера 201 задает осевое направление A, которое в данном документе используется для определения угла α, как описано далее. Во внутреннем пространстве 202 находится порошок, который необходимо спрессовать во время обработки ГИП с получением заготовки 206, имеющей по существу параллельные стороны и/или по существу цилиндрическую форму.

[0024] В данном иллюстративном варианте выполнения наружная стенка 210 контейнера 201 разделена на три участка, к которым относятся верхний участок 215, нижний участок 225 и центральный участок 220, расположенный между верхним и нижним участками 215 и 225. Центральный участок 220 ограничен частью наружной стенки 210, которая по существу параллельна осевому направлению A. Несмотря на то что это не показано на чертежах, центральный участок 220 может иметь, например, слегка дугообразную форму для содействия регулированию деформации во время процесса ГИП.

[0025] Как показано на фиг.3, 4 и 5, как верхний участок 215, так и нижний участок 225 расположены под ненулевым углом α к осевому направлению A. Значение угла α выбирается так, что в результате деформации наружной стенки 210 во время прессования стороны 216 контейнера 201 становятся по существу параллельными, благодаря чему, в свою очередь, получаемая в результате заготовка 206 имеет по существу параллельные стороны. Более конкретно, по мере уменьшения объема порошка в контейнере 201 во время процесса ГИП стенки 210 толкаются внутрь по направлению к внутреннему пространству 202 контейнера 201. При выборе соответствующего значения угла α, под которым верхний и нижний участки 215 и 225 проходят в направлении наружу до проведения процесса ГИП, деформации во время процесса ГИП приводят к перемещению указанных участков 215 и 225 по направлению к внутреннему пространству контейнера 201 так, что после процесса ГИП угол α становится приблизительно равен нулю, что обеспечивает получение заготовки 206 с по существу параллельными сторонами или придание ей цилиндрической формы. При необходимости после этого контейнер 201 может быть механически обработан или срезан с заготовки 206. Как вариант, поскольку теперь контейнер 201 обеспечивает сохранение по существу равномерной формы заготовки 206, может быть желательным оставить контейнер 201 на месте для его использования на предполагаемом изделии или готовом продукте.

[0026] В контейнере 201 могут использоваться различные выбранные углы α. В целях иллюстрации на фиг.3 показан угол α в 3°, на фиг.4 - угол α в 6°, а на фиг.5 - угол α в 10°. Значение угла α, используемое для какого-либо конкретного случая применения, зависит, например, от ожидаемого объема прессования, свойств порошка, геометрических параметров контейнера 201, а также материала (материалов) и толщин, используемых для создания контейнера 201. В каждом случае значение угла α определено таким образом, что после обработки ГИП верхний и нижний участки 215 и 225 деформируются до заданных положений. Например, участки 215 и 225 могут быть перемещены от внутреннего пространства 202 контейнера 201 так, что после прессования наружные стенки 210 становятся по существу параллельными. В этом случае в некоторых вариантах выполнения угол α обычно составляет от приблизительно 0° до приблизительно 10°. В других вариантах выполнения угол α составляет от приблизительно 1° до приблизительно 10°. Однако также возможен выбор других заданных положений верхнего и нижнего участков 215 и 225 для обеспечения получения заготовки 206 с заданной или выбранной формой. Например, угол α может быть выбран таким образом, что после деформации верхний участок 215 и/или нижний участок 225 обеспечивают вогнутую, выпуклую или иную необходимую форму наружной стенки 210.

[0027] Фиг.6 и 7 изображают дополнительные иллюстративные варианты выполнения контейнера 301 в соответствии с данным изобретением. На каждом чертеже показана одна сторона контейнера 301 в разрезе. На фиг.6 изображен контейнер 301 перед обработкой ГИП, тогда как на фиг.7 изображен контейнер 301 после обработки ГИП. Как и в случае варианта выполнения, показанного на фиг.3-5, контейнер 301 выполнен таким образом, что в результате деформаций, возникающих во время прессования в процессе ГИП, заготовка 306 имеет по существу прямую сторону вдоль внутренней поверхности 345 контейнера 301, что также обеспечивает по существу параллельные стороны в случае заготовки 306 цилиндрической формы.

[0028] Контейнер 301 имеет наружную стенку 310, проходящую между верхней частью 300 и нижней частью 335 контейнера с образованием внутреннего пространства для порошка 305, который необходимо спрессовать во время обработки ГИП в заготовку 306, имеющую по существу параллельные стороны и/или по существу цилиндрическую форму. В данном иллюстративном варианте выполнения наружная стенка 310 контейнера 301 разделена на два участка, к которым относятся верхний участок 315 и нижний участок 325.

