專利名稱：均熱加壓方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可以在已加熱的狀態(tài)下對鋁鑄件、鎂鑄件等實行大氣壓下的搬送，對均熱加壓處理(HIP處理)溫度為600℃以下的制品經(jīng)濟地進行大量處理的均熱加壓裝置(HIP裝置)，特別是涉及利用把2個高壓容器進行組合運行，實行短時間內的加壓、減壓，從而實現(xiàn)縮短作業(yè)周期時間，改善HIP處理的經(jīng)濟性的方法和裝置。
背景技術：
本發(fā)明在面向以鋁、鎂等輕合金系金屬材料的鑄件為對象的HIP處理的工業(yè)性普及方面的問題，基本上是經(jīng)濟性即處理成本。在該HIP處理的成本中，有時周期時間長造成了處理成本的居高不下。本發(fā)明就是要通過縮短周期時間及改進裝置的利用效率來改善經(jīng)濟性。從這個觀點出發(fā)，對為改進HIP處理技術業(yè)已提出的現(xiàn)有技術及其存在的問題進行說明。
對加壓介質氣體進行加壓用的壓縮機、減壓用的減壓裝置、及各種閥類雖然價格昂貴，但因為這些部件構成的加壓、減壓系統(tǒng)在1個周期內的運行時間為20～40％，所以有人曾提出在該加壓、減壓系統(tǒng)上連接多個高壓容器，把運行相位錯開，實行減少壓縮機停止時間的操作，以相對降低設備造價等的方法(參見圖12、特公平7-23484)。
現(xiàn)有技術的此種HIP裝置67如圖12所示，其構成包括2臺高壓容器68；和具有集氣裝置69、氣體壓縮機70、減壓裝置71及多個閥等的加壓、減壓系統(tǒng)72，把高壓容器68的周期運動的啟動時間錯開，在一方的高壓容器68中對處理品進行加熱、加壓處理時，在另一方的高壓容器68中實行加壓介質氣體的加壓、回收工序，以提高HIP裝置67的運行效率。因為該裝置把1個加壓、減壓系統(tǒng)72用于2個高壓容器68的運行，同時把各高壓容器68的周期運動的啟動時間錯開，所以是一種可以提高HIP處理的效率的設備。
然而，該特公平7-23484記述的技術中，因為是由氣體壓縮機70從集氣裝置69向一方的高壓容器68供給加壓介質氣體，其后，由氣體壓縮機70從另一方的高壓容器68把加壓介質氣體回收到集氣裝置69，所以對一方的高壓容器68進行升壓期間不能施行對另一方的高壓容器68的減壓。因此，存在著該裝置無法縮短相應時段的HIP處理的周期時間的問題。
而且，該特公平7-23484記述的HIP裝置67雖然公布了如下內容，即，在一方的高壓容器68中的HIP處理完成后，打開閥73、74，連通兩高壓容器68，從一方的高壓容器68向另一方的高壓容器68導入高壓氬氣，以縮短加壓時間。但是，在兩高壓容器68內的壓力達到平衡狀態(tài)之后，對于把另一方的高壓容器68(被供給氬氣的高壓容器)升壓到HIP處理壓力的方法尚未公開。
另外，在把加壓、減壓系統(tǒng)72共同連接于多個高壓容器68的特公平7-23484記述的技術中，關于高壓容器68內部的溫度狀態(tài)沒有任何記述。如這里所實行的那樣，利用高壓狀態(tài)的HIP處理容器和將要升為高壓的HIP處理容器的壓力差高速供給氣體時，會產生所謂的閘門升溫現(xiàn)象，使即將升為高壓的HIP處理容器的處理室上部的溫度過度上升。由此，在對加熱器的接通電力的控制中，會產生實行溫度控制較難的溫度分布。包括這種現(xiàn)象，處理品的溫度控制很難，即處理品的溫度變動增大，要確保實施熱處理的材料組成的處理品所需的機械特性十分困難。回避這個問題是不可能的，而實現(xiàn)重視均熱性的穩(wěn)定的HIP處理不是輕而易舉的。

發(fā)明內容
