主要目的是诱导塑性变形和致密化。通过在初始烧结阶段后对材料施加极端压力，例如 700 MPa，压机迫使金属颗粒重新排列。这个过程显著减少了材料的孔隙率并增强了内部基体。
核心要点 二次压制不仅仅是为了成型；它是一种结构增强方法。通过机械性地闭合内部空隙并使金属基体相互啮合，这一步骤将多孔的烧结压坯转化为具有优异拉伸强度和抗擦伤性的高密度复合材料。
致密化的机制
诱导塑性变形
该过程针对的是材料烧结（加热以粘合颗粒）后的状态。实验室压机施加巨大的载荷——特别是大约 700 MPa——到烧结压坯上。
这种极端压力超过了金属基体的屈服强度，导致塑性变形。与可逆的弹性变形不同，塑性变形会永久改变金属颗粒的形状和结构。
颗粒重排
施加压力时，金属颗粒被迫相互移动和滑动。这种重排使得颗粒能够填充初始烧结过程中自然产生的间隙（空隙）。
对材料性能的影响
孔隙率显著降低
最直接的物理变化是材料内部空隙空间的减少。再压制过程可以将孔隙率降低 25% 至 32%。
这种降低对于高性能应用至关重要，因为过多的孔隙率会成为应力集中点，在载荷下会引发裂纹。
对润滑剂的结构支撑
这些铁基材料是“自润滑”的，意味着它们含有嵌入金属中的固体润滑剂颗粒。致密化确保金属基体为这些固体润滑剂提供坚固的机械支撑。
如果没有这种紧密的结构，固体润滑剂在应力下可能会脱落或无法有效发挥作用。
性能增强
降低孔隙率和改善支撑的累积效应是机械性能的可测量增加。具体而言，这种处理增强了：
- 极限拉伸强度：材料在断裂前能承受更高的拉力。
- 抗擦伤性：表面对滑动接触和摩擦造成的损坏具有更强的抵抗力。
理解权衡
工艺复杂性与性能
虽然二次压制是实现高性能的“关键方法”，但它增加了制造流程中的一个额外步骤。它需要专门的高压设备，能够安全、一致地提供 700 MPa 的压力。
密度与渗透率
需要注意的是，此过程旨在降低孔隙率。如果应用需要高度多孔的结构（例如，在衬套中容纳大量液体油），这种剧烈的再压制可能适得其反。它专门针对需要高强度和固体润滑支撑而非最大流体渗透率的应用进行了优化。
为您的目标做出正确选择
在开发高性能铁基复合材料时，请考虑二次压制如何与您的特定机械要求保持一致。
- 如果您的主要关注点是机械耐久性：使用接近 700 MPa 的压力进行再压制，以最大化拉伸强度并最小化结构失效的风险。
- 如果您的主要关注点是使用寿命：实施此步骤，通过确保固体润滑剂牢固地锁定在致密的金属基体中来提高抗擦伤性。
实验室压机将材料从多孔的烧结部件转化为致密的、高强度的部件，能够承受严苛的摩擦学环境。
总结表：
| 特征 | 二次压制的影响 |
|---|---|
| 主要机制 | 塑性变形和颗粒重排 |
| 施加压力 | 约 700 MPa |
| 孔隙率降低 | 降低 25% 至 32% |
| 机械增益 | 更高的拉伸强度和改善的抗擦伤性 |
| 关键结果 | 增强固体润滑剂的结构支撑 |
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参考文献
- José Daniel Biasoli de Mello, Aloı́sio Nelmo Klein. Tribological behaviour of sintered iron based self-lubricating composites. DOI: 10.1007/s40544-017-0186-2
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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