DE60116384T2

DE60116384T2 - Verfahren und vorrichtung zum hydrostatischen warmpressen von werkstücken

Info

Publication number: DE60116384T2
Application number: DE60116384T
Authority: DE
Inventors: Victor Lugovskoy; Vladimir Magaziner; Vitaly Chertkov; Guy Danieli
Original assignee: MLC Extrusion Systems Ltd
Current assignee: MLC Extrusion Systems Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: DE60116384D1; WO2002026409A3; ATE314162T1; IL138785A0; AU2001292191A1; US20040035167A1; EP1372876B1; EP1372876A2; US7250131B2; WO2002026409A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf Verfahren der Extrusion und des isostatischen Pressens und insbesondere auf Verfahren, die das Hochtemperaturpressen verwenden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung gehört zu den Verfahren des hydrostatischen Heißpressens, worin die Rohlinge auf Temperaturen oberhalb des Bereichs von 600–700°C erhitzt werden, wie z.B. Heißextrusion von Metallen und gesinterten Barren, HIP-Verfahren (HIP = hot isostatic pressure, isostatischer Heißdruck), Heißkomprimierung von Pulvern und abgeschiedenen Pulvermaterialien, plastische Verformung unter isostatischem Hochdruck, usw.
In der Praxis werden heiße Rohlinge, die auf den obigen Temperaturbereich erhitzt wurden, unter Verwendung von solchen Arbeitsflüssigkeiten gepresst, wie z.B. spezielle Silikonöle und hitzebeständiges Fett. Bei einem höheren Temperaturbereich, in dem sogenannten "Schmiede-Intervall" bei etwa 1000–2000°C ist es bekannt, Rohlinge und Materialien in einem Medium von Gasen oder kolloidalem Graphit zu pressen.
Das Pressen in inerten oder reaktiven Gasen wird in unter Druck stehenden Autoklaven (Gasostaten) bei Drücken bis zu 1500–2000 atm und Temperaturen bis zu 2000°C durchgeführt. Ein grundlegender Nachteil des "Gas"-Pressens ist der relativ niedrige erreichbare Druck und die hohe Komplexität der Ausrüstung. Der Stromverbrauch pro Einheitsgewicht des Rohlings ist hoch aufgrund der großen Komprimierbarkeit des Arbeitsgases und der Unmöglichkeit, die komprimierte Gasenergie wieder zu gewinnen. Weil die Rohlinge in dem Gasostaten erhitzt werden, werden das Arbeitsgas und die Autoklavenkammer ebenfalls er hitzt, was zu Energieverlusten beiträgt.
Der niedrige erreichbare Druck bei dem "Gas"-Pressen ist eine Haupteinschränkung für solche Pressverfahren wie HIP- und Komprimierungsprozesse, in denen er die Alterungszeit des Rohlings wesentlich verlängert. Ein typischer Gasostat-Arbeitszyklus beträgt in solchen Prozessen 6–8 Stunden. Daneben verhindert der niedrige Druck das Erzielen von komprimierten Pulvern und abgeschiedenen Materialen hoher Qualität.
Das Pressen von heißen Rohlingen in "pseudofluiden" Medien, wie z.B. kolloidalem Graphit, kann bei sehr hohen Drücken durchgeführt werden und ist Energie-effizient, weil das "Pseudofluid" eine niedrige Komprimierbarkeit besitzt. Dieses Medium ist jedoch durch eine beträchtliche innere Reibung gekennzeichnet, die zu einem nicht gleichmäßigen Druck entlang des Arbeitsvolumens führt. Kolloidaler Graphit ist ferner unerwünschten chemischen Reaktionen mit dem Rohlingsmaterial ausgesetzt.
Die JP 01 269509 offenbart ein Verfahren zur Verwendung einer Niedrigtemperatur-Arbeitsflüssigkeit zum Pressen von Harzpulver bei hoher Temperatur durch Füllen des erhitzten Pulvers in eine wärmeisolierte Kapsel mit wärmeisolierter Gummiabdeckung und Pressen der Kapsel in einer hydrostatischen Presse mithilfe der Arbeitsflüssigkeit. Hierbei schützen die Kapsel und die Abdeckung die Arbeitsflüssigkeit vor Kontakt mit dem erhitzten Pulver während der gesamten Verarbeitungszeit. Folglich ist das Verfahren auf Temperaturen beschränkt, die eine Gummiabdeckung aushalten kann, z.B. 500–600°C.
Die US 3,931,382 präsentiert ein Verfahren zum Komprimieren von vorerhitzten Pulverkörpern in einem Druckgefäß unter isostatischem Hochdruck, in dem eine Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, als druckausübendes Medium verwendet wird. Ein vorerhitztes Werkstück wird in einen Abschirmbehälter eingesetzt, der ein offenes oberes Ende aufweist, und anschließend wird der Behälter in das Druckgefäß eingesetzt, das verschlossen und abgedichtet wird. Das Gefäß wird dann schnell mit dem flüssigen druckausübenden Medium gefüllt, während der Abschirmbehälter den Kontakt des Mediums mit dem vorerhitzten Werkstück verhindert, bis das Gefäß beinahe voll ist. Der Druck in dem Gefäß wird anschließend schnell auf einen vorgewählten Komprimierungsgrad erhöht, indem das flüssige druckausübende Medium kontinuierlich in das Gefäß gepumpt wird. Der vorgewählte Komprimierungsdruck übersteigt den kritischen Druck des flüssigen druckausübenden Mediums. Der rasche Druckanstieg in dem Gefäß auf ein Niveau, das den kritischen (Stabilisierungs-) Druck übersteigt, minimiert die in dem Gefäß gebildete Menge des Dampfes und verringert die Wärmeübertragung von dem vorerhitzten Körper auf das druckausübende System.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Folgende ist ein Glossar von Ausdrücken, die in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden:
Hydrostatisches Heißpressen – ein Pressvorgang an einem erhitzten Rohling mithilfe einer Arbeitsflüssigkeit, wie z.B. Heißextrusion, Sintern, Komprimieren, isostatischer Heißdruck, usw.
Rohling – ein beliebiges Material, Rohling, Detail oder Präparat davon in einem Behälter, der in der Lage ist, in erhitztem Zustand gepresst zu werden.
Kontakt – ein direkter Kontakt des Rohlings und der Arbeitsflüssigkeit oder ein Kontakt mittels eines Mediums, das die Wärmeübertragung zwischen dem Rohling und der Arbeitsflüssigkeit im Wesentlichen nicht behindert.
Arbeitstemperatur – eine Temperatur, die den Rohling für das hydrostatische Heißpressen empfänglich macht, d.h. den Rohling bei einem gegebenen Arbeitsdruck plastisch, sinterbar, komprimierbar, usw. macht.
Arbeitsdruck – der erforderliche Druck für den hydrostatischen Heißpressvorgang bei einer gegebenen Arbeitstemperatur.
Instabil(er) (Zustand der Arbeitsflüssigkeit) – ein Zustand einer Arbeitsflüssigkeit, bei dem sie auf der Oberfläche eines erhitzten Rohlings energisch verdampft, kocht, sich entzündet, explodiert, verkohlt, usw. und dadurch nicht in der Lage ist, einen äußeren (Arbeits-)Druck auf den Rohling gleichmäßig zu übertragen.
Stabil(er) (Zustand der Arbeitsflüssigkeit) – ein Zustand einer Arbeitsflüssigkeit, bei dem sie in der Lage ist, einen äußeren (Arbeits-)Druck auf den Rohling gleichmäßig zu übertragen.
Stabilisierungsdruck – der Minimaldruck für eine gegebene Temperatur, bei dem eine Arbeitsflüssigkeit in der Nähe einer Oberfläche eines auf diese Temperatur erhitzten Rohlings in dem stabilen Zustand ist.
