方法研究在等静压作业改善中的应用

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金属粉末热等静压制备技术研究与应用

金属粉末热等静压制备技术研究与应用

金属粉末热等静压制备技术研究与应用近年来,金属粉末热等静压制备技术逐渐在工业生产中得到广泛应用。

这种方法具有制备成本低、性能稳定、加工适应性强的特点,被认为是高档精密零部件制造的重要技术手段之一。

下面将介绍金属粉末热等静压制备技术的原理、研究现状以及应用前景。

一、技术原理金属粉末热等静压制备技术是利用金属粉末在高温高压的条件下进行固相烧结的方法。

这种方法以金属粉末作为原材料,经过混合、预压、等温热压、脱模等多个工序,最终得到具有高精度、高密度的金属部件。

在制备的过程中,首先需要将金属粉末进行混合,以达到所需的化学和物理性质。

其次,将混合后的粉末进行预压,使其具有较高的压缩性。

接下来,将预压的粉末在等温条件下进行热压。

等温热压是指在一定的温度和压力条件下进行热压,以使金属粉末得到固相烧结。

最后,根据需要进行脱模处理。

二、研究现状随着新材料和新工艺的不断涌现,金属粉末热等静压制备技术也得到了不断的改进和优化。

目前,研究方向主要集中在以下几个方面:1. 粉末制备和处理技术的研究。

通过对金属粉末的制备和处理技术进行优化,可以改善其形态和分布,并提高其成形性和粘结性,从而进一步提高了制备精度和耐磨性。

2. 加热和热压技术的研究。

热等静压制备技术的加热和热压工艺对于结果的精度和性能起着关键作用。

近年来,一些新型的加热和热压设备已经开发出来,可以有效地改善材料的结构和性能。

3. 新型材料制备技术的研究。

除了传统的金属粉末制备技术外,一些新型材料制备技术(如C/C复合材料、纳米材料等)也逐渐得到了应用。

这些新型材料的优异性能和特殊结构,为高档零部件的制备提供了重要支持。

三、应用前景金属粉末热等静压制备技术的应用范围非常广泛。

目前,其主要应用于以下几个领域:1.航空航天领域。

金属材料的高强度和高温性能是制造航空航天器件的重要基础。

利用金属粉末热等静压制备技术,可以生产出高精度、高性能的材料件,如航空发动机涡轮叶片、航空航天轴承和螺旋桨等。

研究与探讨等静压石墨

研究与探讨等静压石墨

研究与探讨等静压石墨1 等静压技术的国内外发展与现状当今商品市场上的炭石墨材料(或称制品),多数是采用热挤压和模压(冷的或热的)成型的.等静压是一种新的成型方法.等静压的成型方法,系根据在液体或气体介质中,各方向压强均等的原理设计而成.在生产中,是将待压制的粉末(或初压成型产品)装入软质可塑性包装袋(如橡胶,铝皮或塑料)中,密封后,吊入密闭的高压缸体内,缸内的介质可以为液体(油或乳剂)或气体(氩,氮气).缸体密闭后,通过外界压力,压缩介质,使产品受压成型.等静压机目前已有冷等静压(常温下使用),温等静压(介质温度为80~100℃,和热等静压(介质温度为1 000℃以上)三种.据资料介绍,世界上最早的一台等静压机是由瑞典1939年研制成功的.目前仍是等静压机出口国.我国最早使用的冷,热等静压机,也是从该国引进的.等静压机最早使用在粉末冶金(包括硬质合金)和陶瓷工业上,后来为炭石墨材料行业所采用.等静压机的关键部件是缸体,通常承受压力为200MPa.据悉,已能制造最高可达1 050MPa的缸体.缸体最早是整体浇铸,目前多数采用钢丝予应力缠绕而成.随着产品规格的大型化,缸体直径不断向大型化发展.目前,日本东洋炭素株式会社已能批量生产`1 500×2 000mm的等静压石墨.据悉拟开发直径2 000mm的产品.据国外同行厂家权威人事介绍,世界上等静压石墨的生产,主要集中在以下三家, 2002年的各家产量,大致如下:日本东洋炭素株式会社: 6 000吨年法国罗兰股份有限公司: 4 000吨年德国西格里炭素股份公司: 2 500吨年除此之外,尚有:美国联合炭化物公司,太湖公司,波克公司,尤卡尔公司;日本东海电极,揖斐公司,昭和电工,日立化成;俄罗斯莫斯科电极厂等生产该种产品.我国在上世纪70年代开始制造单压200MPa,缸体直径为200mm的等静压机; 80年代已能批量生产直径500mm和800mm的等静压机.目前已能生产直径1250mm,有能力生产直径为1500mm的等静压机.成都蓉光炭素股份有限公司的高纯石墨制品厂已能批量生产`500×600mm的等静压石墨.并准备不断向大型化发展.等静压机除用于压制成型以外,用作沥清浸渍装置,效果十分明显.将制品与沥青装于密封的金属铝皮中,放在热等静压机内,采用气体介质,升温,加压,直到沥青全部焦化为止.制品将得到最大的浸渍增重.这是因为不仅沥青能浸入制品的全部气孔,而且没有通常设备中,减压后沥青外溢和焙烧时沥青外渗现象.2 等静压石墨的特性211 各向同性炭石墨制品的成型方法,主要有三种,即:热挤压成型,如生产炼钢用石墨电极;模压成型(包括震动成型)及用于铝业炭素和电炭制品;等静压成型.尽管成型的方法不同,但其成型的原理是相同的.压制前的物料,无论是糊料,还是粉末,物料的颗粒排列是无序的,在压力作用下,粉末颗粒发生位移和变形,颗粒间的接触表面因塑性变形而增大,发生机械的咬合和交织,使物料被压实.物料中的炭质颗粒,用显微镜观察,可以看到,他们既非圆形,也非方形.