冷等静压（CIP）的主要优势在于其通过液体介质施加各向同性压力的能力，从而确保了传统模压无法比拟的均匀密度分布。与产生摩擦和密度梯度的刚性模具不同，CIP使用柔性模具从各个方向均匀压缩超硬合金粉末。
核心要点 通过消除粉末与刚性模具壁之间的摩擦，CIP可防止密度梯度和内部应力的形成。这确保了“生坯”（加热前的压制粉末）的结构完整性，显著降低了在关键烧结阶段开裂、分层或变形的风险。
实现卓越的密度均匀性
各向同性压力的力学原理
传统的模压通常是单向施加力（通常是从上到下），这常常导致压实不均匀。
相比之下，CIP使用水或油等流体介质从所有方向施加压力。这种全向压缩确保粉末体的每个部分都承受完全相同的力（例如，400 MPa）。
消除密度梯度
在刚性模压中，粉末与模具壁之间的摩擦会导致外层比中心层更致密。
CIP使用柔性橡胶模具，该模具随粉末移动。这有效地消除了壁面摩擦，防止了导致最终零件翘曲或不一致的密度梯度。
减轻超硬合金中的缺陷
防止开裂和分层
诸如WC-Co之类的超硬合金粉末，由于颗粒间隙小和排气阻力大，特别容易出现缺陷。
先进的CIP工艺（如顺序CIP）延长了空气逸出的时间。通过消除高压残余空气，该工艺可防止在减压过程中内部压力超过生坯强度时通常发生的分层和微裂纹。
增强烧结性能
在压制阶段实现的均匀性是最终材料性能的基础。
由于生坯具有均匀的密度，因此在烧结过程中会发生均匀收缩。这降低了变形的风险，并确保了精确的尺寸控制，这对于高性能块状材料至关重要。
操作灵活性和纯度
复杂几何形状和高长径比
刚性模具仅限于可以从模具中弹出的简单形状。
CIP使用柔性模具，可以制造具有复杂形状、倒扣或高长径比（长而薄的零件）的零件。这使其成为单轴压力无法形成的组件的理想方法。
更高纯度的微观结构
传统压制通常需要润滑剂来减少与模具壁的摩擦，这会污染合金。
由于CIP自然消除了壁面摩擦，因此该工艺不需要润滑剂。这导致了更高纯度的微观结构和更高的生坯密度，直接有助于最终合金卓越的机械性能。
理解权衡
工艺复杂性
虽然CIP提供了卓越的质量，但与机械压制相比，它引入了不同的操作要求。
该工艺依赖于液体介质和柔性工具，需要独特的设备和操作程序来有效管理流体动力学和模具弹性。
周期时间考量
流体压缩的性质以及顺序加压（以允许空气逸出）的潜在需求，可能与自动化机械压机的快速周期时间不同。
然而，对于材料利用率和缺陷减少至关重要的超硬合金来说，防止报废零件的发生通常会抵消周期时间差异。
为您的目标做出正确选择
在为超硬合金选择CIP还是传统模压时，请考虑您的具体结构要求：
- 如果您的主要重点是几何复杂性：选择CIP来成型具有高长径比或不规则形状的零件，而没有刚性模具弹出的限制。
- 如果您的主要重点是材料完整性：依靠CIP消除密度梯度和微裂纹，确保烧结后尽可能高的强度和可靠性。
CIP将成型过程从机械妥协转变为液压均匀性保证。
总结表：
| 特征 | 传统模压 | 冷等静压（CIP） |
|---|---|---|
| 压力方向 | 单轴（一个或两个方向） | 各向同性（全向/360°） |
| 密度均匀性 | 低（高壁面摩擦/梯度） | 高（整个零件均匀） |
| 形状能力 | 仅限简单几何形状 | 复杂形状和高长径比 |
| 材料纯度 | 需要润滑剂（有污染风险） | 无需润滑剂（高纯度） |
| 缺陷风险 | 高（开裂和分层） | 低（均匀收缩/无应力） |
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参考文献
- Keiro Fujiwara, Matsushita Isao. Near Net Shape Compacting of Roller with Axis by New CIP Process. DOI: 10.2497/jjspm.52.651
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