Hohe Arbeitstemperatur – Arbeitstemperatur bei dem hydrostatischen Heißpressen, bei dem die Arbeitsflüssigkeit zum Übergang in den instabilen Zustand neigt, wenn ihr Druck niedriger als der Stabilisierungsdruck ist.
Übergangszeit – die Zeitdauer, während der eine Arbeitsflüssigkeit, die mit einem auf die hohe Arbeitstemperatur erhitzten Rohling bei einem niedrigeren Druck als der Stabilisierungsdruck in Kontakt gebracht wurde, in der Nähe der Kontaktoberfläche von dem stabilen in den instabilen Zustand übergeht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und ein System zum hydrostatischen Heißpressen unter Verwendung einer Arbeitsflüssigkeit bereitgestellt, wie in den Ansprüchen 1 und 7 bestimmt ist. Insbesondere neigt die Arbeitsflüssigkeit dazu, dann, wenn sie bei einem Druck niedriger als der Stabilisierungsdruck der Flüssigkeit mit einem auf eine hohe Arbeitstemperatur erhitzten Rohling in Kontakt steht, innerhalb einer Übergangszeit instabil zu werden, wobei das Pressen des erhitzten Rohlings bei einem Arbeitsdruck nicht niedriger als der Stabilisierungsdruck durchgeführt wird und der Druck der Arbeitsflüssigkeit während einer Zeitdauer, die kürzer als die Übergangszeit ist, nach dem Kontakt auf den Stabilisierungsdruck erhöht wird.
Dieses Verfahren gestattet die Verwendung von billigen Arbeitsflüssigkeiten, wie z.B. Mineralölen, mit niedriger innerer Reibung für das hydrostatische Hochtemperatur- und Hochdruck-Pressen. Die Arbeitsflüssigkeit besitzt eine niedrige Komprimierbarkeit und wirft keine Beschränkungen hinsichtlich der Erhöhung des Arbeitsdrucks auf. Das Verfahren ist Energieeffizient, weil nur der Rohling erhitzt zu werden braucht; es ist Zeit-effizient, weil die Verarbeitungszeit, z.B. zur Behebung von Defekten, bei höheren Temperaturen und Drücken geringer ist, und es gibt zwischen Verarbeitungszyklen keine Wartedauer zum Abkühlen der Pressausrüstung.
Es ist bekannt, dass, wenn eine Flüssigkeit wie Öl oder Wasser mit einer heißen Oberfläche in Kontakt gebracht wird, dann die Flüssigkeit sehr intensiv zu verdampfen beginnt, wobei sie ein gasförmiges "Polster" an der Kontaktgrenzfläche ausbildet. Das gasförmige Polster besitzt eine geringe thermische Leitfähigkeit, die eine weitere Verdampfung verzögert. Wenn die Oberfläche sehr heiß ist, dann kann die Flüssigkeit zu kochen, zu brennen, zu explodieren oder zu verkohlen beginnen, wodurch sie das gasförmige Grenzflächenpolster innerhalb einer kurzen Übergangszeit zerstört. Wenn jedoch der Druck der Flüssigkeit ausreichend hoch ist, dann kann die gasförmige Grenzflächenschicht sogar auf einer sehr heißen Oberfläche stabilisiert werden. Auf der Basis dieses Phänomens besteht das Verfahren der vorliegenden Erfindung darin, den Druck der Arbeitsflüssigkeit schnell zu erhöhen, nachdem sie mit dem heißen Rohling in Kontakt kommt, und einen hohen Stabilisierungsdruck in einer kürzeren Zeit als die Übergangszeit zu erreichen.
Der Wert des Stabilisierungsdrucks hängt von der Art der Arbeitsflüssigkeit und der Temperatur des Rohlings ab. In der Praxis erscheint ein Druck in der Größenordnung von 6000–8000 atm als ausreichend.
Nach dem Kontakt zwischen der Arbeitsflüssigkeit und dem heißen Rohling hängt die Übergangszeit, in der die Stabilität der gasförmigen Schicht verloren geht, wenn der Stabilisierungsdruck nicht erreicht wird, ferner von der Temperatur des Rohlings und den Eigenschaften der Arbeitsflüssigkeit ab. In der Praxis erscheinen "sichere" Zeiten zum Erreichen des Stabilisierungsdrucks unterhalb von Zehnteln einer Sekunde.
