أخبار الشركة عن دليل كامل للضغط الإيزوستاتيكي: من مبادئ تشكيل إلى الغليان النهائي

أولاً: ما هو الكبس المتساوي الضغط؟
الكبس المتساوي الضغط هو تقنية تشكيل مساحيق متقدمة. يعتمد مبدأها الأساسي على قانون باسكال - الضغط المطبق على سائل محصور (سائل أو غاز) ينتقل بشكل موحد في جميع الاتجاهات. باستخدام هذا المبدأ، يطبق الكبس المتساوي الضغط ضغطًا عاليًا وموحدًا من جميع الجوانب على المسحوق المحصور داخل قالب مرن، مما ينتج أجسامًا خضراء عالية الأداء ذات كثافة استثنائية وتكامل هيكلي.

الاختلافات الرئيسية عن الكبس التقليدي:

• الكبس بالقالب/الميكانيكي:يعتمد على ضغط أحادي المحور أو ثنائي المحور من قوالب صلبة. الاحتكاك ضد جدران القالب يخلق تدرجات كثافة (غالبًا ما تكون أكثر كثافة في الأعلى، وأقل كثافة في الأسفل). تتأثر العملية بتوزيع درجة الحرارة والضغط غير المتكافئ، مما يؤدي إلى تفاوتات أبعاد أكبر في المنتج النهائي.

• الكبس المتساوي الضغط:يطبق الوسط السائل ضغطًا موحدًا متعدد الاتجاهات، مما يلغي تمامًا تأثيرات الاحتكاك. ينتج عن ذلك توحيد كثافة ممتاز في المنتج المشكل. يمنع توزيع الإجهاد الموحد تركيزات الإجهاد الناتجة عن الاحتكاك، مما يجعل الجسم الأخضر أقل عرضة للتشقق أو التشوه أثناء التجفيف والتلبيد. يتيح تشكيل الأشكال المعقدة والمكونات الكبيرة، غالبًا بتكاليف تشغيل منخفضة نسبيًا. كما أن لديه متطلبات أقل صرامة على قابلية تدفق المسحوق مقارنة بالكبس بالقالب، مما يستوعب مجموعة واسعة من مواد المسحوق.

الكبس المتساوي الضغط في Kegu:نستخدم في المقام الأول الكبس المتساوي الضغط على البارد (CIP)، وهي تقنية ناضجة ضمن عملياتنا. يتم تطبيقها بشكل بارز في تصنيع أنابيب حماية المزدوجات الحرارية الخاصة بنا. بعد تشكيل CIP والمعالجة الثانوية والتلبيد، تلبي المنتجات النهائية جميع متطلبات أداء العملاء المحددة. حاليًا، نستخدم الكبس المتساوي الضغط للمنتجات ذات الأشكال المعقدة ونسعى باستمرار إلى إجراء تحسينات فنية لتحسين عمليات تشكيل المواد.

ثانيًا: ثلاثة أنواع رئيسية من الكبس المتساوي الضغط

1. الكبس المتساوي الضغط على البارد (CIP)

• نطاق درجة الحرارة: درجة حرارة الغرفة
• الوسط الضاغط: الماء أو المستحلبات المائية
• نطاق الضغط: 100 - 630 ميجا باسكال
• الاستخدام الأساسي: التشكيل الأولي للمساحيق لإنشاء "أجسام خضراء" للتلبيد اللاحق.
• خصائص العملية: منخفض التكلفة نسبيًا، ومناسب لمعظم مساحيق السيراميك والمعادن، وقادر على تشكيل أشكال معقدة، وينطبق على مجموعة واسعة من المواد. ومع ذلك، تتطلب المنتجات المشكلة عادةً تشغيلًا ثانويًا. يمكن أن تكون كفاءة الإنتاج أقل، وتصميم القالب أكثر تعقيدًا، والقوالب مواد استهلاكية.

