制造业是国家经济命脉所系
是立国之本、强国之基
日前
中国钢研在山东青岛举办
钢研昊普系列热等静压装备发布会
正式发布了
国内首台套超大型热等静压装备HIPEX1850
HIPEX750、全面升级的HIPEX500二代
和HIPEX300 URC产品
推动了我国高端材料制造领域取得新突破
钢研昊普系列热等静压装备发布会暨热等静压技术创新论坛
什么是热等静压技术？
热等静压装备有哪些应用？
今天来到小新的科普课堂
一起探秘“热等静压”的奥妙
让材料“升级”的先进技术
在普遍的视角下
让材料装备性能更强大
首先想到的就是打铁
生铁经过高温加热
锤击施加压力
内部杂质得以去除
铁具变得更加坚硬耐用
然而
热等静压
（Hot Isostatic Pressing，简称“HIP”）
技术作为一种先进的材料处理工艺
通过高温高压环境促进材料内部缺陷的愈合
致密度的提升以及相变的发生
从而显著改善材料的机械性能和使用寿命
该工艺是将制品放置到密闭的容器中
向制品施加各向同等的压力
同时施以高温
在高温高压的作用下
制品得以烧结和致密化
热等静压技术处理前后对比示意图
听上去
是不是有点像
太上老君的“八卦炉”
想象一下
它能够在高温高压的条件下
将各种材料“烹饪”成想要的“金丹”
这种技术不仅让材料的致密度更高
均匀性更好
而且性能也更加优异
简而言之
“脆皮”材料放进热等静压装备
处理之后
就有各种Buff加成
这里有几个关键词
“热”即超高温
最高可达到2200℃
工艺参数一般设置为材料熔点的70%—80%
“等静压”即利用惰性气体作为介质
相同压力从所有方向均匀作用于部件表面
惰性气体是什么？
是指在常温常压下具有稳定的化学性质
不易与其他物质发生化学反应的气体
当前
国内热等静压设备处理
主要使用氩气
致密化处理
不仅如此
既然能够让材料部件致密化
当然少不了“超高压”
常规为100—200MPa
相当于将材料放置于水下10000—20000米
经过热等静压工艺处理后
材料的耐磨性、耐腐蚀性
以及综合机械性能会获得极大的提升
材料疲劳寿命可提高10—100倍
扩散连接应用
除了致密化处理外
热等静压技术还主要有两大用处
一是扩散连接
即将两种或多种金属材料一体化
能够将金属或陶瓷材料之间的
固体-固体
固体-粉末
粉末-粉末连接
二是粉末冶金近净成形
即结合热等静压和粉末冶金技术
将合金粉末置于包套内一次成形
具有高性能、低成本的特点
近净成形应用
热等静压工艺能够满足材料应用中
极限工况条件下的使用需求
对于推动高端装备制造升级具有重要意义
超大型“装备锻造器”上新
热等静压技术需要系列装备的支持
但由于热等静压的实际工况需要设备
在高温状态下承受超高压力
因此大尺寸热等静压装备的
研发及制造是国际性的难题
该装备每扩大100mm
其技术难度将成倍提高
我国首台套超大型热等静压装备HIPEX1850
本次发布会
中国钢研发布多款热等静压设备
最值得关注的非HIPEX1850莫属
该装备是我国自主研制生产的
全国首台套超大型热等静压装备
是目前国内尺寸最大
国际尺寸第二大的热等静压装备
该装备是中国钢研
历经4年研发制造的新一代产品
引领了热等静压装备的新一轮技术革命
装备采用预应力钢丝缠绕结构
钢丝总重350吨
钢丝总长度约6000公里
具备30吨每炉次的材料承载量
能够对超大尺寸航空发动机机匣
发动机叶片、燃油喷嘴、涡轮盘等
大型核心零部件进行热等静压工艺处理
现场实地参观热静压装备HIPEX1850
热等静压装备的尺寸极大影响着
零部件的设计图纸
可以说尺寸的提升能极大提高
相关产品尺寸的设计阈值
提升高性能材料领域制造链条的综合能力
除此之外
本次发布会还官宣了
其他中大型和中小型热等静压装备——
HIPEX750、全面升级的HIPEX500二代
和HIPEX300 URC产品
对于需在超高温环境下处理的设备
能够快速降温同样是重要的研发课题
值得一提的是
作为系列新品中的“轻骑兵”
HIPEX300 URC是国内自主研制开发的
第一台具有均匀快速冷却功能的小型设备
具备快速启停、精准控温
快速降温、低能耗等多项先进技术
最大冷却速率超过50℃/min
该设备已完成测试、定型并开启量产
能满足航空航天、消费电子等领域
对高性能材料的迫切需求
推动产业应用，打造专精特新
技术变革带来应用产业进步
在航空航天领域
热等静压装备用于制造高性能的
钛合金、高温合金等材料
这些材料能够承受极端的温度和压力
确保飞机、火箭等飞行器
能够安全、可靠地飞行
在能源领域
热等静压装备和技术帮助
制造耐高温、耐腐蚀的材料
满足核电站、石油化工等领域
对材料性能的高要求
热等静压装备可应用于航空航天、电力能源、燃气轮机等多个高端制造领域
此外
热等静压技术在民用领域也发挥重要作用
在医疗领域
热等静压技术可以制造出更加坚固
耐腐蚀的人工骨骼和牙齿
在汽车领域
它可以帮助制造更轻
更坚固的车身和零部件
让汽车更加安全、节能
在电子领域
热等静压技术则能提升
电子元器件的性能和可靠性
热等静压技术在医疗领域的应用
应用的扩展离不开企业的长期投入
中国钢研是国内最早开展
热等静压技术、装备及材料研发应用的单位
1957年启动了热等静压技术研发工作
1977年
中国钢研完成了
中国第一台热等静压设备RD270
1988年
中国钢研自主研发
中国第一台“双2000”热等静压设备RD200
2008年
国内最大尺寸热等静压装备RD1250圆满落成
热等静压技术在汽车领域的应用
随着技术工艺的不断进步
2019年
中国钢研审时度势
坚持打造专精特新“小巨人”企业
整合旗下热等静压业务板块
布局全国，成立钢研昊普
建立热等静压产业基地、装备制造中心
致力于打造世界一流的
高端热处理装备和一体化服务平台
本次HIPEX1850的发布
实现了超大型高温高压
特种装备制造技术首创和“中国造”
中国钢研旗下钢研昊普在青岛的产业基地
中国钢研负责人表示
将继续聚焦国家战略需求
加大在热等静压领域研发投入
不断提升超大型热等静压装备的性能和稳定性
为我国新材料产业的发展贡献更多力量
———— /END/ ————
责任编辑丨苑洪涛
执行主编丨刘海草 张灏然
内容来源 | 中国钢研