Um die Zeit zur Erhöhung des Drucks zu verringern, muss die Geschwindigkeit des Press-Stempels relativ hoch sein, zumindest während des Hubs des Druckaufbaus. Diese Geschwindigkeit hängt von den Volumina der Kammer und des Rohlings, von dem spezifischen Pressprozess, usw. ab und erscheint in der Praxis mit etwa 150–500 mm/s. Während dieser Zeit muss das Aggregat der Presse riesige Stromraten liefern, zum Beispiel für eine Press einrichtung mit 1200 t bei einer Geschwindigkeit von 200 mm/s wird die benötigte Stromrate mehr als 2500 kW betragen. Ein Kurzzeitpuls einer solchen Stromrate kann bequem von einer hydraulischen Presse mit einer leistungsstarken Anstaustation geliefert werden. Eine Spindelpresse mit einem Schwungrad kann ferner verwendet werden, wenn das Schwungrad die notwendige Energie anhäufen kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Um die Erfindung zu verstehen und um zu sehen, wie sie in der Praxis durchgeführt werden kann, wird nun anhand eines nichtbeschränkenden Beispiels eine bevorzugte Ausführungsform unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Ansicht des Systems für die hydrostatische Heißextrusion gemäß der Erfindung ist;
2 ein erstes Schema für das HIP-Verfahren gemäß der Erfindung ist; und
3 ein zweites Schema für das HIP-Verfahren gemäß der Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Verfahren der Erfindung wird hierin anhand von drei Ausführungsformen unter Bezug auf die obigen Zeichnungen erläutert.
Die 1 zeigt ein System für die hydrostatische Heißextrusion gemäß der Erfindung und Stufen des Extrusionsprozesses, die an einem erhitzten Rohling 2 mithilfe einer Arbeitsflüssigkeit 4 und einer metallischen Abdeckung (Kapsel) 6 durchgeführt werden. Die Extrusion wird in einer hydraulischen oder anderen Presse durchgeführt, die eine Arbeitskammer 10 und einen Stempel 12 aufweist, der in die Kammer bewegt werden kann und daran mittels einer Dichtungsanordnung 14 abgedichtet ist. Die Arbeitskammer 10 wird durch eine Extrusionsdüse 16 mit einer Extrusionsöffnung 18 und einer Führungsoberfläche 20 verschlossen. Das System ist mit in der Zeichnung nicht gezeigten Vorrichtungen zum Erhitzen des Rohlings 2, zum Einsetzen des Rohlings 2 und der Kapsel 6 in die Arbeitskammer 10 und zum Einfüllen der Arbeitsflüssigkeit 4 in die Arbeitskammer ausgestattet.
An der Stufe (a) wird ein erhitzter Rohling in die Arbeitskammer 10 eingesetzt. An der Stufe (b) wird die Kapsel 6 eingesetzt, um den Rohling mit loser Passung zu umhüllen, die aber die Extrusionsdüse 18 genau einpasst. An der Stufe (c) wird die Arbeitskammer mit der Arbeitsflüssigkeit 4 befüllt und an der Stufe (d) bewegt sich der Stempel 12 in die Arbeitskammer 10, wobei er rasch den Druck mindestens auf den Stabilisierungsdruck erhöht.
Wenn sich an der Stufe (d) der Druck der Arbeitsflüssigkeit erhöht, dann schrumpft die metallische Kapsel 6 fest um den Rohling und beginnt, den äußeren Druck gleichmäßig darauf zu übertragen. Ferner wird ein Wärmekontakt zwischen dem erhitzten Rohling und der Arbeitsflüssigkeit hergestellt und eine intensive Wärmeübertragung beginnt über die metallische Kapsel 6. Bedingt durch den isolierenden Luftspalt zwischen der Kapsel und dem Rohling entwickelt sich die Wärmeübertragung nicht vor der Schrumpfung. Ab dem Kontaktmoment an muss der Druck auf den Stabilisierungsdruck bis zu dem Zustand der Flüssigkeitsinstabilität erhöht werden, und zwar während einer kürzeren Zeit als die Übergangszeit.