為解決技術上的課題，本發(fā)明采取的技術手段是應用一對高壓容器、使用加壓介質氣體對處理品進行加熱、加壓處理的一種均熱加壓方法，由下列工序組成在上述一對高壓容器的一方的第1高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理的工序；與在上述第1高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理的工序的同時，在其另一方的第2高壓容器中使處理品處于加熱狀態(tài)的工序；在上述第1高壓容器中對處理品的加熱、加壓處理完成后，對上述第1高壓容器內部進行減壓的工序；在對上述第1高壓容器內部進行減壓的工序的同時，對上述第2高壓容器內部進行加壓的工序；以及在上述第2高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理的工序。這里，對上述第1高壓容器內部進行減壓的工序及對上述第2高壓容器內部進行加壓的工序由下列的工序組成利用連通上述第1高壓容器內部和上述第2高壓容器內部，把從上述第1高壓容器放出的加壓介質氣體注入到上述第2高壓容器內的工序；及上述第1高壓容器內部壓力和上述第2高壓容器內部壓力基本達到平衡狀態(tài)后，用壓縮機從上述第1高壓容器吸出加壓介質氣體并加壓后，注入到上述第2高壓容器的工序。
根據(jù)上述的方法，可大幅度縮短HIP處理的周期時間，高效地實施HIP處理。
在上述的均熱加壓方法的、對上述第1高壓容器內部進行減壓的上述工序中，可對上述第1高壓容器內進行加熱，以抑制上述第1高壓容器內的溫度下降。
根據(jù)上述的方法，能夠避免產生供給側的高壓容器內的加壓介質氣體由于絕熱膨脹發(fā)生溫度下降從而造成實質性的壓力降低的問題。
另外，在上述的均熱加壓方法中，在上述第1高壓容器內，在處理品的下方配置底座加熱器，并配置向對處理品進行加熱、加壓處理的處理室供給和攪拌加壓介質氣體的風機，在對上述第1高壓容器內部進行減壓的上述工序中，可使上述底座加熱器和上述風機動作，以均勻加熱上述第1高壓容器的內部。
根據(jù)上述的方法，能夠對把加壓介質氣體高速注入到高壓容器內時產生的閘門升溫造成的溫度變動(產生溫度分布)進行抑制，或者是對把高壓容器內的加壓介質氣體高速排出時產生的絕熱膨脹引起的溫度下降(產生溫度分布)進行抑制，有利于縮短HIP處理的周期時間。
在上述的均熱加壓方法中，上述加壓介質氣體采用氮氣為佳。因為氮氣比氬氣壓縮性僅小5～10％，所以用于處理品的加熱、加壓處理的加壓介質氣體使用氮氣比通常使用氬氣加壓到相同的壓力所需的氣體量少，可取得縮短加壓時間的效果，另外氮氣比氬氣便宜，可降低HIP處理的成本。
在上述的均熱加壓方法中，可以用鋁或者鋁合金作為處理品。
另外，可實施上述的均熱加壓方法的均熱加壓裝置，由具有對其內部進行加熱的部件的第1及第2的2臺高壓容器；向上述第1及第2的高壓容器供給壓力介質氣體的加壓介質氣體供給部件；壓縮機；連通上述第1高壓容器和上述第2高壓容器的第1氣體通路；連通上述第1高壓容器和上述壓縮機的輸出側的第2氣體通路；連通上述第2高壓容器和上述壓縮機的輸出側的第3氣體通路；連通上述第1高壓容器和上述壓縮機的吸入側的第4氣體通路；及連通上述第2高壓容器和上述壓縮機的吸入側的第5氣體通路組成。這里，上述第1～第5氣體通路及上述壓縮機至少可以采取下列狀態(tài)上述第1～第5氣體通路全部關閉，上述壓縮機停止的第1狀態(tài)；上述第1氣體通路打開，上述第4和上述第5通路關閉，上述壓縮機停止的第2狀態(tài)；上述第1氣體通路關閉，上述第2和上述第5氣體通路打開，上述第3和上述第4氣體通路關閉，驅動上述壓縮機，從上述第2高壓容器吸出加壓介質氣體，向上述第1高壓容器供給高壓的加壓介質氣體的第3狀態(tài)；及上述第1氣體通路關閉，上述第3和上述第4氣體通路打開，上述第2和上述第5氣體通路關閉，驅動上述壓縮機，從上述第1高壓容器吸出加壓介質氣體，向上述第2高壓容器供給高壓的加壓介質氣體的第4狀態(tài)。
