高精度伺服电子压力机通过提供严格的载荷控制和保持严格恒定的柱塞速度，在循环膨胀挤压（CEE）过程中充当基本调节器。通过消除力和速度的波动，压力机确保材料经历一致且受控的机械转变。
该压力机能够精确调节低速（例如 0.5 毫米/分钟）下的变形速率。这种特定的控制是晶粒细化和位错密度增加的催化剂，而这直接决定了 Ti-Mg 复合材料的最终强度。
精确控制力学
严格的载荷管理
伺服压力机的首要机械贡献在于其能够保持严格的载荷控制。
与可能出现压力波动的液压系统不同，伺服电子压力机提供稳定的力。这种稳定性对于防止挤压过程中可能损害样品结构完整性的不规则性至关重要。
恒定的柱塞速度
该压力机设计用于保持特定的、不变的速度，通常在低速下运行，例如0.5 毫米/分钟或 1.0 毫米/分钟。
对于 CEE 工艺而言，保持这种恒定的速度是不可或缺的。它确保材料以可预测的速率通过模具，消除了可能导致加工不均匀的变量。
对材料变形的影响
调节变形速率
柱塞的物理速度直接决定了模具内材料的变形速率。
通过精确控制此速率，压力机可确保材料在应力下表现出可预测的行为。这种精度对于管理材料在挤压循环中的流动和膨胀方式至关重要。
诱导严重塑性变形
CEE 工艺的最终目标是诱导严重塑性变形（SPD）。
伺服压力机提供强制材料进入此状态所需的持续、受控的能量。没有伺服驱动器的高精度，变形可能不足或不一致，无法触发必要的微观结构变化。
微观结构结果和强度
驱动晶粒细化
压力机促进的受控变形促进了显著的晶粒细化。
当材料以调节的速率被迫通过模具时，粗晶粒会分解成更细的结构。晶粒尺寸的减小是提高材料强度的主要机制。
增加位错密度
该工艺显著增加了材料原子结构内的位错密度。
压力机迫使缺陷（位错）在晶格内积累。这些位错的相互作用和积累阻碍了进一步的变形，这直接关系到 Ti-Mg 复合材料最终强度的增加。
理解权衡
加工速度与材料质量
参考资料强调了使用非常低的速度，例如0.5 毫米/分钟。
虽然这种缓慢的速度对于精度和最大强度是必需的，但它不可避免地限制了生产吞吐量。优先考虑严重塑性变形的微观结构优势需要接受较慢的制造周期。
对参数偏差的敏感性
最终复合材料的质量完全取决于机器保持这些特定参数的能力。
如果压力机无法保持严格的载荷控制或恒定的速度要求，由此产生的晶粒细化和位错密度将不一致。这种敏感性意味着硬件能力是最终产品质量的一个硬性限制。
为您的目标做出正确的选择
为了最大限度地提高 CEE 工艺的有效性，您必须将机器的能力与您的材料要求相匹配。
- 如果您的主要重点是最大强度：优先考虑最低的稳定柱塞速度（例如 0.5 毫米/分钟），以诱导最高水平的严重塑性变形和位错积累。
- 如果您的主要重点是工艺一致性：确保您的压力机规格保证严格的载荷控制，以防止导致晶粒细化不均匀的速度波动。
最终，高精度伺服压力机将原始机械力转化为精确的微观结构工程，成为最终复合材料性能的决定性因素。
总结表：
| 特性 | 机械贡献 | 微观结构影响 |
|---|---|---|
| 严格的载荷控制 | 消除力波动 | 确保结构完整性和一致的转变 |
| 恒定的柱塞速度 | 低速（例如 0.5 毫米/分钟） | 通过模具促进均匀的变形速率 |
| 伺服驱动精度 | 持续、受控的能量 | 触发严重塑性变形（SPD） |
| 变形调节 | 受控的材料流动 | 驱动晶粒细化并增加位错密度 |
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参考文献
- Elnaz Gharehdaghi, F. Fereshteh-Saniee. Cyclic expansion extrusion results in successful consolidation and enhancements in mechanical and physical properties of semi biodegradable Ti-Mg composite implants. DOI: 10.1038/s41598-025-07446-z
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
