在此背景下,硬脂酸镁的主要功能是作为脱模润滑剂。具体来说,它在 Ti-Mg 粉末冷压之前被施加到实验室模具的内壁上。它的存在形成了一个关键的边界层,可以减少摩擦,保护工具,并便于压实样品的弹出。
核心要点 硬脂酸镁对于中和金属粉末与模具壁之间的摩擦至关重要。通过减少这种摩擦,它可以确保“生坯”(压实的粉末)保持均匀的密度,并且可以在不破裂或刮伤精密工具的情况下弹出。
壁面润滑的力学原理
减少粉末与壁面之间的摩擦
当 Ti-Mg 粉末被压缩时,它们会对模具壁产生显著的侧向力。硬脂酸镁充当屏障,显著降低了该界面的摩擦系数。
如果没有这种润滑,金属粉末的磨蚀性会使压制行程产生过大的阻力。
保护精密工具
实验室压制工具是精密仪器,容易受到表面损坏。润滑剂可防止坚硬的 Ti-Mg 颗粒与模具表面之间发生直接的金属对金属接触。
这种保护对于防止模具壁表面划痕至关重要,否则这些划痕会降低工具的使用寿命和未来样品的表面光洁度。
对样品完整性的影响
促进压力均匀分布
模具壁的摩擦会消耗压制过程中的能量,导致压力在深入粉末床时下降。润滑可确保压力均匀地传递到粉末的整个体积中。
这种均匀性最大限度地减少了密度梯度,确保材料性能从样品顶部到底部保持一致。
确保平稳弹出
生坯最关键的时刻通常是弹出阶段。硬脂酸镁有助于平稳脱模,使压坯能够从模具中滑出而不会粘连。
这可以防止内部应力积聚,而内部应力通常会导致脆弱的、未烧结的压坯出现破裂或分层缺陷。
要避免的常见陷阱
润滑不足的后果
如果模具壁的涂层不足,摩擦会导致密度梯度。这意味着样品的某些部分会比其他部分更致密,从而产生薄弱点,在烧结或处理过程中容易发生故障。
表面缺陷的风险
忽视润滑剂不仅会危及内部结构;还会危及外部。弹出过程中的高摩擦会导致生坯表面划痕或破裂,使样品无法用于精密测试。
为您的目标做出正确的选择
为了最大限度地提高 Ti-Mg 冷压样品的质量,请根据您的具体目标调整润滑策略:
- 如果您的主要关注点是样品一致性:确保润滑剂均匀涂抹,以最大限度地减少密度梯度并确保均匀的材料性能。
- 如果您的主要关注点是设备寿命:优先使用硬脂酸镁,以防止昂贵的实验室模具壁磨损和划伤。
正确的润滑是保护您的样品完整性和工具精度的无形守护者。
摘要表:
| 功能 | 主要优势 | 对样品的影响 |
|---|---|---|
| 壁面润滑 | 减少粉末与模具之间的摩擦 | 最大限度地减少密度梯度和内部应力 |
| 工具保护 | 防止金属对金属接触 | 延长模具寿命并防止表面划痕 |
| 弹出辅助 | 促进样品平稳脱模 | 防止破裂、分层和表面缺陷 |
| 压力传递 | 均匀的能量分布 | 确保整个材料性能的一致性 |
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参考文献
- Alex Humberto Restrepo Carvajal, F.J. Pérez. Development of low content Ti-x%wt. Mg alloys by mechanical milling plus hot isostatic pressing. DOI: 10.1007/s00170-023-11126-5
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .