[发明专利]压制设备和冷却所述设备中的制品的方法

说明书

披露了一种压制设备(100)。该压制设备(100)包括：压力容器(2)，该压力容器包括压力缸(1)、顶端封闭件(3)和底端封闭件(9)；炉腔(18)，该炉腔用于加热压力介质；多个引导通路(10，11，13)；负载隔室(19)，该负载隔室被配置为容纳要处理的至少一个制品；以及至少一个流动发生器(30，32)，该至少一个流动发生器用于使压力介质在该压力容器内流通。该压制设备进一步包括布置在该顶端封闭件或该底端封闭件中的热交换元件(170)。该热交换元件包括用于允许压力介质流过该热交换元件的至少一个通路、以及用于允许冷却介质在该至少一个回路内流通以冷却压力介质的至少一个回路。

技术领域

本发明总体上涉及压力处理领域。特别地，本发明涉及一种用于通过比如热等静压(HIP)等热压来处理至少一个制品的压制设备。

背景技术

热等静压(HIP)可以例如用于减少或者甚至消除铸件(例如，涡轮机叶片)中的孔隙率，以便显著增加它们的使用寿命和强度(例如，它们的疲劳强度)。此外，HIP还可以用于通过压缩粉末来制造产品，其中，粉末装罐在金属片囊中，从而给予产品所期望的形状。HIP对于提供期望或要求完全或基本上完全致密以及具有无孔或基本上无孔的外表面等的产品具有特别的意义。

要通过HIP进行压力处理的制品可以被定位在隔热压力容器的负载隔室或腔室中。处理循环可以包括装载制品、处理制品和卸载制品。可以同时处理若干个制品。处理循环可以被分成比如压制阶段、加热阶段和冷却阶段等几个部分或阶段。在将制品装载到压力容器中之后，则可以密封该压力容器，随后将压力介质(例如，包括比如含氩气体等惰性气体)引入到压力容器及其负载隔室中。然后增加压力介质的压力和升高其温度，使得制品在选定的时间段期间经受已增加的压力和已升高的温度。通过布置在压力容器的炉腔中的加热元件或炉子来升高压力介质的温度，这进而导致制品的温度升高。压力、温度和处理时间可以例如取决于被处理制品的期望的或需要的材料特性、具体的应用领域、以及被处理制品的质量要求。HIP中的压力可以例如在从200巴至5000巴(比如从800巴至2000巴)的范围内。HIP中的温度可以例如在从300℃至3000℃(比如从600℃至2000℃)的范围内。

当制品的压力处理完成时，制品可能需要在从压力容器移除或卸载之前被冷却。制品的冷却特性(例如其冷却速率)可能影响被处理制品的冶金性能。通常期望的是能够以均匀的方式冷却制品，并且如果可能的话，能够控制冷却速率。已经作出努力来减少对已经受HIP的制品进行冷却所需的时间段。例如，在冷却阶段期间，可能要求或期望快速降低压力介质的温度(并且从而也降低制品的温度)，而不会引起负载隔室内任何大的温度变化(例如，使得负载隔室内的温度以均匀的方式降低)。此外，可能期望的是在选定的时间段期间内将温度保持处于某一温度水平或某一温度范围内，而在选定的时间段期间没有或只有小的温度波动。通过在制品冷却期间避免负载隔室内任何大的温度变化，因此在制品的冷却期间在制品本身的不同部分内可能没有温度变化或者只有非常小的温度变化。因此，可以降低被处理制品中的内部应力。

发明内容

可以设想的是，可以在制品经受相对高的压力的同时对制品进行冷却，这对于被处理制品的冶金性能可能是有利于的。

鉴于此以及前述背景技术部分中的描述，本发明的关注点是提供一种能够例如通过HIP对至少一个制品进行压力处理的压制设备，该压制设备能够在处理循环的冷却阶段期间将经受压力处理的至少一个制品相对快速地冷却到所需的或期望的温度。

本发明的另一关注点是提供一种能够例如通过HIP对至少一个制品进行压力处理的压制设备，该压制设备能够在处理循环的冷却阶段期间对经受压力处理的至少一个制品提供相对高的冷却速率，其中可能的压力介质的冷却速率超过每分钟300℃。

为了解决这些关注点和其他关注点中的至少一个，提供了根据独立权利要求的压制设备。优选的实施例由从属权利要求限定。