属不规则形状.即长,宽比不同.在挤压和模压的情况下,受单方向压力和模具摩擦作用,这些炭质颗粒将作有序排列,这便造成最终产品性能上的差异,如电气,机械,热性能等.即垂直于压力面的方向与水平于压力面的方向性能不同,人们称其为:"各向异性".这种"各向异性"对炼钢用石墨电极,电机用电刷来说,是有益,是不可缺少的.他们需要这种特征.而另外许多使用的场合,却不需要"各向异性",而需要"各向同性".于是出现了等静压石墨.等静压成型改物料的单方向(或双方向)受压为多方向(全方位)受压,炭素颗粒始终处于无序状态.从而使最终产品没有或很少有性能上的差异.方向上的性能比不大于111.人们称其为:"各向同性".当然,为了进一步缩小性能上的差异,除关键的等静压机成型外,尚需在炭质颗粒结构和工艺上进一步调整.212 体积密度的均一性为制造细结构,质地致密,组织均匀的炭石墨材料,采用粉末压制(而非糊料)是唯一的方法.而用粉末压制只有采用模压方法和等静压方法.在采用模压成型时,无论是单面压制或双面压,受摩擦力(炭质颗粒间和制品与模具间)的影响,压力的传递将逐渐降低,从而造成体积密度的不均匀.这种差异,随制品的高度增加而加大.这种毛坯整体上的密度不均匀,不仅为以后工序——焙烧带来隐患,亦将造成将毛坯加工成品部件时,带来单个产品的性能差异,是十分有害的.采用等静压机成型时,产品各方位受力均匀,体积密度比较均一,且不受产品高度的限制.213 可以制造大规格制品由于信息产业的飞速发展,单晶硅的直径不断向大直径方向延伸,已由原来的75~100mm,发展到150~200mm,而且正向250mm,300mm发展.需要石墨材料的直径也随之增加.此外电火花加工用石墨,连铸石墨,核反应堆用石墨亦需大规格制品,如当今商品市场上已出现1 500×2 000mm的石墨制品.而采用模压方法是无法完成的.这是因为它受下列制约.21311 压机吨位的限制以产品直径1 500mm为例,假如压制单位压力为100M Pa,则压制的使用压力将为:1766215t,设计的吨位将更高.虽然当今制造这样高吨位的压机,并不困难,但是假如制品长度加大,则此压机将是一个庞然大物.造价亦十分可观.21312 产品高度的限制据笔者了解,目前采用双面压制模压产品的高度,也只能在300~400mm之间,假如制品高度为2000mm,在通常情况下,上滑块与压机床面高度与制品高度比是4:1,那么压机的空间距离将达到8000mm.虽然对压机和模具进行结构改变,有望降低一些高度,但压机的设计与制造上将遇到很大的困难.更何况如此高的产品,其体积密度上的差异,将十分明显.甚至造成中间部位无法成型的状态.21313 焙烧的限制统计数据表明,炭石墨制品的生产废品, 70%以上是焙烧工序造成的,废品的主要形式是产品的内,外部裂纹.造成焙烧产品开裂的原因很多,诸如配方的合理性,粘结剂的加入量多少,单位压力的大小,焙烧曲线的快慢,产品受热的均匀程度,焙烧低温过程的"浸氧",填充料的性质等等,但不可否认,制品体积密度的不均匀,是产品内部结构缺欠所造成焙烧开裂的主要元凶之一.这是因为体积密度不同,膨胀系数便有差异,在焙烧过程中,将产生不均衡的内应力.当这种内应力超过制品本身强度时,便因内应力释放而开裂.这种开裂不仅在焙烧过程中产生,在冷却过程也易于产生.由于等静压机成型的产品,如上所述,在很大程度上,克服了体积密度的不均匀性,不仅在产品规格相同的情况下,产品开裂的可能性大幅度降低,而且使生产大规模产品成为可能.除上述之外,采用等静压机成型的等静压石墨,除圆形和板材之外,还可以制造异形产品.更重要的是,产品性能与产品的规格大小无关.3 讨论与商榷细结构,大规格,各向同性——等静压石墨,是一种新型炭石墨材料.由于它具有一系列特性,应用范围广泛,为当今市场所需要,特别是它与当代高科技和国防尖端科技紧密相联,必将迅猛发展.面对这种新材料面市,不可必免的将冲击传统市场,也将提出一些新的概念和思路.本文对几个相关问题,提出一些粗浅意见,以资商榷.311 关于等静压石墨细结构,大规格,各向同性石墨,有其独自特性,更有别于传统的"高纯石墨",为此它应有一个简化的专业名称.炭石墨材料的命名方法很多,如:按用途分,可称:炼钢电极,电机用电刷,连铸用石墨等;按产品结构特性分,可称:各向同性石墨,各向异性石墨;按生产工艺分,可称:热挤压石墨,模压石墨;按性能分可称:高纯石墨,高密石墨,高强石墨等等.参照国外通用叫法(如日本称"等方石墨),笔者认为称:"等静压石墨"比较简练而贴切.而且能表示产品的内涵.312 关于各向同性炭石墨材料在制造过程中,由于成型方法的不同,其不同方向上的性能便有差异.主要表现在:电阻率,导热率,机械性能,热膨胀系数等.一般测定方法是:在产品上按垂直于压力面方向和水平于压力面方向取样,分别测定性能,然后用最小一方的数据,除以最大一方的数据,便可得到各向同性比.通常以膨胀系数的测定数据计算.热挤压与模压的产品,不同方向的性能差异较大,称各向异性材料.采用等静压成型方法.不同方向的性能差异较小(还与原材料结构有关),称各向同性材料.不同方向上性能差异大小,亦应有个量化标准,以方便用户选择.日本东洋炭素株式会社对此有个提法.笔者认为可以参照使用.各向同性材料各方向性能比 110~111准各向同性材料各方向性能比 111~112各向异性材料各方向性能比大于112。

等静压成形工艺的优化

等静压成形工艺的优化
开发智能化成形技术
结合人工智能、机器学习等技术,开发智能化等静压成形技术,提 高生产效率和制品质量。
拓展多功能材料制备
研究等静压成形工艺在多功能材料制备方面的应用,为高性能复合材 料的制备提供技术支持。
THANKS
谢谢您的观看
脱模与后处理
脱去模具,对成形件 进行后处理如烧结、 热处理等。
设备和材料
等静压机
提供稳定、均匀的等静压 力,确保粉末在各个方向 上受到相同的压力。

模具材料
选择高强度、耐腐蚀、易 脱模的材料制作模具,如 金属、陶瓷等。
粉末材料
选择适当的粉末原料,如 金属粉末、陶瓷粉末等, 确保成形件的质量和性能 。
03
工艺参数对成形质量的影响
压力
压力大小
压力过大可能导致制品开裂,压 力过小则制品密度不足。
压力分布
不均匀的压力分布会导致制品变形 或开裂,需优化压力传递路径。
加压速度
加压速度过快可能引起制品开裂, 需控制加压速度。
温度
粉末温度
粉末温度过高会导致粘结剂失效,温度过低则影 响流动性。
模具温度
模具温度过高会引起制品粘模,温度过低则影响 制品脱模。
等静压成形工艺的优化
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目录
• 引言 • 等静压成形工艺基础 • 工艺参数对成形质量的影响 • 优化方案的设计与实施 • 优化效果评估与讨论 • 结论与展望
01
引言
目的和背景
目的
阐述等静压成形工艺优化的重要性,分析现有工艺存在的问题,并提出相应的 解决方案。
背景
等静压成形工艺是一种广泛应用于陶瓷、粉末冶金、复合材料等领域的成形技 术,具有成形精度高、材料利用率高等优点。然而,在实际应用中,该工艺仍 存在一些问题,如成形效率低、成本高等,亟待优化。

川西热等静压

川西热等静压

川西热等静压
川西热等静压技术的应用
一、概述
川西热等静压技术又称为热等压法,是指在油藏开采过程中,在油井(气井)的各点进行温度、压力监测,根据弹性地层、非弹性地层以及低渗,凝析等不同物性特征,采用不同的深井等静压监测技术,来获取油气藏的流体密度及流动特性,从而建立油气藏的温度-压力特征。

二、技术原理
川西热等静压技术基于温度-压力的相互关系,温度升高会导致地层压力升高,压力增加则会导致温度降低。

根据温度-压力的关系,川西热等静压技术主要采用两种方式:一种是在油藏中利用矿物热缩行为,即观测压力下温度的变化;另一种是利用热渗流的特性,即观测温度下压力的变化。

三、技术优势
1.相对于深井注水法、压裂技术、水力测试以及其他技术,川西热等静压技术效率高,数据收集的室外作业现场和运行时间都相对较短,更便于施测现场的管理。

2.在温度-压力范围内,川西热等静压技术可以获得更精确的结果,从而更好地评价地层的反应特征。

3.川西热等静压技术在油藏开发中具有重要作用,可用于指导油藏的开发设计、油气流动特性的模拟及油气藏异常的分析诊断。

4.川西热等静压技术可用于优化钻井液的注入方案,以提高油藏开发评价及开发效果。

四、技术应用
1.川西热等静压技术可用于对油气藏进行精细比较和特征分析,从而更好地评价地层的反应特性。

2.川西热等静压技术可用于深井注水法、压裂法及其他开发技术的改进,以获取更优的开发效果。

3.川西热等静压技术可用于预测油气藏的温度-压力特性,以供油藏开发的设计和评价。

4.川西热等静压技术可用于油气藏异常的分析诊断,可以更准确预测油气藏的存储量及其他特征信息。

等静压技术及其应用

等静压技术及其应用

等静压技术及应用1.等静压技术 (1)1.1等静压技术的介绍及发展情况 (1)1.2等静压技术的应用 (3)2.冷等静压技术 (4)2.1冷等静压在陶瓷中的应用 (4)2.2在粉末冶金中的应用 (6)2.3冷等静压技术在食品加工行业中的应用 (7)3.热等静压 (8)3.1热等静压技术在硬质合金中的应用 (9)3.2在粉末冶金中的应用 (11)3.3在陶瓷中的应用 (11)等静压技术1.1等静压技术的介绍及发展情况等静压成形技术是一种利用密闭高压容器内零件受到各向均等的超高压压力状态进行成形的先进制造技术,根据静压力基本方程(p=p+pgh),盛放在密闭容器内的液体,其外加压强p。

发生变化时,只要液体仍保持其原来的静止状态不变,液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。

这就是说,在密闭容器内,施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点,这就是等静压成形的原理。

目前等静压技术的应用领域主要集中在粉末高压固化烧结、扩散连接及组件扩散连接等领域。

其分类也根据产品成形温度的不同分为冷等静压技术(常温,一般使用压力为100~ 630MPa)、温等静压技术(温度一般在80~120℃下,压力为300MPa 左右)热等静压技术(工作温度一般为1000~2200℃,工作压力常为100~200MPa。

)。

等静压技术作为一种先进成形技术,与传统的成形技术相比具有明显的优势,主要集中在:第一.等静压成形的产品,具有密度高而分布均匀、产品内部不存在气泡、成品晶粒间显微孔隙度很低,其力学性能与电性能均比别的成形方法好。

第二.等静压制品几乎无内应力,压坯可以直接进窑烧结,不会翘曲与开裂。

第三.制作长径比(长度与直径之比)很大的产品是轻而易举的事,而其他方法是则是事倍功半或者无法实现。

第四.制作高熔点、高硬度材料的大型产品及形状复杂的产品。

第五.等静压成形的坯体比其他成形方法制得坯体烧成温度低并且不会污染高纯度的压坯材料由于等静压技术有着传统材料成形方法所无法比拟的优点,并且随着新材料新工艺的不断出现,使得等静压设备的需求不断增加,其产品的应用领域不断扩大,特别是1955 年美国巴特尔研究所为了研制核反应堆的材料而开发了热等静压应用技术以来,经过70~80年代,各国开始的高技术热潮也有力地推动了HIP 技术的发展,将热等静压技术作为陶瓷、高温合金、复合材料成形的一种重要的工艺手段。

热等静压技术的发展与应用

热等静压技术的发展与应用


一函
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方面 占据优势, 此技术 已成为当今许多
高性能材料生产 中的一项实用技术 , 也 是新材料开发不 可缺少的一种新 技术 。 因此 , 近年来全球热等静压设备数量逐
年增 加 , 其研 究领域也在 不断变化 。 图
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热等静压 技术在最初期 因为设备整体
成本较 高, 其发展 一直 较为缓慢 , 应用 也仅集 中在军工 、 核反应等几 个领域 。 近年来 , 随着科技 的不断进步 , 各领域
对材料使用要求也越来越苛 刻, 热等静
图1 典型热等静压系统示意图
压 技术 在制备具有 高密度、 高纯度、 高 均匀性 、 高韧性 等优 良综合性 能的材料
属公 司、 北京钢 铁研 究总 院( 以下简 称
“ 研 院” 、 国AE 司等 多家 机 构 钢 )美 公 的不 断 改善 , 大地 拓展 了HI 设备 大 P 的发 展及 应用 。 等静 压技 术 经过近 热
国B t l 研究所为研制核 反应堆材料 at l ee 而开展 的, 首先 用 于原子 能反 应过 程 中燃料元素 的扩 散粘结 , 于此应用 , 基
可 用 钼 丝 加 热 炉 ;0 0 2 0 ℃时 可 用 石 墨

方法研究在等静压作业改善中的应用


刘德①L I U De ; 蒲布②P U B u ; 郭炳麟①GUO B i n g — l i n
( ①安泰科技股份有限公司 , 北京 1 0 0 0 8 1 ② 北京航空航 天大学经济管理学院 , 北京 1 0 0 1 9 1 ) ( @A d v a n c e d T e c h n l a o g y& Ma t e r i a l s C o . , L t d . , B e i j i n g 1 0 0 0 8 1 , C h i n a ; @S c h o o l o f E c o n o m i c s a n d M a n a g e m e n t , B e i h a n g U n i v e r s i t y , B e i j i n g 1 0 0 1 9 1 , C h i n a ) 摘要 : 方法研究是工业工程体 系中最基础 也是最重要 的理论 与方法之一 , 主要着眼于对现有_ Y - 作方法 的改进 。本文应用 方法研 究 中的流程 程序 分析 和人一 机作业分析 , 深入 分析 了等静压作 业过程 , 找到 了等静压作业 中存在 的问题 , 并在工作流程、 作 业方 法、 工 装 器具和现场布置等方面进行 了改善。通 过对 比分析 , 该作 业改善后提 高了设备 的利用率和生产效率 , 降低 了人 员的劳动强度 , 并在 定程度 上改善 了工人 的作业环境 , 提 高了产品 的品质 。

Ab s t r a c t :Me t h o d s t u d y i s o n e o f t h e mo s t b a s i c a n d a l s o t h e mo s t i mp o r t a n t t h e o ie r s a n d me t h o d s i n i n d u s t r i a l e n g i n e e in r g s y s t e m

热等静压技术的发展和应用

热等静压技术的发展与应用摘要:热等静压法作为材料现代成型技术的一种,是等静压技术一个分支。

目前热等静压技术已广泛应用于航空、航天、能源、运输、电工、电子、化工和冶金等行业,用于生产高质量产品和制备新型材料。

本文主要介绍了热等静压技术的发展、工作原理及其应用范围。

关键词:热等静压,高压容器,加热炉,扩散连接,粉末冶金The Development and Applications of Hot Isostatic Pressing Abstract:Hot isostatic pressing method as a kind of modern molding technology, is a branch of isostatic pressing technology. Hot isostatic pressing technique has been widely used both in aviation, aerospace, energy, transportation, electrical, electronics, chemical industry and metallurgy and other industries, and in the production of high quality products and the preparation of new materials. This article mainly introduced the development of hot isostatic pressing technology, working principle and its application range.Keywords:Hot Isostatic Pressing,High Pressure Vessel, Heating Furnace, Diffusion Bonding, Powder Metallurgy目录1 引言 (1)1.1 国外热等静压技术的发展 (1)1.2 国内热等静压技术的发展 (1)2 热等静压设备及工作原理 (3)2.1 热等静压设备特点 (3)2.1.1 高压容器 (3)2.2.2 加热炉 (3)2.2.3 压缩机和真空泵 (4)2.2.4 冷却装置 (4)2.2.5 计算机控制系统 (4)2.2 热等静压工艺流程 (4)2.3 热等静压工作原理 (5)3 热等静压技术的主要应用领域 (7)3.1 铸件的致密化处理 (7)3.2 热等静压覆层和热等静压复合扩散连接 (7)3.3 热等静压粉末固结 (8)3.3.1 高温合金粉末固结 (8)3.3.2 硬质合金热等静压 (8)3.3.3 高速钢粉末固结 (8)3.3.4 陶瓷材料粉末固结 (9)3.3.5 钛合金粉末固结 (9)3.4 热等静压工艺在新领域的应用 (9)4 结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)1 引言热等静压(Hot Isostatic Pressing,简称HIP)工艺是一种以氮气、氩气等惰性气体为传压介质,将制品放置到密闭的容器中,在900~2000℃温度和100~200MPa压力的共同作用下,向制品施加各向同等的压力,对制品进行压制烧结处理的技术。

方法研究在等静压作业改善中的应用

方法研究在等静压作业改善中的应用作者:刘德蒲布郭炳麟来源:《价值工程》2013年第22期摘要:方法研究是工业工程体系中最基础也是最重要的理论与方法之一,主要着眼于对现有工作方法的改进。

本文应用方法研究中的流程程序分析和人-机作业分析,深入分析了等静压作业过程,找到了等静压作业中存在的问题,并在工作流程、作业方法、工装器具和现场布置等方面进行了改善。

通过对比分析,该作业改善后提高了设备的利用率和生产效率,降低了人员的劳动强度,并在一定程度上改善了工人的作业环境,提高了产品的品质。

Abstract: Method study is one of the most basic and also the most important theories and methods in industrial engineering system, which mainly focuses on the improvement of the existing methods of work. Method study of procedure analysis and human-machine operations analysis are used in this paper to make in-depth analysis of the isostatic pressing operation process, and the problems existed in the isostatic pressing operation are found, and improvement has been made in the aspect of work processes, operating methods, tooling equipment and on-site layout and so on. Through comparative analysis, the improved work has enhanced the equipment utilization and production efficiency, and reduced the labor intensity. Moreover the work environment has been improved to a certain extent, and the product quality has been improved too.关键词:方法研究;等静压;工业工程;工作研究Key words: method study;isostatic pressing;industrial engineering;work study中图分类号:G312 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)22-0035-030 引言随着改革开放的深化,中国的社会化生产发生了巨大的变化,制造业的发展尤其迅速,“中国制造”已经享誉全球,同时也改变了全球工业制造的格局[1]。

等静压成形工艺的优化研究

等静压成形工艺的优化研究作者:薛志岗来源:《佛山陶瓷》2013年第05期摘要:本文研究了等静压成形工艺过程中氧化铝造粒粉料成形后的坯体相对密度和强度随着各成形参数的变化而变化的规律,并进一步研究了其对烧结收缩的影响。

实验表明:随着压力的增大,坯体密度逐渐提高,强度也相应增大;保压时间对坯体的相对密度影响不明显;在成形压力范围内,坯体相对密度对烧结之后的试样致密度影响不大。

关键词:等静压成形;相对密度;保压时间;烧结1 概述随着陶瓷工业和科学技术的发展,等静压成形工艺已成为陶瓷主要的成形工艺之一。

采用等静压成形工艺具有粉料受压均匀、坯体结构致密、强度高、烧成收缩小、产品不易变形,并且产品的含水率低、无需干燥,可直接入窑等优点。

陶瓷的成形,直接影响到后续的坯体加工质量、烧成制度和烧结后产品本身的结构性能。

随着科技的进步,对真空管壳尺寸的要求也越来越高,尤其是在真空管的成形过程中,由于其内径是一次成形。

烧成收缩的微小变化将会导致真空管壳尺寸的浮动较大,从而使得尺寸超出公差。

所以,一套稳定可控的成形工艺就显得尤为重要。

本实验主要在成形压力的控制上进行了研究,并分析了成形压力和保压时间对烧成收缩的影响,为以后对收缩的控制提供依据,使产品在达到性能要求的同时,提高其尺寸的可控度,从而提高产品的合格率。

同时,选择合理的成形压力以降低压机的损耗,提高工作效率。

2 实验内容2.1 原料的准备2.2 试样的制备将粉料进行等静压成形,考虑到现有的生产状况,成形压力选择为50MPa、60MPa、70MPa、80MPa、90MPa、100MPa、110MPa、120MPa,保压时间分别选取20s、40s、60s、80s、100s。

将成形的坯体经过车床加工制成形状为中空圆柱状试样,外径φ1为35mm左右,高度70mm左右,并在1710℃的推板窑中烧成。

2.3 成形收缩的测量2.4 烧成收缩的测量2.5 烧成试样密度的测量3 结果与分析3.1 成形压力对成形和烧成的影响本文以保压时间为20s的一组数据进行分析。

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方法研究在等静压作业改善中的应用摘要:方法研究是工业工程体系中最基础也是最重要的理论与方法之一,主要着眼于对现有工作方法的改进。

本文应用方法研究中的流程程序分析和人-机作业分析,深入分析了等静压作业过程,找到了等静压作业中存在的问题,并在工作流程、作业方法、工装器具和现场布置等方面进行了改善。

通过对比分析,该作业改善后提高了设备的利用率和生产效率,降低了人员的劳动强度,并在一定程度上改善了工人的作业环境,提高了产品的品质。

abstract: method study is one of the most basic and also the most important theories and methods in industrial engineering system, which mainly focuses on the improvement of the existing methods of work. method study of procedure analysis and human-machine operations analysis are used in this paper to make in-depth analysis of the isostatic pressing operation process, and the problems existed in the isostatic pressing operation are found, and improvement has been made in the aspect of work processes, operating methods, tooling equipment and on-site layout and so on. through comparative analysis, the improved work has enhanced the equipment utilization and production efficiency, and reduced the labor intensity. moreover the work environment has been improved to a certain extent, and the product quality has been improvedtoo.关键词:方法研究;等静压;工业工程;工作研究key words: method study;isostatic pressing;industrial engineering;work study中图分类号:g312 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)22-0035-030 引言随着改革开放的深化,中国的社会化生产发生了巨大的变化,制造业的发展尤其迅速,“中国制造”已经享誉全球,同时也改变了全球工业制造的格局[1]。

在本次浪潮中,中国的中小型企业面对着众多的机遇和挑战,全球化的采购要求企业能够紧跟市场的需求,并具备较高的生产水平;然而三十多年的发展之路还未真正的改变了国人的工业意识,也未奠定良好的工业基础;因此,苦练内功便成为了中国企业成功的必经之路,只有自我改善才能提升企业的竞争力和生产力。

同时,不少国内外的例证也表明,在各种自我改善的方法中,工业工程便属于此类范畴,尤其是包括方法研究在内的工作研究方法更是首当其冲。

1 方法研究理论及应用工作研究是工业工程体系中最重要的基础技术,包括方法研究和作业测定。

它古老但不陈旧,提供了组织改善和提高生产率的系统化的基本原理和工具。

以作业系统作为研究对象,只需很少投资或不需要投资的情况下,通过改进作业流程和操作方法,便可实现先进合理的工作额定,充分利用企业自身的人力、物力和财力等资源,走内涵式发展道路,充分挖掘企业内部潜力,从而提高生产率,降低成本,增强竞争力。

其中方法研究着眼于对现有工作方法的改进,主要包括程序分析、作业分析和动作分析三大部分。

在生产管理领域,工作研究的应用最为普遍。

1976年美国工业工程杂志与博通公司联合对1500家企业工业工程应用情况的调查表明,98%的企业应用工作研究;1981年路透(reuter)对美国企业应用工作研究的调查表明:94.1%的企业应用了方法研究,96.3%的企业应用了作业测定,企业的生产率提高51%[2]。

在我国80年代中期,机械电子系统组织和指导一线企业进行工作研究的试点工作,在利用工作研究提高生产效率方面做出了初期的尝试。

根据10个企业,12条生产线试点统计:企业一次投入76万元,每年净增收入28150万元,劳动生产率提高16%~18%,投入效益比为1:33[3]。

2 等静压作业现状分析磁性材料一般采用粉末冶金工艺生产,主要包括冶炼、制粉、成型、烧结和热处理五大步骤,其中等静压是成型工序中非常重要的一道作业,其能力高低将直接影响着产品品质和生产率。

目前,等静压作业的现状主要表现在以下几方面:①设备的自动化程度低,以手工作业为主;②设备的利用率低,作业时间浪费严重;③人员的劳动强度高,疲于设备的操作,缺乏对设备运行状态进行有效的监控,经常发生质量事故;④现场作业环境差,油污和粉尘多,5s管理难以实现;⑤作业过程混乱,缺乏科学合理的作业流程。

基于以上5个方面的问题分析,可见采用方法研究可以很好的解决等静压作业中存在的问题,具体包括等静压机长流程程序分析、等静压机长和等静压机的人-机作业分析。

3 等静压机长的流程程序分析等静压机长的流程程序分析是以人的作业全过程为研究对象,利用流程程序图,把作业过程划分为加工、检查、搬运、等待和休息五种状态加以记录并分析,找出问题所在,最终针对存在的问题应用“5w1h”提问技术和ecrs四大原则进行作业的分析与改善。

具体的现状描述如表1所示。

通过表1的现状描述,发现等静压机长流程程序主要存在以下两个方面的问题:①等静压机长频繁的清理手上油污,一方面耽误时间,另一方面也浪费清洁用纸;②等静压机长的搬运距离长,劳动强度大。