[0029] Как показано на фиг.6, каждый участок 315 и 325 наружной стенки 310 имеет наружную поверхность 340 и внутреннюю поверхность 345. До деформации наружная поверхность 340 является по существу плоской и параллельной осевому направлению A контейнера 301, так что контейнер 301 имеет по существу цилиндрическую форму вдоль наружной поверхности 340. Однако до деформации внутренняя поверхность 340 расположена под ненулевым углом α к осевому направлению A. Более конкретно, каждый участок 315 и 325 наружной стенки 310 постепенно сужается так, что внутренняя поверхность 345 расположена под ненулевым углом α к осевому направлению A или наружной поверхности 340. Сужение каждого участка 300 и 335 выполнено так, что толщина наружной стенки 310 уменьшается в направлении от верхней части 300 или от нижней части 335 к средней части контейнера 301.

[0030] Как проиллюстрировано на фиг.7, значение угла α выбрано таким образом, что после обработки прессованием в результате деформации наружной стенки 310 внутренняя поверхность 345 контейнера 301 становится по существу параллельна осевому направлению A. Более конкретно, при выборе соответствующего угла α, под которым происходит сужение верхнего участка 315 и нижнего участка 325, деформации во время процесса ГИП приводят к перемещению участков 315 и 325 по направлению к внутреннему пространству контейнера 301, так что после процесса ГИП заготовка 306 имеет по существу параллельные стороны или цилиндрическую форму, а также по существу прямой профиль вдоль линии 330. При необходимости после этого контейнер 301 может быть механически обработан или срезан с поверхности заготовки 306 по линии 330 без потерь или с минимальными потерями материала заготовки 306. По сравнению с линией 130 срезания, показанной на фиг.2, экономия материала может быть существенной.

[0031] В контейнере 301 могут использоваться различные выбранные углы α. В целях иллюстрации на фиг.6 показан угол α в 3°. Однако значение угла α, используемое для какого-либо конкретного случая применения, зависит, например, от ожидаемого объема прессования, свойств порошка, геометрических параметров контейнера 301, а также материала (материалов) и толщин, используемых для создания контейнера 301. В каждом случае значение угла α определено таким образом, что после обработки ГИП верхний и нижний участки 315 и 325 деформируются до заданных положений. В некоторых вариантах выполнения угол α составляет от приблизительно 0° до приблизительно 10°. В других вариантах выполнения угол α составляет от приблизительно 1° до приблизительно 10°. Кроме того, также возможен выбор других заданных положений верхнего и нижнего участков 315 и 325 для обеспечения получения заготовки 306 с заданной или выбранной формой. Например, угол α может быть выбран таким образом, что после деформации верхний участок 315 и/или нижний участок 325 обеспечивают вогнутую, выпуклую или иную необходимую форму наружной стенки 310.

[0032] Несмотря на то что данный объект изобретения подробно описан применительно к конкретным иллюстративным вариантам его выполнения и способам его осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что на основании вышеизложенного могут быть выполнены модификации, изменения и технические эквиваленты таких вариантов выполнения. Соответственно, содержание данного описания приведено в качестве примера, а не в качестве ограничения, при этом объект описания не препятствует включению таких модификаций, изменений и/или дополнений в данный объект изобретения, что должно быть очевидно специалисту в данной области техники.

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ

100 верхняя часть
101 контейнер
105 порошок (смесь)
106 заготовка
110 стенка
115 участок
130 линия
135 нижняя часть
200 верхняя часть
201 контейнер
202 внутреннее пространство
206 заготовка
210 наружная стенка
215 верхний участок, стенка, участок
216 прямая сторона, параллельная сторона
220 центральный участок
225 нижний участок
235 нижняя часть контейнера
300 верхняя часть контейнера, верхний участок, участок
301 контейнер
305 порошок
306 заготовка
310 наружная стенка
315 (верхний)участок
325 (нижний) участок
330 линия
335 нижняя часть контейнера, нижний участок, нижняя часть, участок
340 наружная поверхность
345 внутренняя поверхность

1. Контейнер (201) для горячего изостатического прессования металлического порошка с получением заготовки заданной формы, содержащий верхнюю часть (200), нижнюю часть (235) и наружную стенку (210), расположенную между верхней частью (200) и нижней частью (235) контейнера и соединяющую их с образованием внутреннего пространства (202) для размещения металлического порошка, причем наружная стенка (210) имеет верхний и нижний участки (215, 225), отходящие под углом в наружном направлении от внутреннего пространства (202) контейнера (201) с образованием угла α к осевому направлению (A) контейнера (201), величина которого выбирается из условия возможности регулирования деформации верхнего и нижнего участков (215, 225) наружной стенки (210) контейнера (201) относительно осевого направления (А) контейнера (201) в процессе горячего изостатического прессования с обеспечением заданной формы получаемой заготовки.

