在粉末压制配方中添加硬脂酸锌等润滑剂的主要功能是极大地降低系统内的摩擦系数。这种降低针对两个关键界面：单个粉末颗粒之间的摩擦以及粉末团块与刚性模具壁之间的摩擦。
核心见解：摩擦是密度均匀的主要障碍。通过引入润滑剂，可以确保施加的压力均匀地传递到整个粉末柱，从而最大限度地减少结构缺陷并防止工具损坏。
减摩机理
要理解润滑剂为何至关重要，您必须了解压制周期中模具内部发生的情况。
改善压力传递
当您对粉末柱施加力时，摩擦会产生阻力，吸收能量。
润滑剂可以减轻这种阻力，使施加的压力能够有效地穿过粉末的整个深度。这确保了零件底部接收到的压力几乎与顶部相同。
最小化密度变化
如果压力传递不均匀，产生的零件密度也会不均匀。
主要参考资料指出，高摩擦会导致双锥效应，即压力在冲头处较高，而在中心处较低。润滑剂消除了这些梯度，确保了内部结构的均匀性。
增强表面完整性
粉末与模具壁之间的相互作用会产生磨损。
通过形成滑动层，润滑剂显著降低了脱模零件所需的压力。这可以防止“绿色”（未固化）压坯在脱模过程中出现划痕或结构损坏。
对工具的操作益处
除了零件本身的质量外，润滑剂在延长制造资产寿命方面也起着至关重要的作用。
防止模具磨损
金属对金属或陶瓷对金属的摩擦会随着时间的推移而损坏工具。
润滑剂充当保护屏障。通过降低模具壁的摩擦系数，它们可以最大限度地减少磨损，从而延长模具和冲头的运行寿命。
提高生坯强度
虽然经常被忽视，但降低内部应力有助于零件的加工强度。
补充数据表明，通过提高可压缩性和降低脱模应力，润滑剂有助于保持压坯的生坯强度，确保其在烧结前保持形状。
要避免的常见陷阱
虽然润滑剂是必需的，但其应用需要精确。
润滑不足的后果
未能使用足够的润滑会导致立即出现加工缺陷。最常见的问题是零件卡死、由于脱模应力引起的层状开裂以及模具表面快速退化。
平衡脱模与压制
目标是使用足够多的润滑剂来促进运动，同时又不损害粉末的粘合能力。润滑剂必须充分降低脱模压力，以防止零件在离开模具时膨胀或开裂。
为您的目标做出正确选择
为了优化您的配方，请将您的润滑剂策略与您的具体制造优先级保持一致。
- 如果您的主要重点是零件均匀性：优先选择最大化压力传递的润滑剂，以消除双锥密度梯度和内部薄弱点。
- 如果您的主要重点是工具寿命：专注于润滑剂降低壁面摩擦和降低脱模压力的能力，以最大限度地减少模具的磨损。
有效的润滑不仅仅是减少摩擦；它是实现尺寸精确且结构牢固的组件的关键。
摘要表：
| 功能 | 机理 | 益处 |
|---|---|---|
| 压力传递 | 减少颗粒间摩擦 | 消除双锥密度梯度 |
| 模具壁润滑 | 在界面处形成滑动层 | 降低脱模压力并防止划痕 |
| 工具保护 | 最大限度地减少磨损接触 | 延长模具和冲头的运行寿命 |
| 结构完整性 | 降低内部应力 | 提高生坯强度并防止层状开裂 |
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参考文献
- Jean-Philippe Bayle, Vincent Royet. Modelling of powder die compaction for press cycle optimization. DOI: 10.1051/epjn/2016018
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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