而且，上述的均熱加壓方法，至少可以按下列的順序運行在上述第1狀態(tài)中，在上述第1高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理，在上述第2高壓容器中使處理品處于加熱狀態(tài)；在上述第1高壓容器中對處理品的加熱、加壓處理完成后，在上述第2狀態(tài)中，在對上述第1高壓容器內部進行減壓的同時，對上述第2高壓容器內部進行加壓；上述第1高壓容器內部壓力與上述第2高壓容器內部壓力基本達到平衡狀態(tài)后，在上述第3狀態(tài)中，在對上述第1高壓容器內部進行進一步減壓的同時，對上述第2高壓容器內部進行進一步加壓；在上述第1狀態(tài)中，在上述第2高壓容器上對處理品進行加熱、加壓處理，在上述第1高壓容器上使處理品處于加熱狀態(tài)；在上述第2高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理完成后，在上述第2狀態(tài)中，在對上述第2高壓容器內部進行減壓的同時，對上述第1高壓容器內部進行加壓；上述第1高壓容器內部壓力與上述第2高壓容器內部壓力基本達到平衡狀態(tài)后，在上述第4狀態(tài)中，在對上述第2高壓容器內部進行進一步減壓的同時，對上述第1高壓容器內部進行進一步加壓。
在上述的均熱加壓裝置中，上述第1及上述第2高壓容器可以構成為，在其內部具有下列設備對上述處理品進行加熱、加壓處理的處理室；在上述處理室的下方配置的底座加熱器；及把上述底座加熱器加熱的加壓介質氣體向上述處理室進行供給和攪拌用的風機。進而，均熱加壓裝置可以構成為，上述第1及上述第2高壓容器進而在其內部具有覆蓋處理室的橫向的周圍及上方的絕熱構造體。進而，其構成是至少處理品和上述絕熱構造體可以從上述第1及上述第2高壓容器的內部進行一體取出和搬送。


圖1是表示HIP裝置的高壓配管系統(tǒng)的配管系統(tǒng)圖。
圖2是表示2個高壓容器的運行周期的工序圖。
圖3是表示2個高壓容器內的氣體壓力及溫度的關系的曲線圖。
圖4是HIP裝置的高壓容器及電爐的剖面圖。
圖5是表示加壓介質氣體的流動的配管系統(tǒng)圖。
圖6是表示加壓介質氣體的流動的配管系統(tǒng)圖。
圖7是表示加壓介質氣體的流動的配管系統(tǒng)圖。
圖8是表示加壓介質氣體的流動的配管系統(tǒng)圖。
圖9是表示加壓介質氣體的流動的配管系統(tǒng)圖。
圖10是表示加壓介質氣體的流動的配管系統(tǒng)圖。
圖11是表示加壓介質氣體的流動的配管系統(tǒng)圖。
圖12是現(xiàn)有的HIP裝置的配管系統(tǒng)圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
圖4是表示有關本發(fā)明的均熱加壓裝置(HIP裝置)1的本體部分的高壓容器2及電爐3的一例的圖，HIP裝置1是在收容于高壓容器2內的電爐3內的處理室4內對處理品5進行加熱，同時向高壓容器2內注入加壓介質氣體后進行升壓，對處理品5進行加熱、加壓處理(HIP處理)的設備。
高壓容器2由上下方向有軸心且上下呈開口狀的高壓圓筒6、堵塞該高壓圓筒6的上端開口的上蓋7、和堵塞高壓圓筒6的下端開口的下蓋8構成，注入到高壓容器2內部的加壓介質氣體的壓力作用于上下蓋7、8的負荷由窗框狀的壓力機框架(未圖示)支持。
在上蓋7上形成向高壓容器2內引入加壓介質氣體、或者從高壓容器2內排出加壓介質氣體用的氣體流路9。
電爐3由加熱加壓介質氣體、對處理品5進行加熱升溫用的底座加熱器12；對該底座加熱器12加熱的加壓介質氣體實行強制性對流、向處理室4進行供給和攪拌以達到均勻加熱用的風機13；及防止向高壓容器2放熱造成的溫度過度上升用的絕熱構造體14構成。