2. Контейнер (201) по п. 1, в котором указанный угол α составляет от приблизительно 1° до приблизительно 10°.

3. Контейнер (201) по п. 1, в котором значение угла α выбрано с возможностью получения после горячего изостатического прессования заготовки, имеющей по существу параллельные, выпуклые или по существу вогнутые стороны (216) вдоль указанной наружной стенки (210) контейнера (201).

4. Способ горячего изостатического прессования металлического порошка с получением заготовки заданной формы, включающий использование контейнера (201) по одному из пп. 1-3 и задание величины угла α, обеспечивающего в процессе горячего изостатического прессования возможность регулирования деформации верхнего и нижнего участков (215, 225) наружной стенки (210) контейнера (201) до заданных положений относительно осевого направления (A) контейнера (201) для получения заданной формы заготовки.

5. Способ по п. 4, в котором в процессе горячего изостатического прессования деформируют наружную стенку (210) контейнера (201) так, что верхний участок (215) и нижний участок (225) становятся по существу параллельными осевому направлению (A) контейнера (201).

6. Способ по п. 4, в котором угол α составляет от приблизительно 1° до приблизительно 10°.

7. Контейнер (301) для горячего изостатического прессования металлического порошка с получением заготовки заданной формы, содержащий верхнюю часть (300), нижнюю часть (335) и наружную стенку (310), расположенную между верхней частью (300) и нижней частью (335) контейнера и соединяющую их с образованием внутреннего пространства для размещения металлического порошка, причем наружная стенка (310) имеет верхний участок (315) и нижний участок (325), каждый верхний и каждый нижний участки (315, 325) выполнены с постепенным сужением, толщина которого на каждом участке (315, 325) уменьшается вдоль осевого направления (А) контейнера (301) к средней части контейнера (301), при этом каждое сужение между внутренней поверхностью (345) и наружной поверхностью (340) наружной стенки (310) образует угол α, величина которого выбирается из условия возможности регулирования деформации верхнего и нижнего участков (315, 325) наружной стенки (310) контейнера (301) в процессе горячего изостатического прессования с обеспечением заданных положений относительно осевого направления (А) контейнера (301) для получения заданной формы заготовки.

8. Контейнер (301) по п. 7, в котором угол α составляет от приблизительно 1° до приблизительно 10°.

9. Способ горячего изостатического прессования металлического порошка с получением заготовки заданной формы, включающий использование контейнера (301) по одному из п. 7 или 8 и задание величины угла α, обеспечивающего в процессе горячего изостатического прессования возможность регулирования деформации верхнего и нижнего участков (315, 325) наружной стенки (310) контейнера (301) до заданных положений относительно осевого направления (A) контейнера (301) для получения заданной формы заготовки.

10. Способ по п. 9, в котором в процессе горячего изостатического прессования деформируют наружную стенку (310) контейнера (301) так, что верхний участок (315) и нижний участок (325) становятся по существу параллельными осевому направлению (A) контейнера (301).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов и может быть использовано в производстве тяжелонагруженных деталей газотурбинных двигателей (ГТД), работающих в условиях градиента температуры и имеющих механические свойства, меняющиеся по сечению.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к созданию легких материалов с низким коэффициентом линейного расширения, и может быть использовано в качестве конструкционного материала при создании командных приборов систем управления летательных аппаратов с высокими эксплуатационными характеристиками.

Изобретение относится к оборудованию для прессования под высоким давлением. Пресс высокого давления содержит сосуд высокого давления, ограждающий камеру высокого давления и содержащий находящуюся под высоким давлением рабочую среду, корпус, вентилятор, соединенный с ним электродвигатель, охлаждающее устройство для охлаждения участка стенки корпуса, насосное устройство и направляющий элемент.

Изобретение относится к оборудованию для прессования под высоким давлением и при высокой температуре. Горячий изостатический пресс состоит из резервуара для создания давления, внутри которого имеется загрузочное пространство.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлической детали, усиленной вставкой из керамических волокон. .

