在粉末冶金(jin)、硬質合金(jin)及(ji)先(xian)進材料制備(bei)中(zhong),高(gao)密度(du)金(jin)屬(shu)坯(pi)體(ti)是(shi)獲得(de)優(you)異力(li)學(xue)性能和燒(shao)結(jie)致密化的(de)前提。金(jin)屬(shu)粉末壓(ya)片(pian)機(ji)作為冷壓(ya)成(cheng)型的(de)核心(xin)設備,其(qi)工藝(yi)參(can)數與模(mo)具(ju)設計對(dui)較(jiao)終(zhong)坯(pi)體(ti)密(mi)度(du)起(qi)決定性作用。
壹(yi)、優(you)化粉末特(te)性
原(yuan)料粉末的(de)粒(li)徑(jing)分(fen)布、形貌與流(liu)動(dong)性直(zhi)接影響(xiang)填充(chong)均勻(yun)性(xing)。通常(chang)采(cai)用雙(shuang)峰(feng)或多峰(feng)粒(li)徑(jing)分(fen)布(粗粉提供(gong)骨架(jia),細(xi)粉填充(chong)空(kong)隙),可顯著(zhu)提升(sheng)振實(shi)密度(du)。此(ci)外,添加0.5%–1.5%潤(run)滑(hua)劑(ji)(如(ru)硬脂酸(suan)鋅(xin))可(ke)降(jiang)低顆(ke)粒(li)間(jian)摩擦(ca)與模(mo)壁(bi)阻(zu)力(li),減少(shao)壓(ya)力(li)損(sun)失,但(dan)需註意(yi)後(hou)續脫脂工藝(yi)兼容(rong)性。
二(er)、精準(zhun)控制(zhi)壓(ya)制(zhi)工藝(yi)
壓(ya)力(li)選擇(ze):常(chang)規鐵(tie)基(ji)粉末需400–700 MPa,鎢(wu)、鉬等難(nan)變形金(jin)屬(shu)可(ke)達1000 MPa以(yi)上。壓(ya)力(li)不足(zu)導(dao)致孔隙率高(gao),過(guo)高(gao)則易引起(qi)層(ceng)裂;
保(bao)壓(ya)時(shi)間(jian):適當保(bao)壓(ya)(2–10秒)有(you)助於(yu)應力(li)松弛與彈(dan)性後(hou)效釋(shi)放(fang),提升(sheng)密度(du)均勻(yun)性(xing);
雙向壓(ya)制(zhi):相比(bi)單向壓(ya)制(zhi),雙向同(tong)時(shi)加壓(ya)可(ke)大幅減小(xiao)密(mi)度(du)梯度,尤其(qi)適(shi)用於(yu)高(gao)徑(jing)比(bi)>1的(de)坯體(ti)。

三(san)、模(mo)具(ju)設計關鍵
模(mo)具(ju)內壁需高(gao)光潔度(du)(Ra≤0.2μm)並(bing)做表(biao)面(mian)硬化處(chu)理(li)(如(ru)TiN塗層),以(yi)降(jiang)低脫模(mo)力(li)。合理設計脫模(mo)斜(xie)度(du)與排(pai)氣(qi)槽(cao),避(bi)免壓(ya)制(zhi)過(guo)程(cheng)中(zhong)氣(qi)體(ti)滯留(liu)形成(cheng)“氣(qi)墊效應”,影響(xiang)底(di)部密(mi)度(du)。
四、氣(qi)氛(fen)與環境(jing)控(kong)制
對(dui)易(yi)氧化金(jin)屬(shu)(如(ru)鈦、鋁(lv)),應在惰性氣(qi)體(ti)(氬(ya)氣(qi))保(bao)護下(xia)壓(ya)片(pian),防止表(biao)面(mian)氧化(hua)膜阻(zu)礙顆(ke)粒(li)結(jie)合。部分(fen)高(gao)端設備集(ji)成(cheng)手(shou)套箱(xiang)或真(zhen)空(kong)腔體(ti),實(shi)現(xian)全(quan)流程無(wu)氧操(cao)作。
五、過(guo)程(cheng)監(jian)控(kong)與反(fan)饋(kui)
現(xian)代伺服壓(ya)片(pian)機(ji)可實(shi)時(shi)記(ji)錄(lu)壓(ya)力(li)-位(wei)移(yi)曲線,通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)彈(dan)性後(hou)效量預(yu)判開裂風險。結(jie)合在線(xian)稱(cheng)重系統,確(que)保(bao)每片(pian)坯體(ti)質(zhi)量壹(yi)致性(RSD<1%)。
綜上,高(gao)密度(du)金(jin)屬(shu)坯(pi)體(ti)制(zhi)備(bei)是(shi)“材料—設備—工藝(yi)”協(xie)同(tong)優(you)化的(de)結(jie)果。只有(you)在粉末預(yu)處(chu)理(li)、壓(ya)制(zhi)參(can)數、模(mo)具(ju)設計與環境(jing)控(kong)制多維度精細(xi)管理(li)下(xia),才能獲得(de)密(mi)度≥理(li)論(lun)密度(du)90%以上的(de)優質(zhi)坯體(ti),為後(hou)續燒結(jie)奠定堅(jian)實基(ji)礎。