Wenn der Extrusionsprozess einen höheren Arbeitsdruck als den Stabilisierungsdruck erfordert, dann bewegt sich der Stempel weiter. Unter dem hohen Arbeitsdruck wird der Rohling 2 durch die Düsen-Öffnung 18 extrudiert, der von der Führungsoberfläche 20 geleitet wird. In Abhängigkeit von anderen technologischen Erfordernissen kann die Kapsel 6 zusammen mit dem Rohling extrudiert werden, um darauf eine Oberflächenschicht zu bilden (wie in der 1d gezeigt ist), oder sie kann zurückbleiben und in der Arbeitskammer zerbrochen werden. Tatsächlich besteht die Aufgabe der Kapsel darin, den Kontaktmoment zwischen dem heißen Rohling und der Arbeitsflüssigkeit zu verzögern, bis ein Druckwert nahe dem Stabilisierungsdruck erreicht ist, so dass eine weitere Erhöhung des Drucks auf den Stabilisierungsdruck weniger Zeit als die Übergangzeit in Anspruch nehmen kann. Nach dem Kontaktmoment kann die Kapsel zerstört werden.
Die 2 zeigt ein Schema für das HIP-Verfahren, das an einem erhitzten Rohling 2 mithilfe einer Arbeitsflüssigkeit 4 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird. Das HIP-Verfahren wird in einer hydraulischen oder einer anderen Presse durchgeführt, die eine Arbeitskammer 10 mit einer Vorkammer 30 und einen Stempel 12 aufweist, der durch eine Dichtungsanordnung 14 in die Vorkammer und die Arbeitskammer bewegt werden kann. Die Arbeitskammer 10 ist von der Vorkammer 30 durch eine zerbrechliche Membran 32 getrennt und wird durch einen Flansch 34 verschlossen. Das System ist mit in der Zeichnung nicht gezeigten Vorrichtungen zum Erhitzen des Rohlings 2, zum Einsetzen des Rohlings 2 in die Arbeitskammer 10 und zum Einfüllen der Arbeitsflüssigkeit 4 in die Vorkammer 30 ausgestattet.
In diesem Fall wird die Vorkammer 30 mit der Arbeitsflüssigkeit 4 im Voraus gefüllt, der Rohling 2 wird erhitzt und in die Arbeitskammer 10 bei entferntem Flansch 34 eingesetzt. Dann wird der Flansch 34 in der Position befestigt und der Stempel 12 wird in die Vorkammer 30 bewegt, um den Druck darin zu erhöhen. Nach Erreichen eines gewissen vorbestimmten Berstdrucks bricht die Membran 32 auf und lässt die Arbeitsflüssigkeit unmittelbar in die Arbeitskammer 10 einströmen und mit dem heißen Rohling 2 in Kontakt kommen. Der Stempel 12 führt seine Bewegung weiter und erhöht den Druck auf mindestens den Wert des Stabilisierungsdrucks. Nachdem die Membran zerbrochen ist, ist der Berstdruck vorzugsweise höher als der Stabilisierungsdruck, weil der Druck der Arbeitsflüssigkeit als erster fallen muss, so dass nach dem Befüllen der Arbeitskammer der Druck den Stabilisierungsdruck während einer kürzeren Zeit als die Übergangszeit zu dem Zustand der Flüssigkeitsinstabilität erreichen kann. Vorteilhafterweise beginnt in dieser Ausführungsform der Stempel den abschließenden Hub der Komprimierung aus einer Position sehr nahe des Rohlings und mit einer gewissen angehäuften Trägheit, welche die benötigte Zeit zum Erreichen des Stabilisierungsdrucks verringert.
Nach Erreichen des erforderlichen Arbeitsdrucks stoppt der Stempel und das HIP-Verfahren wird für die erforderliche Zeitdauer durchgeführt.
Die 3 zeigt ein Schema für das HIP-Verfahren gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Das HIP-Verfahren wird in einer hydraulischen oder anderen Presse durchgeführt, die eine Arbeitskammer 10 mit einem Stempel 12 aufweist, der durch eine Dichtungsanordnung 14 in die Arbeitskammer bewegt werden kann. Der Stempel trägt an seinem führenden Ende einen Behälter 36, der aus einem dünnen verformbaren Material hergestellt und mit der Arbeitsflüssigkeit 4 befüllt ist. Die Arbeitskammer wird von einem Flansch 34 verschlossen.
Ein Rohling 2 wird erhitzt und in die Arbeitskammer 10 bei entferntem Flansch 34 eingesetzt. Dann wird der Flansch 34 in der Position befestigt und der Stempel 12 mit dem Behälter 36 wird in die Arbeitskammer 10 bewegt. Der Behälter stößt an dem Rohling an und beginnt sich zu verformen. Nach Erreichen eines gewissen vorbestimmten Berstdrucks bricht der Behälter 36 auf und lässt die Arbeitsflüssigkeit 4 unmittelbar in die Arbeitskammer 10 einströmen und mit dem heißen Rohling 2 in Kontakt kommen. Der Stempel 12 führt seine Bewegung weiter und erhöht den Druck auf mindestens den Wert des Stabilisierungsdrucks. Der weitere Arbeitsablauf dieser Ausführungsform ist essentiell der gleiche wie in der zweiten Ausführungsform.
Es wird von einem Fachmann verstanden, dass die oben beschriebenen Merkmale der Erfindung einfach innerhalb des Rahmens der Grundideen der Erfindung kombiniert werden können. Zum Beispiel können die Berstmembran oder der Berstbehälter der zweiten und dritten Ausführungsform in dem Heißextrusions-Prozess der ersten Ausführungsform verwendet werden oder der erhitzte Rohling kann entweder von oben oder von unten in die Arbeitskammer eingesetzt werden.

Claims

Verfahren zum hydrostatischen Heißpressen eines erhitzten Rohlings (2) in einer Arbeitskammer (10) einer Presse mit Hilfe einer Arbeitsflüssigkeit (4), welche Flüssigkeit dazu neigt, dann, wenn sie bei einem Druck niedriger als der Stabilisierungsdruck der Arbeitsflüssigkeit mit dem auf eine hohe Temperatur erhitzten Rohling (2) in Kontakt steht, innerhalb einer Übergangszeit instabil zu werden, wobei das Pressen des auf die hohe Arbeitstemperatur erhitzten Rohlings (2) mit der Arbeitsflüssigkeit (4) bei einem Arbeitsdruck nicht niedriger als der Stabilisierungsdruck erfolgt, welches Verfahren die Schritte umfaßt: – Anordnen des erhitzten Rohlings (2), der Arbeitsflüssigkeit (4) und einer schrumpfbaren oder zerbrechlichen Abdeckung (6; 32; 36) in der Arbeitskammer (10) der Presse, um den Zeitpunkt des Wärmeübertragungskontakts zwischen dem erhitzten Rohling (2) und der Arbeitsflüssigkeit (4) zu verzögern; – Erhöhen des Drucks der Arbeitsflüssigkeit (4) ohne Wärmeübertragungskontakt zwischen dem erhitzten Rohling (2) und der Arbeitsflüssigkeit (4) auf einen gegebenen Druckwert; – Schrumpfen oder Zerbrechen der schrumpfbaren oder zerbrechlichen Abdeckung (6; 32; 36), um bei dem gegebenen Druck den Wärmeübertragungskontakt zwischen dem erhitzten Rohling (2) und der Arbeitsflüssigkeit (4) zu bewirken; und – Erhöhen des Drucks der Arbeitsflüssigkeit (4) während einer Zeitdauer nach dem Kontakt, die kürzer ist als die Übergangszeit, auf mindestens den Stabilisierungsdruck.