2. الكبس المتساوي الضغط على الساخن (HIP)

• نطاق درجة الحرارة: 1000 - 2200 درجة مئوية
• الوسط الضاغط: الغازات الخاملة (مثل الأرجون والنيتروجين)
• نطاق الضغط: 100 - 200 ميجا باسكال
• الميزة الرئيسية: يجمع بين التشكيل والتلبيد في خطوة واحدة، مما ينتج مباشرة مكونات نهائية شبه كثيفة.
• مجالات التطبيق: شفرات توربينات الفضاء، وزراعة الأعضاء الطبية الحيوية، ومواد الأدوات الممتازة، إلخ.

3. الكبس المتساوي الضغط الدافئ (WIP)

• نطاق درجة الحرارة: 80 - 450 درجة مئوية
• الوسط الضاغط: الزيت أو السوائل المتخصصة
• الغرض الخاص: يتعامل مع المواد التي يصعب تشكيلها في درجة حرارة الغرفة، مثل بعض البوليمرات أو الجرافيت.
• الوضع الفني: تقنية تكميلية بين CIP و HIP، تتميز بأنظمة تحكم في درجة الحرارة مضافة مما يزيد من تعقيد المعدات.

ثالثًا: تصميم القالب: مفتاح الكبس المتساوي الضغط الناجح
يعتمد الكبس المتساوي الضغط الناجح بشكل كبير على اختيار مادة القالب وتصميمه. في [اسم الشركة، على سبيل المثال، Kegu]، نصمم قوالب مخصصة بناءً على متطلبات العميل. يلعب القالب المصمم جيدًا دورًا حاسمًا في عملية تشكيل المنتج. تشمل النقاط الرئيسية المتعلقة بتصميم القالب:

أساسيات التصميم:

1. اختيار الموادالمطاط/السيليكون: مرن، مرن، مناسب للأشكال المعقدة ذات متطلبات إزالة القوالب العالية. منخفض التكلفة وناضج تقنيًا.

2. البولي يوريثين: أصبح الاتجاه السائد. من خلال تعديل التركيبات، يمكن تحقيق مجموعة واسعة من الصلابة لتلبية الاحتياجات المختلفة. يوفر مرونة جيدة، ومقاومة للضغط، وعمر خدمة طويل، وينتج أسطحًا ناعمة على الأجسام الخضراء التي تم إزالة القوالب منها. التكلفة أعلى من المطاط القياسي.

3. تغليف المعادن/الزجاج: يستخدم على وجه التحديد لـ HIP، مما يوفر لدونة جيدة في درجات الحرارة العالية وخصائص الإغلاق.

4. مبادئ تصميم التجويف

   • حساب نسبة الانضغاط: التحكم الدقيق في نسبة حجم تعبئة المسحوق إلى حجم الجسم الأخضر النهائي (عادةً حوالي 1.7:1).

   • القدرة على التكيف مع الشكل: يسمح بتصميم تجاويف داخلية معقدة، وأسطح منحنية، وهياكل ذات جدران رقيقة.

   • اعتبارات إزالة القوالب: دمج الأقماع أو الهياكل المقسمة لتسهيل إزالة القوالب.

5. نظام الإغلاق

   • يضمن عدم تسرب الوسط الضاغط إلى المسحوق تحت ضغط مرتفع. يستخدم بشكل شائع حلقات O أو هياكل ذاتية الإغلاق.

رابعًا: عملية الكبس المتساوي الضغط التفصيلية خطوة بخطوة

الخطوة 1: تعبئة المسحوق والتحضير

1. املأ القالب المرن بمسحوق موزون بدقة.

2. قم بإزالة الهواء عن طريق الاهتزاز أو التفريغ لضمان توزيع موحد للمسحوق.

3. أغلق القالب بدقة لتشكيل "حزمة مسحوق" كاملة.

الخطوة 2: التشكيل عالي الضغط

1. ضع القالب المختوم في وعاء الضغط العالي.

2. حقن الوسط الضاغط (الزيت أو الماء).

3. قم بتنشيط مضخات الضغط العالي لزيادة الضغط تدريجيًا إلى القيمة المحددة (على سبيل المثال، 300 ميجا باسكال).

4. مرحلة التوقف: الحفاظ على الضغط للسماح بإعادة ترتيب الجسيمات بشكل شامل والتشوه البلاستيكي.

