加工物品的方法和物品的高压处理方法技术

提供了一种用于在压制装置中加工至少一个物品的方法(100)。该方法包括以下步骤：通过炉室中的至少一个加热元件升高(110)装载隔室中的温度；在选定的时间段ti内将升高的温度维持(120)在预设的温度水平Ti；以及在升高温度和维持升高的温度的步骤期间，通过至少一个流动发生器使压力介质在压力容器内循环(130)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加工物品的方法和物品的高压处理方法
本专利技术总体上涉及压力处理(pressuretreatment)的领域。具体而言，本专利技术涉及一种在物品和/或产品的处理过程中通过热压(例如，举例来说热等静压(HIP))升高并维持温度的方法。背景热等静压(HIP)是有越来越广泛用途的技术。HIP可以例如用于减少或者甚至消除铸件(例如，涡轮叶片)中的孔隙，以便显著提升它们的使用寿命和强度(例如，它们的疲劳强度)。此外，HIP还可用于通过压缩粉末来制造产品，其中粉末装在片状金属胶囊中，从而赋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并且具有无孔或基本上无孔的外表面等的产品特别重要。要通过HIP进行压力处理的物品可以被定位在隔热压力容器的装载隔室或装载腔中。处理周期可以包括装载物品、处理物品和卸载物品。若干物品可以被同时处理。处理周期可以被分成若干部分或阶段，如压制阶段、加热阶段以及冷却阶段。在将物品装载到压力容器中之后，然后可以将其进行密封，随后将压力介质(例如，包括诸如含氩气体的惰性气体)引入到压力容器及其装载隔室中。然后，使压力介质的压力和温度升高，使得物品在选定的时间段期间经受升高的压力和升高的温度。借助于布置在压力容器的炉室内的加热元件或炉(furnace)提供压力介质的温度升高，这又可以引起物品的温度升高。压力、温度和处理时间可能依赖于例如所处理的物品的所期望的或所需要的材料属性、特定的应用领域以及所处理的物品的所需要的品质。HIP中的压力可以例如在200巴至5000巴的范围内，例如从800巴至2000巴的范围内。HIP中的温度可以例如在300℃至3000℃的范围内，例如从500℃至2000℃的范围内。从现有技术中已知利用自然对流进行热气体再循环的高压釜，由此由于存在或需要的温差(在外壁上加热或冷却)而导致的高压釜中的压力分布可以被利用。根据热力学定律，在高压釜中，较冷的流体下沉，而较热的流体上升。在加热过程中，炉室中的加热元件或炉启动压力介质的流动，其中该流动可依赖于加热元件或炉的布置。应当理解，压力容器中温度升高和维持所升高的温度的特性会影响所处理物品的冶金性能。例如，不均匀的加热可能导致物品或产品中的内应力、对布置在装载隔室中的不同位置的物品或产品的不均匀处理、难以控制加热等。因此，通常希望能够提供均匀的加热，并且如果可能的话，也能够控制加热和/或加热速率。例如，可能需要或期望升高并维持压力介质(以及由此物品)的温度，而不会在装载隔室内引起大的温度变化。然而，应该注意的是，如前所述的现有技术的装置和方法在运行期间可能会遭受压力容器中的相对较大的温差。由于成本和/或效率的原因，在开发更大的压制装置以用于处理更大和/或更多的物品和/或产品的能力时，这是一个特别关注的问题，因为在相对较大的压制装置中使用的现有技术可能导致在压制装置的运行过程中在装载隔室中出现更大和/或更频繁的温差。因此，希望改善物品和/或产品处理中并且特别是在用于热等静压的压制装置中的加热阶段，从而可以实现(基本上)均匀的加热。概述鉴于以上所述，本专利技术的一个关注点是提供一种用于在压制装置中加工至少一个物品(例如通过HIP)的方法，其中在处理周期的加热和/或保持阶段期间在压制装置的装载隔室中可以获得(基本上)均匀的加热。为了解决这些关注点和其他关注点中的至少一个，提供了一种根据独立权利要求的方法。优选实施例由从属权利要求限定。根据本专利技术的第一方面，提供了用于在压制装置中加工至少一个物品的方法。该压制装置包括压力容器，压力容器包括压力缸和炉室(furnacechamber)，炉室布置在压力容器内以用于加热压力介质。炉室包括至少一个加热元件和用于容纳至少一个物品的装载隔室，其中，装载隔室布置在炉室内。压制装置还包括用于使压力介质在压力容器内循环的至少一个流动发生器(flowgenerator)。该方法包括通过炉室中的至少一个加热元件升高装载隔室中的温度的步骤。该方法还包括在选定的时间段内将升高的温度维持在预设的温度水平的步骤。在升高温度的步骤和维持升高的温度的步骤期间，该方法还包括通过至少一个流动发生器使压力介质在压力容器内循环的步骤。因此，本专利技术基于提供一种在压制装置中加工一个或更多个物品(例如能够通过诸如HIP对物品进行压力处理)的方法的思想。该方法可以升高装载隔室(在该装载隔室中布置有物品)中的温度，并且在该温度升高期间运行至少一个流动发生器，以用于使压力介质在压力容器内循环。此外，当装载隔室内达到预设的或期望的温度时，该方法可以在预设的或期望的时间段期间维持该温度，在该预设的或期望的时间段期间，至少一个流动发生器被运行以使压力介质在压力容器内循环。因此，在升高装载隔室中的温度的第一子阶段和随后的维持装载隔室中的升高的温度的第二子阶段期间，通过运行该方法中的压制装置的流动发生器实现的压制装置中的强制对流可以实现装载隔室内的(至少基本上)均匀的加热。本专利技术的优点在于，在加热阶段(在该阶段，装载隔室中的温度被升高)以及保持阶段(在该阶段，装载隔室中的该升高的温度被维持)期间，流动发生器的运行导致装载隔室中相对平均或均匀的温度分布。这是非常有益的，因为在压制装置中经受加工或处理的物品在该处理周期中可以经受相同或基本相同的温度，导致物品加工的一致性。在使用相对较大的装载隔室的情况下，本专利技术提供均匀加热的可能性可能特别重要，从而避免在装载隔室中被间隔开的物品被不同地加工。本专利技术的另一个好处是均匀加热可以改进包括物品材料沉淀硬化在内的过程。更具体地说，应该注意的是，沉淀硬化过程之前的溶液处理(solutiontreatment)可能对温度波动敏感，这因此可能导致所处理物品的材料性能恶化。本专利技术可以通过其在处理周期中提供均匀加热的创新概念来克服这个问题。本专利技术的进一步优点在于均匀和平均加热和/或冷却可以降低物品材料中出现内应力的风险。本专利技术的进一步优点在于，均匀加热可以增加对处理周期的加热阶段的控制。应当理解，本专利技术的创造性加热概念还可以导致压制装置的更短的处理周期。考虑到节省的时间，这不仅意味着对压制装置运行的改进，而且还导致了对压制装置运行的成本效率的改进。提供了一种在压制装置中加工至少一个物品的方法。压制装置可以适合于通过压制(例如诸如HIP的热压)来处理至少一个物品。该压制装置包括压力容器，该压力容器包括压力缸和炉室，炉室布置在压力容器内以用于加热压力介质。在压制装置中使用的压力介质可以例如包括流体介质或者由流体介质构成，该流体介质相对于在压制装置中待处理的物品具有相对较低的化学亲和力。压力介质可以例如包括气体，例如诸如氩气的惰性气体。炉室包括至少一个加热元件和用于容纳至少一个物品的装载隔室，其中，装载隔室被布置在炉室内。压制装置还包括用于使压力介质在压力容器内循环的至少一个流动发生器。术语“流动发生器”在这里基本上是指能够生成(压力介质的)流动的任何元件、设备、装置等，例如风扇、喷射器、循环装置等。该方法包括通过炉室中的至少一个加热元件升高装载隔室中的温度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在压制装置中加工至少一个物品的方法(100)，所述压制装置包括压力容器以及用于使压力介质在所述压力容器内循环的至少一个流动发生器，所述压力容器包括压力缸、炉室，所述炉室布置在所述压力容器内以用于加热压力介质，其中所述炉室包括至少一个加热元件和用于容纳所述至少一个物品的装载隔室，其中所述装载隔室布置在所述炉室内，其中所述方法包括以下步骤：/n通过所述炉室中的所述至少一个加热元件升高(110)所述装载隔室中的温度；/n在选定的时间段t

