在温等静压（WIP）系统中，熔融铅充当相变液压流体。其主要功能是将液压活塞产生的单向（轴向）力转化为样品上均匀的多向（等静）压力。由于铅在室温下是固态，而在工作温度下是液态，因此它独特地结合了固体的易操作性和液体的压力分布能力。
核心要点：熔融铅在高密度桥梁之间发挥作用，连接机械力和材料固结。通过在循环过程中液化，它消除了压力梯度，确保复杂零件的每个表面都受到相等的力，从而实现均匀的密度和整体性能。
工作原理
将轴向力转化为等静压
该系统首先由工业液压机产生巨大的轴向载荷（垂直力）。活塞将此力驱动到模具组件中。
在模具内部，熔融铅完全包围样品。作为液体介质，它将垂直力均匀地向各个方向重新分配。这确保了样品被均匀压缩，而不是被定向压力压扁或变形。
相变的关键作用
铅之所以被选用，正是因为它相对于加工温度的相变特性。
室温下为固态： 在压制循环开始之前，铅是固态的。这简化了装载过程和模具的初始设置，避免了静止状态下液体油带来的混乱和密封问题。
高温下为液态： 随着系统升温，铅熔化。在这种状态下，它实现了各向同性压力传递。这意味着样品表面每一点的压力都相同，这对于在最终产品中实现均匀的整体性能至关重要。
管理高压环境
解决密封挑战
密封高压流体具有挑战性，但铅提供了一个独特的优势。主要参考资料指出，铅通过其相变有助于管理密封挑战。
由于它在模具内从固态转变为液态，系统可以利用特定的密封结构，而这些结构对于低粘度油可能效果不佳。这使得系统即使在高负载下也能保持完整性。
在高压下运行
虽然水溶性油常用于较低压力应用（最高35 MPa），但铅是更高压力范围的首选介质。
利用液压机的强大功能，熔融铅介质可以传递从300 MPa到2 GPa的压力。这使得操作员可以根据所加工材料的特定屈服强度来优化固结曲线。
理解权衡
热依赖性
该系统的有效性完全依赖于精确的温度控制。铅必须完全熔化才能工作；任何铅保持固态的“冷点”都会导致不均匀的压力传递和潜在的缺陷形成。
操作复杂性
与使用水或油的标准冷等静压（CIP）不同，使用铅增加了热管理方面的复杂性。该系统需要结合加热和加压的环境来诱导必要的流动和固结。
为您的目标做出正确选择
## 为您的目标做出正确选择
- 如果您的主要重点是组件均匀性：依靠熔融铅消除密度梯度，确保零件在固结过程中在所有方向上均匀收缩。
- 如果您的主要重点是极高压固结：使用铅介质安全地传递300 MPa至2 GPa之间的载荷，这通常是高屈服强度材料所必需的。
熔融铅将标准液压机转变为精密工具，能够通过均匀的压力分布创造无缺陷、高密度的材料。
总结表：
| 特性 | 功能与影响 |
|---|---|
| 介质类型 | 相变液压流体（固态到液态） |
| 压力范围 | 300 MPa至2 GPa（高压能力） |
| 力转换 | 将单向轴向力转换为多向等静压 |
| 密度影响 | 消除压力梯度，实现均匀的材料整体性能 |
| 热作用 | 在工作温度下液化，确保各向同性压力传递 |
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参考文献
- D. Hernández-Silva, Luis A. Barrales‐Mora. Consolidation of Ultrafine Grained Copper Powder by Warm Isostatic Pressing. DOI: 10.4028/www.scientific.net/jmnm.20-21.189
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