Verfahren zum hydrostatischen Heißpressen nach Anspruch 1, wobei der gegebene Druckwert in der Nähe des Stabilisierungsdrucks liegt.
Verfahren zum hydrostatischen Heißpressen nach einem der Ansprüche 1 bis 2, worin die schrumpfbare oder zerbrechliche Abdeckung eine schrumpfbare Kapsel (6) ist, welche so geformt ist, daß sie den erhitzten Rohling (2) mit losser Passung einhüllt, man die Kapsel (6) um den Rohling (2) schrumpft und in dieser Weise den Wärmeübertragungskontakt und die gleichmäßige Übertragung des Drucks bewirkt, nachdem der Kontakt erreicht ist.
Verfahren zum hydrostatischen Heißpressen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die schrumpfbare oder zerbrechliche Abdeckung eine zerbrechliche Mem bran (32) ist, die eine Vorkammer (30) in der Arbeitskammer (10) definiert, welches Verfahren die Schritte umfaßt: – Befüllen der Vorkammer (30) mit der Arbeitsflüssigkeit (4); und – Erhöhen des Drucks der Arbeitsflüssigkeit (4) in der Vorkammer (30) auf den gegebenen Druckwert, um einen Durchgang für die Arbeitsflüssigkeit aus der Vorkammer (30) in die Arbeitskammer (10) zu öffnen.
Verfahren zum hydrostatischen Heißpressen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Arbeitskammer (10) einen darin beweglichen Stempel (12) aufweist und die schrumpfbare oder zerbrechliche Abdeckung ein verformbarer zerbrechlicher Behälter (36) ist, der an der Seite der Arbeitskammer an dem Stempel (12) vorgesehen ist, welches Verfahren die Schritte umfaßt: – Befüllen des Behälters (36) mit der Arbeitsflüssigkeit (4), – Bewegen des Stempels (12) mit dem Behälter (36) in die Arbeitskammer, um den erhitzten Rohling (2) mit dem Behälter (36) zusammenzufügen, so daß der Behälter (36) beim Erreichen des gegebenen Druckwerts aufbricht und die Arbeitsflüssigkeit in die Arbeitskammer einströmen läßt, und – Weiterbewegen des Stempels (12), um den Druck der Arbeitsflüssigkeit (4) mindestens auf den Stabilisierungsdruck zu erhöhen.
Verfahren zum hydrostatischen Heißpressen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Erhöhen des Drucks der Arbeitsflüssigkeit durch eine Anordnung mit beweglichen mechanischen Teilen bewirkt wird, welcher Behandlungsschritt darin besteht, die mechanischen Teile in Bewegung zu setzen, wonach die Trägheit des genannten mechanischen Teile dazu ausgenützt wird, den Druckanstieg zu beschleunigen.
System für das hydrostatische Heißpressen eines erhitzten Rohlings (2) mit Hilfe einer Arbeitsflüssigkeit (4), die dazu neigt, dann, wenn sie bei einem Druck niedriger als der Stabilisierungsdruck der Arbeitsflüssigkeit mit dem auf eine hohe Temperatur erhitzten Rohling (2) in Kontakt steht, instabil zu werden, welches System umfaßt: – eine Presse mit einer Arbeitskammer (10) mit einem Arbeitsflüssigkeitseinlaß zur Zuführung der Arbeitsflüssigkeit (4) und die derart ausgebildet ist, daß sie mindestens einen Rohling (2) aufnehmen kann, – eine Hochdruckanordnung, die dazu in der Lage ist, den Druck der Arbeitsflüssigkeit (4) in der Arbeitskammer (10) auf mindestens den Stabilisierungsdruck zu erhöhen, – an eine in der Kammer (10) angeordnete Abdeckung (6; 32; 36), wobei die Abdeckung derart ausgelegt ist, daß sie den Zeitpunkt des Wärmeübertragungskontakts zwischen dem erhitzten Rohling (2) und der Arbeitsflüssigkeit (4) verzögert, welches System dadurch gekennzeichnet ist, daß: – die Abdeckung ausgebildet ist, um zu schrumpfen oder zu zerbrechen, um den Kontakt zu bewirken, wenn der Druck der Arbeitsflüssigkeit einen gegebenen Druckwert erreicht, – welche Hochdruckanordnung dazu in der Lage ist, nach dem Bewirken des Wärmeübertragungskontakts der Arbeitsflüssigkeit (4) mit dem erhitzten Rohling (2), während einer Zeitdauer, die kürzer ist als die Übergangszeit, den Druck der Arbeitsflüssigkeit (4) in der Arbeitskammer (10) auf mindestens den Stabilisierungsdruck zu erhöhen.
