浮动模具和壁面润滑的结合在优化 PM Ti-3Al-2.5V 合金的结构密度和化学纯度方面起着举足轻重的作用。这些技术共同作用，最大限度地减少了模具界面处的摩擦，确保了均匀的压力传递，并有助于零件的脱模，而不会引入污染物。
通过将润滑限制在模具壁上并使用浮动模具系统，制造商可以在钛零件中实现卓越的密度均匀性，同时消除内部润滑剂通常会引入的碳和氧杂质。
优化密度和压力
浮动模具的作用
浮动模具系统对于抵消压制过程中随着深度增加而发生的自然压力下降至关重要。
与固定模具不同，浮动模具在压实循环过程中相对于冲头移动。这种运动允许“双向作用”，压力从粉末柱的顶部和底部更对称地施加。
减轻密度梯度
金属粉末与模具壁之间的摩擦通常会抵抗压实力。这种阻力会产生密度梯度，即零件的端部致密，但中心保持多孔。
浮动模具系统显著减小了这些梯度。通过使模具能够随粉末移动，该系统确保压力更均匀地传递到组件的整个几何形状中。
保持合金纯度
污染挑战
在传统的粉末冶金中，润滑剂通常直接与金属粉末混合以方便压制。
然而，像 Ti-3Al-2.5V 这样的钛合金对间隙杂质高度敏感。混合润滑剂通常会留下残留物，特别是碳和氧，这会严重损害最终合金的机械性能。
壁面润滑的优势
壁面润滑通过改变润滑剂的应用位置来解决此污染问题。润滑剂不是混合到大块粉末中，而是专门涂抹在模具壁上。
这形成了一个必要的滑动层，以减少摩擦并允许平稳的零件脱模。至关重要的是，由于润滑剂不在零件内部，因此钛合金的化学纯度得以保持。
理解权衡
纯度与工艺控制
虽然壁面润滑在材料性能方面更优越，但它转移了加工负担。您用预混粉末的便利性换来了精确的模具维护的必要性。
脱模力学
没有内部润滑剂，减少摩擦完全依赖于外部涂层和浮动模具力学。
如果壁面润滑覆盖不一致，或者浮动作用卡住，脱模力会急剧增加。这有损坏“生坯”（未烧结）零件或导致模具磨损的风险，因此工艺一致性至关重要。
为您的目标做出正确的选择
为了最大限度地提高您的 PM Ti-3Al-2.5V 组件的质量，请考虑您的具体性能要求：
- 如果您的主要重点是机械均匀性：优先考虑浮动模具系统，以确保压力到达零件中心，消除薄弱、低密度区域。
- 如果您的主要重点是材料纯度：严格依赖壁面润滑来防止碳和氧的吸收，这对于保持延展性和疲劳强度至关重要。
掌握这两个变量是生产既几何精确又化学洁净的钛零件的关键。
总结表：
| 特征 | 在 Ti-3Al-2.5V 压制中的功能 | 主要优势 |
|---|---|---|
| 浮动模具 | 实现双向对称压制 | 消除密度梯度和多孔中心 |
| 壁面润滑 | 润滑剂仅涂抹在模具界面上 | 防止碳/氧污染 |
| 压力控制 | 力的对称传递 | 卓越的机械均匀性 |
| 脱模力学 | 减少零件取出过程中的摩擦 | 保护“生坯”的完整性 |
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参考文献
- L. Bolzoni, E. Gordo. Investigation of the factors influencing the tensile behaviour of PM Ti–3Al–2.5V alloy. DOI: 10.1016/j.msea.2014.05.017
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
