对模具和冲头进行固体润滑的主要目的是大大减少复合粉末与钢制模具壁之间的侧向摩擦。这有助于在压制过程中均匀传递压力，并在脱模时保护零件的结构完整性。
通过形成一层薄薄的保护膜，固体润滑可确保“生坯”压坯具有一致的密度，并防止材料粘连，从而有效保持样品质量和精密模具的使用寿命。
减摩机理
最小化侧向阻力
当复合粉末被压缩时，颗粒与模具钢壁接触处会自然产生摩擦。
施加固体润滑剂可在该界面形成饱和的保护层。这显著降低了高压压实阶段的摩擦系数。
增强压力传递
较高的壁面摩擦会产生“拖拽”效应，阻止压力到达粉末柱的中心或底部。
通过减少这种拖拽，润滑剂可以使压制压力更均匀地传递到整个粉末体。这直接减小了密度梯度，确保最终零件具有一致的结构，而不是边缘致密而中心疏松。
保护样品和模具的完整性
确保安全脱模
当压实的零件（生坯）被推出模具时，损坏的风险最高。
润滑层在此关键脱模阶段充当润滑剂。它可防止样品边缘在与模具壁滑动时出现磨损、开裂或碎裂。
防止粘连和卡死
在高压下，金属粉末（如铝）容易发生冷焊或粘附在钢制模具上。
润滑剂膜充当物理屏障，防止这种粘附。这确保了生坯的表面完整性在脱模后立即保持完美。
延长模具使用寿命
精密模具和冲头是昂贵的资产，容易磨损和划伤。
通过持续减少摩擦阻力并防止粉末在模具表面堆积，固体润滑剂可显著延长这些部件的使用寿命。
应避免的常见陷阱
过度使用的风险
虽然润滑至关重要，但施加必须形成薄膜。
过多的润滑剂会占据模具内本应被粉末填充的体积。这可能导致最终零件出现尺寸不准确或表面缺陷。
覆盖不一致
部分润滑几乎与不润滑一样危险。
如果薄膜未施加到整个腔体表面，则可能发生局部粘连。这会产生应力集中点，可能导致压坯在脱模过程中内部开裂。
为您的目标做出正确选择
为了最大限度地提高复合材料压制质量，请考虑您的主要目标：
- 如果您的主要重点是零件的一致性：优先考虑润滑，以确保均匀的压力传递，从而消除由密度梯度引起的薄弱点。
- 如果您的主要重点是模具的寿命：确保一致的润滑膜，以防止金属对金属的粘附并减少精密表面的磨损。
正确施加固体润滑剂是连接粉末潜力和结构现实之间差距的最有效变量。
摘要表：
| 关键优势 | 描述 | 对结果的影响 |
|---|---|---|
| 减少摩擦 | 最小化粉末与钢壁之间的阻力 | 均匀的压力传递 |
| 密度控制 | 消除压制过程中的“拖拽”效应 | 一致、高质量的生坯 |
| 安全脱模 | 在零件取出过程中充当润滑剂 | 防止开裂和表面磨损 |
| 模具保护 | 形成防止冷焊和磨损的屏障 | 延长模具和冲头的使用寿命 |
| 表面质量 | 防止粉末粘附在模具表面 | 完美、光滑的零件表面处理 |
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参考文献
- H.M. Mallikarjuna, R. Keshavamurthy. Microstructure and Microhardness of Carbon Nanotube-Silicon Carbide/Copper Hybrid Nanocomposite Developed by Powder Metallurgy. DOI: 10.17485/ijst/2016/v9i14/84063
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
