[发明专利]一种等静压包套和等静压成形方法

说明书

本发明公开了一种等静压包套和等静压成形方法，所述等静压包套包括包套、封盖、填充于包套内壁和待等静压零件外壁之间的内层硅胶和外层硅胶、穿过封盖的抽气管，其中，所述内层硅胶与所述待等静压零件外壁接触，所述内层硅胶为液态或半固态硅胶层，所述外层硅胶与所述包套内壁接触，所述外层硅胶为固态硅胶。本发明利用包套内两层硅胶，靠近零件的为液态或半固态硅胶，靠近包套的为固态硅胶，由于液态或半固态硅胶的存在，可以在不损伤零件的同时，利用其良好的流动性可以实现压力的均匀传递，保证复杂结构件表面完整，经过处理后的零件有很高的致密度和良好的机械性能。

技术领域

本发明属于等静压加工技术领域，更具体地，涉及一种等静压包套和等静压成形方法。

背景技术

3D打印技术通过将三维物体划分为二维平面，进行层与层的成形，能够快速准确地成形出复杂零部件。工业上常用的3D打印技术如SLS、3DP、FDM等虽然可以获得表面质量良好、结构精细、形状复杂的制件，但仍存在致密度低(60％-80％)和孔隙率大等问题，还需要进行一系列后处理来提高零件致密度才能进行进一步加工与应用。

等静压工艺主要包括冷等静压、温等静压和热等静压。其中冷等静压(室温)和温等静压(80～150℃)是在50～630MPa的压力作用下，通过气体产生各向等静压力，使得包套内粉末或制件致密化。与铸造和锻造相比，等静压工艺可以作为后处理来大幅度提高零件的致密度，使多孔制件致密化，可以用于传统凝固条件下难以加工的高温合金材料、陶瓷材料、高分子材料等。

目前，用于冷等静压和温等静压的包套主要采用两种材料的包套：硅胶包套和乳胶包套。但是这些包套都是针对具体形状设计的，不同形状的制件需要不同包套来压制。对于3D打印出来的形状复杂、表面精细的制件，这两种包套就无法使用了。这是因为在等静压过程中，包套传递给复杂结构制件的压力不均匀，会导致边角处崩塌或断裂，造成制件损坏，并且不同形状制件需要设计不同的包套，制造成本高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种等静压包套和等静压成形方法，其目的在于利用包套内两层不同固化速度的液态硅胶，靠近零件的液态硅胶固化慢呈液态或半固态，靠近包套的硅胶固化快呈固态，可以实现对复杂结构多孔坯料的等静压处理，以解决现有等静压中包套传递压力不均匀零件易破损以及包套制作成本昂贵的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种等静压包套，包括包套、封盖、填充于包套内壁和待等静压零件外壁之间的内层硅胶和外层硅胶、穿过封盖的抽气管，其中，所述内层硅胶与所述待等静压零件外壁接触，所述内层硅胶为液态或半固态硅胶层，所述外层硅胶与所述包套内壁接触，所述外层硅胶为固态硅胶。

优选地，所述外层硅胶为添加3.5-4.5％固化剂的液体型硅胶，所述内层硅胶为添加0.5-1.5％固化剂的液体型硅胶。

优选地，所述外层硅胶为添加3.5-4.5％固化剂的耐温液体型硅胶，所述内层硅胶为添加0.5-1.5％固化剂的耐温液体型硅胶，所述耐温液体型硅胶为在温度100℃-250℃围内长时间工作粘结强度、密封性以及力传导等性能保持不变，且最高耐热温度为300℃。

上述液体型硅胶或耐温液体型硅胶中固化剂的添加量视室温而定，气温高则减少。内层硅胶确保固化剂不能高于1.5％，防止内层包套固化，使包套失效；也不能低于0.5％，以防硅胶流动性太好不易抽真空。外层硅胶确保固化剂高于3.5％，过少会延长操作时间，外层易变形；固化剂使用过量,超过4.5％时外层硅胶包套模具会变脆、变硬、没有弹性,不能有效传递等静压过程的压力，甚至造成包套破损。

上述液体型硅胶或耐温液体型硅胶中固化剂的添加过程具体为：，将液体型硅胶或耐温液体型硅胶与固化剂均匀搅拌后，需进行一次低于10min的抽真空排气泡环节。抽真空时间确保低于10min，以防硅胶固化,影响包套制作。

优选地，所述外层硅胶厚度为2-5mm。