[发明专利]用于热等静压的封壳

说明书

一种用于热等静压的封壳(2)，包括刚性、自支撑的增材制造的(AM)构件(3)，AM构件(3)被焊接至圆柱形内衬和外衬(4,6)，冷却通道管道(8,10)延伸穿过圆柱形内衬和外衬(4,6)。实心端板(11)被焊接至衬(4,6)的端部，并且管道(8,10)延伸穿过端板(11)，并且向外部敞开。填充管道(12)与限定在衬(4,6)之间的环形空隙(14)连通，环形空隙(14)填充有粉末(16)。在使用时，使封壳(2)经受热等静压(HIP)。然后，去除内衬和外衬(4,6)，以限定阀座组件，所述阀座组件包括AM构件(3)、管道(8,10)、经受了热等静压的粉末(16)、和端板(11)。

技术领域

本发明涉及构件，并且尤其(但并非仅仅)涉及一种制备金属构件的方法、用所述方法制备的构件本身和用于在制备构件中使用的封壳。优选的实施例涉及热等静压(HIP)的使用。

背景技术

由于对于生产复杂形状的构件(该构件在油和天然气应用、化学应用、石油化工应用、核应用和一般工业应用和其他应用中的泵、管道、阀门、歧管和通用构件中的所选表面上具有增强的性能(例如，以提高耐腐蚀性、耐磨损性或者耐磨蚀性))的需求日益增长，对于生产适合于满足严格要求的多金属构件的需求也在日益增长。用于制造复杂构件(包括双金属材料元件)的传统制造方法通常局限于单独加工的铸件或者锻造件的堆焊、钎焊或者机械包层。与这些技术相关的问题是两种材料之间的放置位置和界面必须是易接近的，并且具有简单的设计。即使是具有简单设计的界面，仍具有焊接、钎焊或者机械键合的失败的高风险，这增加了对昂贵的检验技术的需求，并且会导致构件的再机械加工和返修，这显著地提高了制造成本。

使用粉末冶金(PM)HIP来生产形状相对比较复杂的构件是已经确定的制造方法，在该方法中，软钢片封壳包封并且限定金属粉末的形状，然后使其经受热等静压固结，以制成具有均匀的微结构性能和机械性能的单个近净形状的构件。然而，用于小尺寸构件至中等尺寸构件(重量小于50kg)的金属片封壳的成形和形成难以实现一致性，并且PM HIP压技术本身更适用于更大的构件。另外，难以精确地控制封壳内两种不同的粉末合金之间的界面的放置和操纵。

增材制造(AM)技术/3D打印技术的使用正在迅速增长，并且很好地建立了极其复杂的构件设计的制造。然而，双金属AM构建物的制造是可以具有挑战性的，并且大部分构建倾向于是单一材料，构建尺寸被限制为大约500mm的最大尺寸。构建时间是尺寸、壁厚和构建质量的函数，并且对于大或者厚壁的区段，构建会花费三至五天。

对于激光系统，构建腔室内的真空随着构建时间的增加而降低，这会导致激光光学装置被污染，这会减弱激光光学装置的聚焦能力和激光的精确性。在整个构建中，真空水平的降低还会影响粉末的构建质量，从而改变材料的性能。正在迅速进行AM技术的提升，但是制造1m长度以上的大直径部件的能力受限于送丝(wire fed)系统，并且对于大多数工程应用，在已经完成构建的条件下，表面抛光是不可使用的。

希望通过在生产工艺中制作选择性表面，来限制构件生产(例如在PM热等静压或者增材制造/3D打印工艺中的生产)之后的构件的制造后的机械加工。选择性表面是被制造为具有相对比较紧密的公差(例如，至+/-0.3％，下限为0.3mm)的构件的区域(或者表面)，和/或是在尺寸上受到控制使其不需要制造后的机械加工的构件的区域(或者表面)。由于成品构件中的选择性表面的位置和/或功能，构件可能需要包括有这样的选择性表面。

发明内容

本发明的一个目的在于解决前述工艺的限制。

本发明的一个目的在于生产具有选择性表面的构件，例如相对比较大的构件。

本发明的一个目的在于以相对比较快速和/或高效的方式生产具有选择性表面的相对比较大的构件。

根据本发明的第一方面，提供一种用于热等静压(HIP)的封壳，所述封壳包括：

(i)增材制造的(AM)元件；