温間等方圧プレスの開発と応用

等方圧プレス 静水圧処理とは、超高圧下で動作する成形装置です。加工対象物を特定の金型に入れ、金型ごと液体で満たされた密閉容器に入れ、加圧システムを通して徐々に加圧し、液体の圧力伝達によって対象物の各面に均等な圧力をかけ、金型の制約下で成形プロセスを行います。圧縮プロセスでは、実際の加工対象物の分子間の距離が縮まり、密度が増加するため、圧縮された対象物の物理的性質、さらには化学的性質も変化します。

静水圧プレスは、作動媒体として油、水、またはガスを使用し、対象物のすべての表面に均一な超高圧を加えます。これにより、成形品の密度が高く均一になり、焼結収縮が均一で加工しやすくなります。磁性材料、セラミックス、超硬合金、高温耐火材料、希土類永久磁石、炭素材料、レアメタル粉末などの産業で幅広く使用されています。

従来の温間静水圧プレス機は、必要な超高圧を実現するために多段加圧システムを採用しており、構造が複雑でエネルギー消費量も多いという問題があった。こうした欠点を改善するために簡略化された加圧システムが導入されてきたものの、高温高圧条件下での粉末材料製品の製造要件を満たすには至っていない。そこで、メーカー各社は、高温高圧条件下で粉末材料製品を製造できる固定予圧式温間静水圧プレス機を開発・製造した。

温間静水圧プレスは、従来の静水圧プレス機の構造をベースに、水槽、水槽ヒーター、ヒーターセンサーを組み込んでいます。超高圧作動シリンダーは水槽内に配置され、水槽の加熱によって作動シリンダーが加熱されます。動作原理は以下のとおりです。高温高圧の粉末材料製品を製造する必要がある場合、水槽ヒーターが作動して水槽内の水を加熱します。水槽は熱伝導によって超高圧作動シリンダーに熱を伝え、温度を上昇させます。同時に、超高圧ブースターと予圧フレームが作動シリンダーに必要な高圧を供給します。

このタイプの温度補助式静水圧プレスは、シンプルな構造と便利な操作性を特徴とし、高温高圧条件下での粉末材料製品の製造要件を満たすことができ、従来の温間静水圧プレスの欠点を克服しています。