Изобретение относится к оборудованию для газостатической обработки, а именно к двухкамерным газостатам. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению изделий из жаропрочных никелевых сплавов. .

Газостат // 2479381
Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к оборудованию для обработки дискретных или сплошных материалов при одновременном или комбинированном воздействии на них высоких до 500 МПа давлений и температур до 2000°С, создаваемых в газовой среде рабочей камеры газостата.

Газостат // 2479380
Изобретение относится к области порошковой металлургии, непосредственно к оборудованию для обработки дискретных или сплошных материалов при одновременном или комбинированном воздействии на них высоких до 500 МПа давлений и температур до 2000°С, создаваемых в газовой среде рабочей камеры газостата.

Изобретение относится к области двигателестроения, точнее к осевым турбинам и компрессорам газотурбинных двигателей, а конкретно к способу изготовления биметаллических блисков с охлаждаемыми лопатками, в том числе высокотемпературных газотурбинных двигателей большого ресурса.

Изобретение относится к способу и контейнеру формования заготовок с использованием горячего изостатического прессования. Способ и контейнер обеспечивают регулирование объема контейнера с получением заготовки заданной формы и размера исходя из выбранной загрузки металлического порошка для контейнера. Указанный контейнер выполнен с возможностью регулирования его углов для устранения краевых эффектов и обеспечения дополнительного контроля формы получающейся заготовки. Использование изобретения исключает деформацию контейнера и потери металлического порошка. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению ледебуритных инструментальных сталей способом порошковой металлургии. Способ получения материала с изотропными механическими свойствами, улучшенной износостойкостью и высоким потенциалом закалки характеризуется тем, что из ледебуритной инструментальной стали методом порошковой металлургии путем распыления жидкой стали азотом получают порошок и горячим изостатическим прессованием порошка получают HIP-заготовку. Заготовку подвергают высокому отжигу при температуре выше 1100°C и по меньшей мере на 10°C ниже температуры плавления самой низкоплавкой фазы структуры стали в течение более 12 часов с обеспечением увеличения среднего размера включений карбидной фазы по меньшей мере на 65%, скругления их поверхности и гомогенизации матрицы, а затем проводят улучшение путем закалки с последующим отпуском. Материал имеет изотропные механические свойства и имеет в термически улучшенном состоянии долю карбидных фаз M6C- и MC-карбидов по меньшей мере 7,0 об.% при среднем размере включений карбидных фаз больше 2,8 мкм в матрице. Концентрация углерода в матрице составляет от 0,45 до 0,75 мас.%. Материалы характеризуются высокой износостойкостью. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при производстве заготовок дисков газотурбинных двигателей из гранулированных порошков жаропрочных никелевых сплавов. Контейнер для горячего изостатического прессования изделий кольцевой формы с соотношением диаметра изделия к его толщине более 10 содержит корпус высотой, не превышающей 0,7 его диаметра, и закладные элементы, размещенные в корпусе без жесткого крепления к его внутренней поверхности и с образованием перпендикулярных оси контейнера формообразующих полостей, которые выполнены с наружным диаметром 1,12-1,15 от диаметра изделия и имеют поверхность, ответную конфигурации поверхности изделия. Обеспечивается повышение коэффициента использования металла. 1 пр., 3 ил.