底座加熱器12配置在處理室4的下方，同時該底座加熱器12的構成是，加壓介質氣體可向上下方向流通。
風機13的構成是，配置在底座加熱器12的下側的高壓容器2內的中央部，通過使之圍繞上下方向的軸心進行轉動，從下方或者橫向(水平方向)的側方(周圍)吸入加壓介質氣體，并向上方排出。
在底座加熱器12及風機13的下方設有支持于下蓋8上的支持臺19，在該支持臺19和下蓋8之間設有驅動風機13的馬達16。
在該馬達16的上方一側設有為防止底座加熱器12發(fā)出的熱量損傷馬達16用的陶瓷系的絕熱材料18，馬達16的輸出軸20貫通絕熱材料18及支持臺19，連接于風機13。
另外，在支持臺19上，圍繞底座加熱器12地對支持筒24進行支持，在該支持筒24的上端側，設有位于底座加熱器12上方的處理品臺25，在該處理品臺25上放置處理品5。
而且，在上述各處理品臺25上形成上下方向貫通狀的孔，加壓介質氣體可向上下方向流通。
絕熱構造體14由覆蓋處理室4的橫向的周圍的圓筒狀的筒體部21和對該筒體部21的上端開口進行閉塞、覆蓋處理室4的上方的上壁22形成下端開口狀。
該絕熱構造體14被放置和支持于支持臺19上，并覆蓋支持筒24、底座加熱器12、風機13。
另外，在支持筒24上支持有配置在絕熱構造體14和處理品5之間的上下開口狀的筒體23。
而且，要使處理品5和電爐3出入于高壓容器2，可利用例如升降下蓋8來實施。
另外，電爐3在下蓋8上裝拆自如，可從下蓋8上拆下實行一體搬送，在把處理品5收容于電爐3內的狀態(tài)下在預熱位置上進行預熱，可把預熱后的處理品5與電爐3一體搬送到設置高壓容器2的GIP位置上。
另外，實行HIP處理后，可把處理品5與電爐3一體搬送到熱處理位置上。
而且，底座加熱器12、風機13及馬達16等可以留在下蓋8上，絕熱構造體14可在下蓋8上裝拆自如，可對絕熱構造體14和處理品5與底座加熱器12、風機13、馬達16及下蓋8實行單獨搬送。
在上述構成的高壓容器2中，從風機13的下方或者側方被該風機13吸入的加壓介質氣體向上方排出，使在底座加熱器12配置空間中被加熱的加壓介質氣體強制性地向上方流動，對由筒體23區(qū)劃成的處理室4內的處理品5進行加熱。
另外，例如沿上述處理室4向上方流通的加壓介質氣體，依靠風機13的吸引力在處理室4的上端部通過筒體23和絕熱構造體上壁22間的間隙沿筒體23的外側的空間向下方流動，以使氣體從支持筒24的下部一側到達風機13的下方，由此構成加壓介質氣體的循環(huán)。
該風機13對加壓介質氣體的攪拌和強制對流的效果，在高壓下對處理品5進行處理時自不待言，就是對于抑制急速加壓時(急速注入加壓介質氣體)閘門升溫造成的溫度分布的發(fā)生，及防止急速減壓時(急速排出加壓介質氣體)絕熱膨脹引起的溫度下降亦是非常有效的。
即要縮短HIP處理的周期時間就需要縮減處理品5對高壓容器2的占有時間，在1個周期為1小時以內的高效HIP處理中，縮短升壓、減壓時間是十分重要的。
為此，需要高速注入、排出氣體，但實際上注入時閘門升溫造成溫度變動，而且高速排出時高壓容器2內的氣體由于絕熱膨脹產生溫度下降，所以在HIP處理之后馬上并行實行熱處理(水淬、時效析出處理等)的場合等要保持溫度是困難的。
因此，通過一邊利用風機13把被加熱的加壓介質氣體向處理室4內供給和攪拌，一邊在處理室4內對處理品5進行加熱、加壓處理，能夠抑制高速向高壓容器2內注入加壓介質氣體時閘門升溫造成的溫度變動(發(fā)生溫度分布)，由此可縮短依賴于用高壓容器2內的加壓介質氣體的升壓時間，并可縮短HIP處理的周期時間。
另外，對處理品5進行加熱、加壓處理后，從高壓容器2內排出加壓介質氣體時，通過使底座加熱器12及風機13動作，能夠防止高速排出高壓容器2內的加壓介質氣體時產生的絕熱膨脹引起的溫度下降，由此實施HIP處理后繼續(xù)進行熱處理的場合，且從高壓容器2內高速排出加壓介質氣體時，能夠使處理品5維持在所定的溫度上，所以可縮短實施HIP處理后繼續(xù)進行熱處理時的、依賴于高壓容器2內的壓力介質氣體的減壓時間，并減少HIP處理的周期時間。
上述構成的設備中，下蓋8實質上以1片構成，且在其上設有底座加熱器12。另外，在600℃以下的溫度區(qū)域的加熱中，不太利用輻射傳熱，所以主體是加壓介質氣體的對流傳熱，其構成是，在處理品5的下方配置加熱器12，利用該加熱器12加熱的加壓介質氣體發(fā)生上升氣流，同時在加熱器12的下側設置風機13，使之產生強制性對流，從而有效地對處理品5進行加熱升溫。
另外，處理室4內的溫度頂多是600℃，要防止向高壓容器2放熱造成高壓容器2的溫度的過度上升，用內外2個金屬制倒立杯狀的內外壁與該內外壁間填充的陶瓷層的絕熱材料組合成的絕熱構造體14就足夠了。
這樣，與現(xiàn)有的HIP裝置的爐子相比，結構較簡單，不僅降低了爐子本身的裝置成本，還使加熱電源成為1組，所以簡化了裝置的整體結構。
而且，上述絕熱構造體14的絕熱性能非常良好，在鄰近大氣壓下是氮氣為100Mpa高壓時的放熱量的1/10～1/8，在大氣壓下處理品5的數(shù)量如果充足，放置30分鐘溫度下降也就是10℃以下，在預熱時或實行HIP處理后想使溫度保持在鄰近HIP處理溫度附近的場合是非常有效的。
圖1是示意表示本發(fā)明的HIP裝置1的高壓配管系統(tǒng)的高壓配管系統(tǒng)圖(氣體回路圖)，圖2是以一方的高壓容器2為主體表示圖1的高壓配管系統(tǒng)的2個高壓容器2的加壓介質氣體的壓力操作的工序圖，圖3是表示圖1的高壓配管系統(tǒng)的2個高壓容器2內的加壓介質氣體的壓力和溫度的關系的曲線圖。
圖1所示的高壓配管系統(tǒng)(氣體回路)由高壓容器2和電爐3等構成，通過對2個HIP本體裝置VSL1、VSL2內的一方的HIP本體裝置的內部進行加壓時，對另一方的HIP本體裝置的內部進行減壓組成周期，來縮短升壓時間和減壓時間。
例如一方的HIP本體裝置VSL1、VSL2的周期時間為1小時的話，30分鐘進行一次HIP處理，生產率可增加一倍。在這樣的短時間的處理中，把處理品5加熱升溫到所定的溫度的時間是有問題的，所以對處理品5要進行預熱，同時高壓容器2內部要在經(jīng)常加熱到鄰近HIP處理溫度的狀態(tài)下使用。
在圖1中，高壓配管系統(tǒng)包括集氣裝置27(氣體供給源)、壓縮機28、真空泵29、主開關閥MSV1和第1～第10開關閥SV1～10等。
在集氣裝置27上連接夾裝主開關閥MSV1的第1管路K1，在該第1管路K1上連接夾裝第10開關閥SV10的第2管路K2和具有溢流閥RV的溢流管路RK。
而且，在溢流管路RK上設有壓力計PG。
另外，上述第2管路K2和第1HIP本體裝置VSL1利用夾裝第3開關閥SV3的第3管路K3來連接，第2管路K2和第2HIP本體裝置VSL2利用夾裝第4開關閥SV4的第4管路K4來連接。
另外，第3管路K3與第2管路K2的連接點C1和第3開關閥SV3之間連接夾裝第5開關閥SV5的第5管路K5，第4管路K4與第2管路K2的連接點C1和第4開關閥SV4之間連接夾裝第6開關閥SV6的第6管路K6，第5管路K5和第6管路K6相互連接。
另外，在第1HIP本體裝置VSL1上連接具有第7開關閥SV7的第7管路K7，在第2HIP本體裝置VSL2上連接著具有第8開關閥SV8的第8管路K8。
另外，第3管路K3的第3開關閥SV3和第1HIP本體裝置VSL1之間連接夾裝第1開關閥SV1的第9管路K9，第4管路K4的第4開關閥SV4和第2HIP本體裝置VSL2之間連接夾裝第2開關閥SV2的第10管路K10，第9管路K9和第10管路K10相互連接。
另外，第5管路K5與第6管路K6的連接點C2，和第9管路K9與第10管路K10的連接點C3之間連接夾裝壓縮機28的第11管路K11。
