实验室液压机如何制备钛铌钼合金生坯？实现高密度粉末压实

实验室液压机是实现松散钛铌钼粉末向固体、易于处理的形态转化的基本压实工具。它通过使用高精度模具，对预合金粉末施加巨大的机械压力——通常约为 230 MPa——来运行。这种力会引起颗粒的塑性变形和物理重排，从而形成具有最终加工所需几何形状和初始密度的冷压“生坯”。

液压机是连接松散颗粒材料和功能性合金部件的关键桥梁。它建立了在高温烧结之前防止材料在处理过程中崩解所需的机械联锁和“生坯强度”。

压实机理

施加初始压力会迫使松散的钛铌钼颗粒相互滑动。

这种重排最大限度地减少了颗粒之间的内部间隙和孔隙。通过机械地更紧密地填充粉末，压机显著减少了孔隙率并排出了困在混合物中的多余空气。

当压力增加到超过材料的屈服点时，粉末颗粒会发生塑性变形。

高压环境克服了金属颗粒的变形阻力。这会导致它们变平并改变形状，从而形成机械联锁，在无需加热的情况下将压坯结合在一起。

变形过程最大化了单个粉末颗粒之间的接触面积。

增加的表面接触促进了颗粒之间更紧密的结合力。这种“冷焊”效应对于建立将决定材料在后续加热阶段性能的结构基础至关重要。

液压机的首要输出是具有足够机械强度的“生坯”。

这种强度并非用于最终用途，而是用于工艺性。它确保生坯能够承受模具弹出和转移到炉子中的机械应力，而不会开裂、分层或失去形状。

压机决定了材料的初始相对密度，这直接影响烧结过程。

通过实现高初始密度（例如，通过压实以最小化孔隙），压机减少了烧结过程中发生的收缩量。这有助于防止几何变形，并确保最终合金满足精确的尺寸公差。

尽管液压机很有效，但单轴压力可能导致密度分布不均匀。

粉末与模具壁之间的摩擦可能导致压坯中心比边缘密度低。这种“密度梯度”如果在润滑或双作用压制的情况下未得到控制，可能会在最终烧结阶段导致翘曲或性能不均。

仅通过冷液压压实所能达到的密度存在上限。

极高的压力（例如，超过 600 MPa）可能会导致收益递减，甚至在弹出时导致困住的空气膨胀，从而在生坯中产生层状裂纹。

为了优化钛铌钼生坯的制备，请根据您的具体目标考虑以下几点：

实验室液压机提供了最终钛铌钼合金性能所构建的基本几何和结构基线。

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Marwa Dahmani, Aleksei Obrosov. Structural and mechanical evaluation of a new Ti-Nb-Mo alloy produced by high-energy ball milling with variable milling time for biomedical applications. DOI: 10.1007/s00170-023-12650-0

本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .