温等静压 (WIP) 系统中的密封机制依赖于诱导塑性变形。在此过程中，液压机将巨大的力施加到固定在刚性钢模内的实心铅和铜垫圈上。这种机械力将延展性好的铜压碎到钢壁上，在升高温度熔化铅之前形成气密密封。
该系统的成功取决于操作顺序：密封在内部介质转变为液态之前通过机械压力完全建立。这种预紧的屏障确保一旦铅熔化，它就能在高压下保持完全密封。
密封的力学原理
初始施力
该过程从材料处于固态开始。液压机对钢模内的材料施加压力，特别是作用于实心铅和铜垫圈。
利用铜的延展性
防止泄漏的关键在于铜的材料特性。在液压机的巨大作用下，铜垫圈发生塑性变形。
由于铜比钢模软得多（延展性更好），它会流入模具内壁的微观不规则处。这形成了一个紧密的金属对金属界面，该界面在机械上被锁定到位。
相变过程中的完整性维护
熔铅过程
一旦建立机械密封，系统温度就会升高。这会导致模具内的实心铅熔化，成为提供压力的液体介质。
防止高压泄漏
由于铜垫圈在冷态下经过预紧和塑性变形，它们能保持对液态铅的密封。
垫圈有效地桥接了模具和内部组件之间的间隙。这可以防止现在液态的铅逸出，确保系统在整个温等静压循环中保持稳定的压力。
理解权衡
变形与可重复使用性
依赖塑性变形意味着铜垫圈在过程中会被永久改变。
虽然这确保了卓越的密封效果，但这意味着在每次循环之间都需要更换或对垫圈进行大量处理。您不能简单地释放压力就期望垫圈恢复到其原始形状。
模具刚性要求
钢模相对于铜必须保持完美的刚性。
如果钢模在液压作用下屈服或变形，密封就会失效。因此，钢的结构完整性与铜的延展性同等重要。
为您的目标做出正确选择
为确保 WIP 系统的安全性和效率，请考虑以下操作优先事项：
- 如果您的主要重点是密封可靠性：确保液压机施加足够的力以在激活任何加热元件之前完全变形铜。
- 如果您的主要重点是系统稳定性：监控钢模是否有任何磨损或变形迹象，因为受损的模具表面会阻止铜形成紧密的界面。
严格遵守机械密封后进行热激活的顺序，可确保无泄漏的高压环境。
摘要表：
| 组件 | 材料特性 | 在密封机制中的作用 |
|---|---|---|
| 钢制模具 | 高刚性 | 为密封提供稳定、不变形的相对表面。 |
| 铜垫圈 | 高延展性 | 发生塑性变形以填充模具中的微观间隙。 |
| 液压作用力 | 机械压力 | 在加热之前压缩垫圈以形成预紧屏障。 |
| 铅介质 | 相变 | 从固态转变为液态，以提供均匀的等静压。 |
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参考文献
- D. Hernández-Silva, Luis A. Barrales‐Mora. Consolidation of Ultrafine Grained Copper Powder by Warm Isostatic Pressing. DOI: 10.4028/www.scientific.net/jmnm.20-21.189
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
