聚氧乙烯基添加剂兼具内部润滑剂和外部脱模剂的关键双重作用。通过彻底润湿粉末颗粒表面和模具壁，这些有机化合物显著降低了整个系统的摩擦系数。这使得在压缩过程中颗粒能够更顺畅地重新排列，并确保成型部件能够安全地取出。
在冷等静压（CIP）中，这些添加剂是克服导致密度梯度和处理缺陷的摩擦的关键。它们确保生坯获得均匀的结构，并无损地与模具分离。
减摩机理
润湿颗粒表面
聚氧乙烯基添加剂通过化学涂覆单个粉末颗粒来发挥作用。这种彻底的润湿作用在颗粒之间形成润滑层。
通过降低颗粒间的摩擦，添加剂使得颗粒在压力下更容易相互滑动。这种流动性对于高效填充和高生坯密度至关重要。
润湿模具壁
除了涂覆粉末外，这些添加剂还能润湿压制模具本身的表面。这在陶瓷材料和模具壁之间形成了一个滑动界面。
这种壁面摩擦的降低可以防止粉末在压力增加时“粘附”在模具上。这是防止成型阶段表面缺陷的主要机理。
对部件质量的影响
确保密度分布均匀
摩擦是压制操作中均质性的敌人。当摩擦力很高时，压力无法均匀地传递到整个粉末床。
通过最大限度地减小颗粒之间以及与模具之间的阻力，这些添加剂促进了均匀的压力传递。这使得生坯在整个区域具有一致的密度，从而降低了烧结过程中翘曲的风险。
安全取出绿色坯体
“绿色坯体”（压制但未烧结的部件）很脆弱。与模具壁的粘附可能导致取出过程中破裂或损坏。
聚氧乙烯基添加剂可作为有效的脱模剂。它们确保成型的陶瓷能够轻松地与成型工具分离，从而保持部件的形状精度和表面光洁度。
理解权衡
化学解决方案与机械约束
虽然添加剂可以解决摩擦问题，但它们在一个复杂的机械系统中运行。冷等静压通常需要刚性密封部件，例如金属盖，以防止压力介质污染粉末。
这些刚性部件对于定义边界条件是必需的，但它们可能会引入流体无法完全缓解的局部剪切应力。
平衡润滑与结构完整性
添加剂改善了流动性，但刚性盖的存在限制了模具变形的程度。
因此，虽然聚氧乙烯基添加剂降低了总体摩擦，但它们必须被视为一个系统的一部分，该系统仍然依赖于密封件的机械设计来保证最终的形状精度。
为您的目标做出正确选择
在优化您的冷等静压工艺时，请考虑这些添加剂如何与您的特定制造目标保持一致：
- 如果您的主要重点是结构均质性：利用这些添加剂最大限度地提高颗粒流动性，确保即使在复杂形状下，密度分布也能保持均匀。
- 如果您的主要重点是收率：依靠添加剂的脱模性能，防止在易碎生坯的弹出过程中发生表面损坏和破裂。
聚氧乙烯基添加剂提供了必要的润滑，以弥合松散粉末与无缺陷、高密度生坯之间的差距。
总结表：
| 功能 | 机理 | 对部件的好处 |
|---|---|---|
| 内部润滑剂 | 润湿颗粒表面以降低颗粒间摩擦 | 高生坯密度和均匀的结构 |
| 外部脱模剂 | 润湿模具壁以形成滑动界面 | 安全取出，无表面缺陷 |
| 压力促进剂 | 确保均匀的压力传递 | 防止烧结过程中翘曲 |
| 工艺优化剂 | 弥合松散粉末与固体之间的差距 | 提高整体制造收率 |
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参考文献
- Viktor Gerlei, Miklós Jakab. Manufacturing of Large and Polished Ceramic Pistons by Cold Isostatic Pressing. DOI: 10.33927/hjic-2023-05
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