本文采用了“5w1h”提问技术和ecrs四大原则对现有等静压机长流程程序进行了分析和改善。

具体的分析过程如下:问:为什么要频繁的清理手上的油污?答:等静压机长需要在机油中捞取物料,为了不沾到料车上、滴在地面上,他必须及时的清理手上的油污。

问:为什么一定要这么做?答:目前没有更好的方法了,只有用清洁纸把手擦干净了才能保证现场的5s管理要求。

问:可以不做吗?答:可以。

问:怎么实现?答:如果物流采用传输带的模式,机长就不用去拉取物料,清理手上油污的动作也就没了。

问:对!这种模式的确可以避免机长清理手上油污后再去运料,同时也减少了移动距离;但机长转换压机时造成的清理手上油污和增加移动距离是怎么回事?答:两个等静压机的检验台都在压机的左边,机长在转换压机时必须要绕过检验台才能到达另一个压机,必须清理手上油污才可以。

问:为什么一定要这么做?答:设备出厂就是这样一种结构,现场也是一直这样布置的。

问:可以不绕着走吗?答:不可以。

问:可以采用其他方式避免清理手上油污和减少移动距离吗?答:可以。

问:如何实现?答:如果把右边的一个等静压机的布置改变一下,如图1所示。

检验台和液压站移到压机右边,两台压机的工作台连在一起,机长在转换压机时走专用的工作台,则转换压机前的清理手上油污就可以取消,机长转换压机的移动距离也减少了。

通过以上改善,等静压机长劳动强度和现场5s管理发生了根本性的变化,如表2所示。

在劳动强度方面,机长不用拉取物料,移动距离每个循环减少71.2米;另外,等静压机间的转换每个循环减少移动距离15.2m,约占改善前的86.4%,节约移动时间17.2s,约占改善前的86.0%。

在现场5s管理方面,机长不用离开自己的作业平台便完成两台等静压机的操作,机长手上的油污不仅不会滴在地面上,同时还节约了清理油污的清洁用纸和时间。

4 等静压机长与等静压机的人-机作业分析等静压机长与等静压机的人—机作业分析是用于分析一位机长操作两台等静压机的情况,本文在等静压机长流程程序分析与改善的基础上,通过对等静压作业的现场观察,利用人—机作业分析图,记录操作者和机器设备在同一时间内的工作情况(此处忽略机长转换压机用时),并加以分析,从而找出合理的操作方法,使人和机器的配合更加协调,充分发挥人和机器的效能,最大程度的提高机器的利用率,合理匹配操作者的劳动强度。

具体的现状描述如图2所示。

通过图2现状描述,发现等静压机长与等静压机的人—机作业主要的问题是等静压机的利用率低,没有合适的装料工装,每个循环的作业准备时间较长。

本文采用了“5w1h”提问技术和ecrs四大原则对现有等静压机长与等静压机的人机作业进行了分析和改善。

等静压机利用率低的主要原因是机长在装料和出料时,压机无法工作,必须等待。

如果能够改变装料和出料的方式,把产品先装在一个筐里,再把整个筐一次性装进或取出,如图3所示,这样就可以大大的节约装料和出料的时间,最终减少压机的等待。

通过以上改善,等静压机和人的利用率达到了相对合理的水平,如图4所示。

该等静压机在一个循环中装料或出料过程占用的时间减少了55s,约占改善前装料和出料时间的91.7%,从而两台等静压机的利用率提升显著,从改善前的70%提高到了改善后的96.6%。

另外,机长的劳动强度、紧张程度等都得到了适当的调整。

5 改善前后效果对比等静压属于一个综合性的生产工序,每天生产的产品种类都会发生变化,为了便于本文的分析比较,取该工序最平常的一个班的生产情况来分析,具体生产任务、每台等静压机改善前后的每次循环作业所加工的数量、生产节拍和作业耗时如表3所示。

等静压工序在改善由表3可知,在一定的生产任务下,经过方法研究的应用,现场两台等静压作业耗时由改善前的23.76小时降到了12.64小时,生产率提升约46.8%。

6 结论本文把方法研究的理论应用到了工厂的实际生产改善中。

鉴于等静压作业存在的问题,有针对性的选择了人型流程程序分析和人-机作业分析;在工作流程、作业方法、工装器具和现场布置等方面都进行了改善,提高了设备的生产效率,降低了人员的劳动强度,并在一定程度上改善了工人的作业环境,提高了产品的品质。

本次方法研究基本上起到了小投入,大收益的作用。

参考文献:[1]季铸.中国工业化进程历史始终与转折[j].信息与经济,2009(3).[2]张宁,程馨.工作研究在国内外的发展与应用状况[j].聊城大学学报,2005(3):90-92.[3]文哲.工作研究[m].台北:中兴管理顾问公司,1980.。

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