通用的 HIP 参数可获得可靠的结果
标准热等静压(HIP)参数由材料系统及其致密化行为决定。核心变量包括温度、压力和保持时间,选择这些变量是为了实现完全致密的结构。
还需要注意的是,HIP 要取得成功,需要一个气密的表面,这通常相当于理论密度的 92-95% 以上。
常见材料的代表性参数如下:
铝
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
各种 | 460-540 | 100 | 120-180 |
7050 | 454 | 100 | 120-180 |
AlSi7Mg/AlSi10Mg | 510-520 | 最低 100 | 180 +/- 60 |
CP1 | 400 | 最低 100 | 240 |
F357/A356 | 496-524 | 103 +/- 3 | 120-360 |
陶瓷
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
氧化铝 | 1400-1600 | 100-200 | 60-240 |
碳化硼 | 1900-2000 | 200 | 240 |
Mg-spinel | 1600-1800 | 150-200 | 240-600 |
氮化硅 | 1600-1800 | 150-200 | 240 |
ZTA | 1400-1550 | 150-200 | 240 |
ATZ | 1400-1500 | 150-200 | 240 |
YPSZ | 1200-1450 | 150-200 | 240 |
c-ZrO2 | 1600-1800 | 150-200 | 240 |
钇 | 1500-1600 | 150-200 | 240 |
钴
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
Co-28Cr-6Mo (F75) | 1185-1220 | 100 | 240 +/- 60 |
铜
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
CP 铜 | 900-950 | 100 | 120-180 |
CuCrZr | 900-950 | 100 | 120-180 |
GRCop-42 | 950 | 100 | 180 |
GRCop-84 | 950 | 100 | 180 |
金属间化合物
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
TiAl | 1200-1300 | 100-200 | 240 |
镍
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
海恩斯 282 | 1200-1280 | 100 | 240 |
哈氏合金 X | 1150-1180 | 100 | 60-240 |
合金 625(N06625) | 1120-1175 | 最低 100 | 240 +/- 60 |
合金 718(N07718) | 1120-1185 | 最低 100 | 240 +/- 60 |
IN738 | 1150-1250 | 最低 150 | 240 |
IN939 | 1150-1200 | 最低 150 | 240 |
MarM247 | 1185-1250 | 最低 150 | 240 |
贵重物品
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
金色 | 700-800 | 100-200 | 60-120 |
白金级 | 1200-1400 | 100-200 | 120-240 |
不锈钢
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
304/316L | 1120-1163 | 100 | 240 +/- 60 |
15-5PH | 1120-1185 | 100 | 240 +/- 60 |
17-4PH | 1120-1185 | 100 | 240 +/- 60 |
双相 2205 | 1050 | 150 | 120 |
双工 2507 | 1150 | 150 | 120 |
钢
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
4340 | 1135-1160 | 最低 100 | 240 +/- 60 |
耐火材料
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
TZM | 1500-1600 | 100-200 | 120-240 |
铌 C103 | 1600 | 100 | 180-240 |
钨 | 1600-2000 | 100-200 | 120-240 |
钛
等级 | 温度(°C) | 压力(兆帕) | 保持时间(分钟) |
|---|---|---|---|
Ti64 | 895-955 | 100 | 180 +/- 60 |
CP Ti | 895-955 | 最低 100 | 180 +/- 60 |
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可能进行的调整包括
缩短浸泡时间,同时提高压力或温度,从而提高生产率。
降低加工温度以保持较小的晶粒尺寸,通常需要较高的压力。
冷却速度受控,可在原位执行溶解步骤。
调整加热速度,防止敏感合金开裂。
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常见问题
批量特征是一个重要话题。我们的模拟表明,装载、卸载和致密化自动化都不会是整个过程中实施等静压面临的挑战。此外,堆叠/缠绕速度限制了致密化前的过程速度。
先期投资看起来很高,但是与电池制造行业如今在用的其他机器相比,还是相当低的。用我们建立的成本模型进行计算,等静压的每 KWh 费用较低。计算模型适合不同参数,影响较大的参数有软包尺寸和容器大小,这些可以根据客户偏好进行调整。
容量因整体式和钢丝缠绕两种容器技术而不同,采用钢丝缠绕技术的系统能够升级到 2000 L 的缸体容量。
这取决于原位(或无阳极)锂金属阳极概念的单片电池设计。Quintus 提出全部软包单片电池的致密化工艺方案。等静压机安装在堆叠和封装后的工位。
电池温等静压机连续生产时能够达到 600 MPa 的压力、150 摄氏度的温度(压力介质可以是水或油)。