[發(fā)明專利]壓制設(shè)備和冷卻所述設(shè)備中的制品的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880084906.2
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN111683806B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 皮爾·伯斯特羅姆;奧斯卡·奧洛夫森;斯特凡·古斯塔夫松;羅杰·圖恩霍姆
• 申請（專利權(quán)）人: 昆特斯技術(shù)公司
• 主分類號: B30B11/00
• 分類號: B30B11/00;B22F3/15
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 李娜娜;王新華

披露了一種壓制設(shè)備(100)。該壓制設(shè)備(100)包括：壓力容器(2)，該壓力容器包括壓力缸(1)、頂端封閉件(3)和底端封閉件(9)；爐腔(18)，該爐腔用于加熱壓力介質(zhì)；多個引導(dǎo)通路(10，11，13)；負(fù)載隔室(19)，該負(fù)載隔室被配置為容納要處理的至少一個制品；以及至少一個流動發(fā)生器(30，32)，該至少一個流動發(fā)生器用于使壓力介質(zhì)在該壓力容器內(nèi)流通。該壓制設(shè)備進一步包括布置在該頂端封閉件或該底端封閉件中的熱交換元件(170)。該熱交換元件包括用于允許壓力介質(zhì)流過該熱交換元件的至少一個通路、以及用于允許冷卻介質(zhì)在該至少一個回路內(nèi)流通以冷卻壓力介質(zhì)的至少一個回路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及壓力處理領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及一種用于通過比如熱等靜壓(HIP)等熱壓來處理至少一個制品的壓制設(shè)備。

背景技術(shù)

熱等靜壓(HIP)可以例如用于減少或者甚至消除鑄件(例如，渦輪機葉片)中的孔隙率，以便顯著增加它們的使用壽命和強度(例如，它們的疲勞強度)。此外，HIP還可以用于通過壓縮粉末來制造產(chǎn)品，其中，粉末裝罐在金屬片囊中，從而給予產(chǎn)品所期望的形狀。HIP對于提供期望或要求完全或基本上完全致密以及具有無孔或基本上無孔的外表面等的產(chǎn)品具有特別的意義。

要通過HIP進行壓力處理的制品可以被定位在隔熱壓力容器的負(fù)載隔室或腔室中。處理循環(huán)可以包括裝載制品、處理制品和卸載制品?？梢酝瑫r處理若干個制品。處理循環(huán)可以被分成比如壓制階段、加熱階段和冷卻階段等幾個部分或階段。在將制品裝載到壓力容器中之后，則可以密封該壓力容器，隨后將壓力介質(zhì)(例如，包括比如含氬氣體等惰性氣體)引入到壓力容器及其負(fù)載隔室中。然后增加壓力介質(zhì)的壓力和升高其溫度，使得制品在選定的時間段期間經(jīng)受已增加的壓力和已升高的溫度。通過布置在壓力容器的爐腔中的加熱元件或爐子來升高壓力介質(zhì)的溫度，這進而導(dǎo)致制品的溫度升高。壓力、溫度和處理時間可以例如取決于被處理制品的期望的或需要的材料特性、具體的應(yīng)用領(lǐng)域、以及被處理制品的質(zhì)量要求。HIP中的壓力可以例如在從200巴至5000巴(比如從800巴至2000巴)的范圍內(nèi)。HIP中的溫度可以例如在從300℃至3000℃(比如從600℃至2000℃)的范圍內(nèi)。

當(dāng)制品的壓力處理完成時，制品可能需要在從壓力容器移除或卸載之前被冷卻。制品的冷卻特性(例如其冷卻速率)可能影響被處理制品的冶金性能。通常期望的是能夠以均勻的方式冷卻制品，并且如果可能的話，能夠控制冷卻速率。已經(jīng)作出努力來減少對已經(jīng)受HIP的制品進行冷卻所需的時間段。例如，在冷卻階段期間，可能要求或期望快速降低壓力介質(zhì)的溫度(并且從而也降低制品的溫度)，而不會引起負(fù)載隔室內(nèi)任何大的溫度變化(例如，使得負(fù)載隔室內(nèi)的溫度以均勻的方式降低)。此外，可能期望的是在選定的時間段期間內(nèi)將溫度保持處于某一溫度水平或某一溫度范圍內(nèi)，而在選定的時間段期間沒有或只有小的溫度波動。通過在制品冷卻期間避免負(fù)載隔室內(nèi)任何大的溫度變化，因此在制品的冷卻期間在制品本身的不同部分內(nèi)可能沒有溫度變化或者只有非常小的溫度變化。因此，可以降低被處理制品中的內(nèi)部應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容

可以設(shè)想的是，可以在制品經(jīng)受相對高的壓力的同時對制品進行冷卻，這對于被處理制品的冶金性能可能是有利于的。

鑒于此以及前述背景技術(shù)部分中的描述，本發(fā)明的關(guān)注點是提供一種能夠例如通過HIP對至少一個制品進行壓力處理的壓制設(shè)備，該壓制設(shè)備能夠在處理循環(huán)的冷卻階段期間將經(jīng)受壓力處理的至少一個制品相對快速地冷卻到所需的或期望的溫度。

本發(fā)明的另一關(guān)注點是提供一種能夠例如通過HIP對至少一個制品進行壓力處理的壓制設(shè)備，該壓制設(shè)備能夠在處理循環(huán)的冷卻階段期間對經(jīng)受壓力處理的至少一個制品提供相對高的冷卻速率，其中可能的壓力介質(zhì)的冷卻速率超過每分鐘300℃。

為了解決這些關(guān)注點和其他關(guān)注點中的至少一個，提供了根據(jù)獨立權(quán)利要求的壓制設(shè)備。優(yōu)選的實施例由從屬權(quán)利要求限定。