另外，第9管路K9與第10管路K10的連接點C3上，連接夾裝真空泵29的排氣管路HK，該排氣管路HK的上述連接點C3和真空泵29之間夾裝第9開關閥SV9。
下面，參照圖1的配管系統(tǒng)圖、圖2的工序圖及圖3的曲線圖、和從圖4起到圖11所示的關于高壓配管系統(tǒng)的加壓介質氣體的流動的圖，對本發(fā)明的短周期的運行進行說明。
而且，在以下的說明中，對于HIP本體裝置及閥省略其名稱，以上述的符號進行說明。
最初的狀態(tài)，是要把在預熱位置上已預熱的處理品5搬送和裝入到VSL1的高壓容器2中，在VSL2中正在對處理品5進行加熱、加壓處理(保持高溫高壓的狀態(tài))。
而且是MSV1、SV1～10關閉，壓縮機28和真空泵29未動作的狀態(tài)。
從此狀態(tài)開始，把處理品5裝入VSL1，如圖5所示，打開SV1及SV9，利用真空泵29對VSL1的高壓容器2的內部進行抽真空后(根據(jù)情況可以省去抽真空)，如圖6所示，在關閉SV1及SV9的同時，打開MSV1、SV10、SV3，以低壓從集氣裝置27向VSL1內充填氣體置換用的氣體，其后立即如圖7所示，打開SV7，把混入空氣的氣體放出到大氣中。
接著，如圖8所示，打開MSV1、SV10、SV3，把其余的閥關閉，從集氣裝置27向VSL1內充填加壓介質氣體。
其后，如圖9所示，在關閉MSV1、SV10、SV3的同時，打開SV1和SV2，連通VSL1和VSL2，從HIP處理結束的VSL2向VSL1以差壓充填氣體。
其后，VSL1和VSL2的(兩高壓容器2的)壓力趨于平衡，VSL1內部的壓力上升速度降低，如圖10所示，在關閉SV2的同時，打開SV4、SV6，驅動壓縮機28，從VSL2吸出加壓介質氣體的同時進行加壓，向VSL1充填加壓介質氣體。
而且，在VSL1內部的壓力達到所定的壓力的時刻停止壓縮機28的運行。
在此時，VSL2的高壓容器2的內部壓力與集氣裝置28相等或在其以下，所以如圖11所示，關閉SV1、SV4及SV6，打開SV8，把VSL2內的殘留氣體放出到大氣中。
在此時，VSL1處于保持高溫高壓的狀態(tài)，即處于正在實施HIP處理的狀態(tài)。
另一方面，關于VSL2，高溫開放高壓容器2，內部的處理品5被以高溫狀態(tài)取出的同時，作為下次處理的準備，實行保持高溫的處理品5的裝入。
而且，在VSL1中的高溫高壓的保持(HIP處理)結束后，對VSL2按上述的順序依次實施。
這樣，通過使2個HIP本體裝置VSL1和VSL2的壓力周期達到整合，使在時間上和熱能上實現(xiàn)優(yōu)化的操作成為可能。
而且，從一方的HIP本體裝置VSL1、VSL2的高壓容器2向另一方的HIP本體裝置VSL1、VSL2的高壓容器2差壓充填加壓介質氣體時，為避免供給側的高壓容器2內的加壓介質氣體由于絕熱膨脹產生溫度下降而實質上壓力降低的問題，在本發(fā)明中使供給側的高壓容器2內的溫度保持高溫不變。
具體地說，就是向供給側的高壓容器2內的底座加熱器12通電，把高壓容器2內的加壓介質氣體加熱到保持溫度或者其鄰近的溫度。
另外，此時因收容有處理品5，所以為防止產生溫度分布，建議驅動風機13避免產生溫度分布。
另外，在加壓介質氣體供給側的高壓容器2內的內部，高速通過配管通路的加壓介質氣體在高壓容器2內部的盡頭部分上(通常是高壓容器2內的上端部)失去速度能的同時，產生熱量(運動能轉換為熱能)使溫度上升。該溫升根據(jù)情況有時達到100～200℃，為避免這種情況，建議驅動加壓介質氣體供給側的高壓容器2內部的風機13，均勻加熱處理室4空間。
進而，在通常的HIP處理中是以幾乎不存在與處理品5等發(fā)生反應問題的氬作為加壓介質氣體使用的，但本發(fā)明的主要對象的鋁合金等金屬材料，在上述的HIP處理的溫度區(qū)域中基本上不與氮發(fā)生反應，所以建議使用氮。
即，使用氮的場合比氬壓縮性小5～10％，所以能夠取得以氮構成加壓介質氣體比通常使用氬加壓到相同的壓力所需的氣體量少，和加壓時間縮短的效果。
另外，氮氣比氬氣便宜，符合本發(fā)明降低HIP處理成本的本來的目的。
根據(jù)上述的本發(fā)明，可以在高溫下對鋁鑄件、鎂鑄件等進行的大氣壓下的搬送，使以例如1小時2個周期以上的高效對HIP處理溫度為600℃以下的產品實施HIP處理成為可能。
利用本發(fā)明的高效化及本發(fā)明的HIP裝置1的簡化形成的裝置成本的降低，能夠把HIP處理成本減低到現(xiàn)有的HIP處理的1/10以下，并使之適用于因受到處理成本的制約而適用現(xiàn)有HIP處理十分困難的汽車方面的鋁鑄件處理成為可能。
從HIP處理自身的疲勞強度及延展性(拉伸)的改善效果看，容易在鑄件的設計方面實現(xiàn)部件的薄壁化，有望取得汽車的輕量化及與之相關的節(jié)能效果和減低廢氣等效果，并將極大地有助于今后汽車產業(yè)等的發(fā)展。
權利要求
1.一種均熱加壓方法，它應用一對高壓容器，使用加壓介質氣體對處理品進行加熱、加壓處理，由下列工序組成在上述一對高壓容器的一方的第1高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理的工序；與在上述第1高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理的工序的同時，在其另一方的第2高壓容器中使處理品處于加熱狀態(tài)的工序；在上述第1高壓容器中對處理品的加熱、加壓處理完成后，對上述第1高壓容器內部進行減壓的工序；在對上述第1高壓容器內部進行減壓的工序的同時，對上述第2高壓容器內部進行加壓的工序；以及在上述第2高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理的工序，這里，對上述第1高壓容器內部進行減壓的工序及對上述第2高壓容器內部進行加壓的工序由下列的工序組成通過連通上述第1高壓容器內部和上述第2高壓容器內部，把從上述第1高壓容器放出的加壓介質氣體注入到上述第2高壓容器的工序；及上述第1高壓容器內部壓力與上述第2高壓容器內部壓力基本達到平衡狀態(tài)后，用壓縮機從上述第1高壓容器吸出加壓介質氣體并加壓后，注入到上述第2高壓容器的工序。
2.權利要求1記述的均熱加壓方法，在對上述第1高壓容器內部進行減壓的上述工序中，對上述第1高壓容器內部進行加熱，以抑制上述第1高壓容器內的溫度下降。
3.權利要求1記述的均熱加壓方法，在上述第1高壓容器內，在處理品的下方配置底座加熱器，同時配置向對處理品進行加熱、加壓處理的處理室內供給和攪拌加壓介質氣體用的風機，在對上述第1高壓容器內部進行減壓的上述工序中，使上述底座加熱器和上述風機動作，以使上述第1高壓容器的內部實現(xiàn)均勻加熱。
4.權利要求1記述的均熱加壓方法，在上述第2高壓容器內，在處理品的下方配置底座加熱器，同時配置向對處理品進行加熱、加壓處理的處理室內供給和攪拌加壓介質氣體用的風機，在對上述第2高壓容器內部進行加壓的上述工序中，使上述底座加熱器和上述風機動作，以使上述第2高壓容器的內部實現(xiàn)均勻加熱。
5.權利要求1記述的均熱加壓方法，上述加壓介質氣體是氮氣。
6.權利要求1記述的均熱加壓方法，上述處理品是鋁或鋁合金。