System für das hydrostatische Heißpressen nach Anspruch 7, worin der gegebene Druckwert in der Nähe des Stabilisierungsdrucks liegt.
System für das hydrostatische Heißpressen nach einem der Ansprüche 7 oder 8, worin die Abdeckung eine schrumpfbare Kapsel (6) ist, die derart ausgebildet ist, daß sie den erhitzten Rohling (2) mit loses Passung umhüllt und dazu geeignet ist, um den Rohling herum zu schrumpfen, um in dieser Weise den Wärmeübertragungskontakt und eine gleichmäßige Druckübertragung zu bewirken, wenn der Druck der Arbeitsflüssigkeit auf den gegebenen Druckwert erhöht wird.
System für das hydrostatische Heißpressen nach Anspruch 9, worin – das System für die Durchführung der Heißextrusion geeignet ist, – die Arbeitskammer (10) eine Mundstücksöffnung (16, 18) mit einem Passungselement (18) um die Öffnung (18) herum an der Innenseite der Kammer (10) aufweist; – entweder die schrumpfbare Kapsel (6) oder der erhitzte Rohling (2) derart ausgelegt sind, daß sie dicht an das Passungselement (18) angepaßt sind, um in dieser Weise die Extrusion des erhitzten Rohlings (2) durch die Mundstücksöffnung (18) zu ermöglichen.
System für das hydrostatische Heißpressen nach einem der Ansprüche 7 oder 8, worin die Abdeckung eine zerbrechliche Membran (32) ist, die eine Vorkammer (30) in der Arbeitskammer (10) definiert, welche Vorkammer einen Arbeitsflüssigkeitseinlaß aufweist.
System für das hydrostatische Heißpressen nach einem der Ansprüche 7 oder 8, welches zusätzlich einen Stempel (12) aufweist, der längs der Arbeitskammer (10) mit dichtender Passung bewegt werden kann, worin – die Abdeckung als dichter Behälter (36) ausgebildet ist, der an den Stempel (12) auf der Seite des aufgenommenen Rohlings (2) angeordnet und mit der Arbeitsflüssigkeit (4) gefüllt ist, – der Behälter (36) dazu in der Lage ist, nach der Kollision mit dem Rohling (2), wenn der Druck in dem Behälter (36) den gegebenen Druckwert erreicht, zu zerbrechen und in dieser Weise die Arbeitsflüssigkeit (4) in der Arbeitskammer (10) einströmen zu lassen, und – der Stempel (12) nach dem Füllen der Arbeitskammer (10) weiter bewegt werden kann, um in dieser Weise den Druck der Arbeitsflüssigkeit (4) während einer Zeitdauer kürzer als die Übergangszeit auf mindestens den Stabilisierungsdruck zu erhöhen.
System für das hydrostatische Heißpressen nach Anspruch 7, umfassend eine Hochdruckanordnung mit beweglichen mechanischen Teilen, die in Bewegung gesetzt und beschleunigt werden können, bevor die Arbeitsflüssigkeit (4) mit dem erhitzte Rohling (2) in Kontakt gebracht wird, und wobei anschließend die Trägheit der Bewegung dazu ausgenutzt wird, den Druck der Arbeitsflüssigkeit (4) während einer Zeitdauer kürzer als die Übergangszeit auf mindestens den Stabilisierungsdruck zu erhöhen.