Изобретение относится к области обработки изделий горячим прессованием. Устройство для обработки содержит сосуд высокого давления, имеющий печную камеру и расположенный под ней теплообменник. Печная камера содержит теплоизолированный кожух и печь. Между корпусной частью и теплоизолирующим участком теплоизолированного кожуха образован направляющий проход, предназначенный для направления рабочей среды под давлением. В кожухе предусмотрены по меньшей мере один первый впуск и по меньшей мере один второй впуск для пропускания рабочей среды под давлением в направляющий проход. При этом по меньшей мере один второй впуск расположен под теплообменником в вертикальном направлении и в направлении потока рабочей среды под давлением в направляющем проходе во время фазы охлаждения, а по меньшей мере один первый впуск расположен над теплообменником. В результате обеспечивается быстрое охлаждение при низких тепловых нагрузках на сосуд высокого давления. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к обработке изделий горячим прессованием, в частности горячим изостатическим прессованием. Узел прессования содержит сосуд высокого давления, который выполнен с неравномерной толщиной стенки. Стенка сосуда содержит участки сосуда с большей толщиной на верхнем и нижнем концевых участках и участки с меньшей толщиной на центральном участке. В соответствии с одним вариантом выполнения соотношение наружного и внутреннего диаметров на центральном участке сосуда составляет менее 1,2, обычно 1,1 или менее, предпочтительно менее 1,07. В соответствии со вторым вариантом выполнения соотношение наружного и внутреннего диаметров на центральном участке меньше, чем соотношение толщин стенки на концевых участках и центральном участке. В результате обеспечивается возможность управляемого, быстрого и равномерного охлаждения сосуда высокого давления. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к обработке изделий горячим прессованием, предпочтительно горячим изостатическим прессованием. Прессовое устройство содержит топочную камеру, расположенную внутри камеры высокого давления устройства и окруженную теплоизолированным кожухом. Под топочной камерой размещен нижний изолирующий участок. Для циркуляции рабочей среды под давлением в топочной камере предназначен вентилятор с регулируемым числом оборотов. В устройстве предусмотрен по меньшей мере один питающий канал с выпуском. Указанный канал обеспечивает соединение между зоной под нижним изолирующим участком и впуском вентилятора для смешивания потока из указанной зоны с потоком в канале над нижним изолирующим участком и ниже топочной камеры. При этом обеспечена возможность регулирования указанного смешанного потока путем корректировки числа оборотов вентилятора. В результате обеспечивается возможность точной регулировки температуры рабочей среды под давлением и скорости ее изменения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретения относятся к обработке горячим изостатическим прессованием летучих или пылеобразующих субстанций. Субстанцию помещают в контейнер, который размещают в топочной камере устройства прессования. Топочная камера установлена внутри резервуара высокого давления, имеющего верхнюю и нижнюю крышки. Рабочую среду прессования загружают в резервуар высокого давления и повышают давление в нем до установленной величины. Рабочую среду, вытекающую из топочной камеры, перед контактом с резервуаром высокого давления пропускают по направляющему каналу через по меньшей мере один модуль улавливания субстанции. Направляющий канал представляет собой часть петли внешнего охлаждения. В результате обеспечивается безопасная обработка субстанций. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке изделий горячим прессованием, в частности горячим изостатическим прессованием. Устройство для горячего прессования включает в себя сосуд высокого давления и расположенную внутри него печную камеру для размещения обрабатываемых изделий. По меньшей мере один направляющий канал, сообщающийся с печной камерой, образует внешний охлаждающий контур, при этом рабочая среда на участке внешнего охлаждающего контура направляется таким образом, что она проходит вблизи стенок сосуда высокого давления и верхнего торцевого закрывающего устройства перед тем, как повторно попасть в печную камеру. Обеспечивается быстрое контролируемое охлаждение обрабатываемого изделия и рабочей среды во время горячего изостатического прессования. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Готовят смесь, содержащую не более 65 мас.% порошка, полученного методом плазменного распыления титанового сплава ВТ-22, не менее 30 мас.% смеси технических порошков титана ПТМ и никеля ПНК, взятых в соотношении 1:1, и 3-5 мас.% полученного электролизом порошка меди ПМС-1 фракции менее 50 мкм. Полученную смесь прессуют при давлении 800-1000 МПа, а затем проводят спекание в вакууме при температуре не менее 900°C более 1 часа. Обеспечивается получение материала на основе титана, обладающего высокой прочностью. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к термической обработке турбинных лопаток, преимущественно выполненных из жаростойких сплавов на основе никеля. Способ включает нанесение защитного покрытия на поверхность отливок лопаток и их последующее горячее изостатическое прессование (ГИП). Перед нанесением защитного покрытия на поверхность отливок лопаток наносят по меньшей мере один слой керамики на основе тугоплавких окислов толщиной 0,1-2,0 мм с температурой плавления по меньшей мере на 50°С выше температуры ликвидуса сплава отливок лопаток. В качестве защитного покрытия используют жаростойкое металлическое покрытие с толщиной слоя 15-200 мкм. Защитное покрытие может быть выполнено из материала, выбранного из группы, включающей жаростойкий никелевый сплав, титан, хром. ГИП может быть выполнено до удаления керамического стержня, формирующего внутреннюю полость отливок лопаток. Внутренняя полость отливок лопаток перед проведением ГИП может быть заполнена керамическим порошком с температурой плавления по меньшей мере на 50°С выше температуры ликвидуса сплава отливок лопаток. Обеспечивается исключение образования измененного слоя у внешней поверхности лопаток, содержащего выделения топологически плотноупакованных (ТПУ) фаз при термической обработке. 3 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 пр.
Наверх