7.一種均熱加壓裝置，它由下列部件組成第1及第2的2臺高壓容器，上述第1及第2的高壓容器具有對其內部進行加熱的部件；向上述第1及第2的高壓容器供給加壓介質氣體的加壓介質氣體供給部件；壓縮機；連通上述第1高壓容器和上述第2高壓容器的第1氣體通路；連通上述第1高壓容器和上述壓縮機的輸出側的第2氣體通路；連通上述第2高壓容器和上述壓縮機的輸出側的第3氣體通路；連通上述第1高壓容器和上述壓縮機的吸入側的第4氣體通路；及連通上述第2高壓容器和上述壓縮機的吸入側的第5氣體通路；這里，上述第1～第5氣體通路及上述壓縮機至少可以采取下列狀態(tài)上述第1～第5氣體通路全部關閉，上述壓縮機停止的第1狀態(tài)；上述第1氣體通路打開，上述第4和上述第5通路關閉，上述壓縮機停止的第2狀態(tài)；上述第1氣體通路關閉，上述第3和上述第4氣體通路打開，上述第2和上述第5氣體通路關閉，驅動上述壓縮機，從上述第1高壓容器吸出加壓介質氣體，向上述第2高壓容器供給高壓的加壓介質氣體的第3狀態(tài)；及上述第1氣體通路關閉，上述第2和上述第5氣體通路打開，上述第3和上述第4氣體通路關閉，驅動上述壓縮機，從上述第2高壓容器吸出加壓介質氣體，向上述第1高壓容器供給高壓的加壓介質氣體的第4狀態(tài)。
8.權利要求7記述的均熱加壓裝置，至少可以以下列的順序運行在上述第1狀態(tài)中，在上述第1高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理，在上述第2高壓容器中使處理品處于加熱狀態(tài)；在上述第1高壓容器中對處理品的加熱、加壓處理完成后，在上述第2狀態(tài)中，在對上述第1高壓容器內部進行減壓的同時，對上述第2高壓容器內部進行加壓；上述第1高壓容器內部壓力與上述第2高壓容器內部壓力基本達到平衡狀態(tài)后，在上述第3狀態(tài)中，對上述第1高壓容器內部進一步減壓的同時，對上述第2高壓容器內部進一步加壓；在上述第1狀態(tài)中，在上述第2高壓容器上對處理品進行加熱、加壓處理，在上述第1高壓容器中使處理品處于加熱狀態(tài)；在上述第2高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理完成后，在上述第2狀態(tài)中，對上述第2高壓容器內部進行減壓的同時，對上述第1高壓容器內部進行加壓；上述第1高壓容器內部壓力與上述第2高壓容器內部壓力基本達到平衡狀態(tài)后，在上述第4狀態(tài)中，對上述第2高壓容器內部進一步減壓的同時，對上述第1高壓容器內部進一步加壓。
9.權利要求7記述的均熱加壓裝置，上述第1及上述第2高壓容器在其內部具有下列裝置對前述處理品進行加熱、加壓處理的處理室；在上述處理室的下方配置的底座加熱器；及把上述底座加熱器上加熱的加壓介質氣體向上述處理室進行供給和攪拌用的風機。
10.權利要求9記述的均熱加壓裝置，上述第1及上述第2高壓容器在其內部進而具有覆蓋處理室的橫向的周圍及上方的絕熱構造體。
11.權利要求10記述的均熱加壓裝置，其構成是至少處理品和上述絕熱構造體可以從上述第1及上述第2高壓容器的內部一體取出和搬送。
全文摘要
在一對高壓容器的一方的高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理期間，在另一方的高壓容器中使被加壓處理的處理品處于加熱狀態(tài)。在一方的高壓容器中的處理品的加熱、加壓處理完成后的減壓工序中，連通兩高壓容器內部，把一方的高壓容器放出的加壓介質氣體注入另一方的高壓容器內。兩高壓容器內的壓力基本達到平衡狀態(tài)后，用壓縮機從一方的高壓容器吸出加壓介質氣體并加壓后，注入另一方的高壓容器中，在該另一方的高壓容器中對處理品進行加熱、加壓處理。利用這種方法可大幅度縮短HIP處理的周期時間，并高效地實施HIP處理。
文檔編號B22F3/15GK1468676SQ0314545
公開日2004年1月21日 申請日期2003年5月29日 優(yōu)先權日2002年5月29日
發(fā)明者真鍋康夫, 上舟惠生, 米田慎, 藤川隆男, 生, 男 申請人:株式會社神戶制鋼所