الخطوة 3: تحرير الضغط وإزالة القوالب

1. قم بتنفيذ تحرير ضغط بطيء ومتحكم فيه (لمنع تشقق الجسم الأخضر).

2. أزل القالب من الوعاء.

3. انزع القالب المرن لاستعادة "الجسم الأخضر".

خامسًا: خصائص المنتج النهائي الملبد

1. توحيد الكثافة الاستثنائي

   • يمكن التحكم في اختلاف الكثافة بين الأقسام المختلفة في حدود 1٪.

   • يزيل مخاطر التشوه والتشقق الناتجة عن تدرجات الكثافة.

   • يمكن أن تصل الكثافة الإجمالية إلى أكثر من 99٪ من الكثافة النظرية.

2. خصائص ميكانيكية فائقة

   • قوة وصلابة عالية: أداء متساوي الخواص ومستقر وموثوق.

   • عمر إجهاد ممتاز: يقلل البنية المجهرية الموحدة من تركيزات الإجهاد.

   • دقة أبعاد مستقرة: ينتج عن الانكماش الموحد الحد الأدنى من التشوه.

3. القدرة على الشكل المرنة

   • يمكن أن تنتج أشكالًا هندسية معقدة مستحيلة باستخدام الكبس التقليدي.

   • تشكيل شبه صافي: يقلل بشكل كبير من بدل التشغيل اللاحق وفقدان المواد.

   • مناسب بشكل خاص للأجزاء الطويلة أو الأنبوبية أو على شكل قضيب ذات نسب أبعاد عالية.

4. بنية مجهرية مثالية

   • توزيع موحد لحجم الحبيبات.

   • كثافة عالية، مع مسامية تقترب من 0٪.

   • خالية من العيوب الداخلية والإجهادات المتبقية.

5. مظهر المنتج النهائي

   • يعرض السطح تشطيبًا موحدًا غير لامع.

   • انكماش أبعاد موحد بدقة يمكن التحكم فيها.

سادسًا: ملخص المزايا الفنية

سابعًا: مجالات التطبيق والتوقعات

• الفضاء: يستخدم HIP لمكونات سبائك التيتانيوم والسبائك الفائقة الحرجة (أقراص التوربينات، والشفرات) للقضاء على العيوب وتعزيز الأداء. تمثل القدرة على معالجة المكونات فائقة الحجم والمعقدة قدرة التصنيع الوطنية المتقدمة.

• الزراعة الطبية: يعد HIP أمرًا بالغ الأهمية لتصنيع المفاصل الخزفية عالية الأداء (الورك والركبة) من مواد مثل الزركونيا أو سيليكون النيتريد، وتحقيق كثافة وخصائص شبه مثالية.

• الطاقة والبيئة: تستخدم البطاريات الصلبة الإلكتروليتات الصلبة بدلاً من السائلة، لكن ضعف التلامس البيني الصلب بالصلب الصلب يمثل تحديًا كبيرًا. يعد الضغط المتساوي الخواص فائق الارتفاع للكبس المتساوي الضغط عملية رئيسية لتحقيق اتصال بيني وثيق وتعزيز أداء البطارية.

• تصنيع الأدوات: يعد الكبس المتساوي الضغط عملية رئيسية في تصنيع الأجزاء المقاومة للاهتراء وأدوات القطع المصنوعة من كربيد الأسمنت، مما يوفر الميزة الأساسية المتمثلة في إنتاج أجزاء عالية الكثافة وخالية من العيوب ذات خصائص موحدة.

الخلاصة: تعمل تقنية الكبس المتساوي الضغط، من خلال آلية تطبيق الضغط الموحدة الفريدة، على حل مشاكل اختلاف الكثافة وقيود الشكل المتأصلة في التشكيل التقليدي للمساحيق. من تصميم القالب الدقيق إلى عملية الكبس التي يتم التحكم فيها بدقة، وأخيراً إلى المنتج الملبد عالي الأداء، تمثل هذه السلسلة التكنولوجية الكاملة ذروة تعدين المساحيق الحديث. مع التقدم المستمر في علوم المواد، سيلعب الكبس المتساوي الضغط بلا شك دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في المزيد من المجالات المتطورة.