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在压制装置中加工至少一个物品的方法(100)，所述压制装置包括压力容器以及用于使压力介质在所述压力容器内循环的至少一个流动发生器，所述压力容器包括压力缸、炉室，所述炉室布置在所述压力容器内以用于加热压力介质，其中所述炉室包括至少一个加热元件和用于容纳所述至少一个物品的装载隔室，其中所述装载隔室布置在所述炉室内，其中所述方法包括以下步骤：
通过所述炉室中的所述至少一个加热元件升高(110)所述装载隔室中的温度；
在选定的时间段t1内将升高的温度维持(120)在预设的温度水平T1；以及
在升高温度的步骤和维持升高的温度的步骤期间，
通过所述至少一个流动发生器使所述压力介质在所述压力容器内循环(130)。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在升高温度的步骤期间，
通过以第一速率R1运行所述至少一个流动发生器使所述压力介质在所述压力容器内循环；以及
在维持升高的温度的步骤期间，
通过以第二速率R2运行所述至少一个流动发生器使所述压力介质在所述压力容器内循环，
其中，所述第二速率小于所述第一速率。


3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
在升高温度的步骤期间，
以至少10℃/分钟，优选至少30℃/分钟的速率升高温度。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
在升高温度的步骤期间，
将所述装载隔室中的温差维持在50℃，优选35℃，并且最优选20℃的温度区间ΔT0内。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
在维持升高的温度的步骤期间，
将所述装载隔室中的温差维持在8℃，优选5℃，并且最优选2℃的温度区间ΔT1内。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
升高所述装载隔室中的压力；以及
在选定的时间段t3内将升高的压力维持在预设的压力水平P1。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
在升高温度的步骤和维持升高的温度的步骤之后，
降低(140)所述装载隔室内的温度。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述压制装置包括用于冷却所述压力介质的至少一个元件，所述方法还包括以下步骤：
通过允许压力介质通过所述至少一个元件来冷却(410)所述压力介质。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述压制装置的所述压力容器还包括顶端封闭件和底端封闭件，以及至少一个热交换元件，所述至少一个热交换元件被布置在所述顶端封闭件和所述底端封闭件中的至少一个中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩尔·布尔斯特姆，罗杰·图恩霍尔姆，
申请(专利权)人：昆特斯技术公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE