将热压与锂基硬脂酸盐润滑剂相结合，可协同降低钛颗粒的变形抗力和模具壁摩擦力。通过在约 150°C 下操作，该工艺能够实现高达 2000 MPa 的极端压实压力，从而获得具有极高生坯密度的钛部件。
该方法的核心优势在于，通过克服金属粉末的自然抗力，能够缩小粉末加工零件与全致密钛材料之间的性能差距。
热压的力学原理
颗粒的热软化
钛粉末冶金实现高密度的主要障碍是材料固有的变形抗力。
将粉末加热到约 150°C 会软化颗粒。这显著降低了它们的屈服强度，使其在压力下能够更紧密地变形和堆积。
锂基润滑剂的作用
在钛材高密度所需的温度和压力条件下，标准润滑剂通常会失效或降解。
锂基硬脂酸盐润滑剂在此热压环境中特别有效。它们在 150°C 下保持润滑性，极大地减小了粉末团块与模具壁之间产生的摩擦。
实现高压能力
解锁 2000 MPa 压力
在标准冷压中，高摩擦力和颗粒抗力限制了在模具损坏或收益递减之前可以施加的有效压力。
由于热压/硬脂酸锂组合降低了这些阻力因素，设备可以安全地在高达 2000 MPa 的压力下运行。这是传统冷压中很少能达到的压力级别。
缩小性能差距
使用钛粉末的最终目标是模仿锻造（全致密）钛的性能。
通过此方法实现更高的生坯密度，最终烧结的部件表现出的机械性能更接近全致密材料。这有效地提升了所生产部件的质量等级。
操作注意事项和权衡
设备能力要求
尽管结果优越，但实现这些结果需要专门的设备。
要实现此工艺的优势，您的压制设备必须能够承受 2000 MPa 的压力。用于较低压力压制的标准压机将无法利用热工艺提供的降低的变形抗力。
温度精度
该方法能否成功取决于热稳定性。
该工艺特别优化在约 150°C 下进行。显著偏离此温度可能会改变锂基硬脂酸盐润滑剂的行为，或未能充分降低钛粉末的变形抗力。
为您的目标做出正确选择
此工艺并非适用于所有应用；它专门针对高性能要求。
- 如果您的主要重点是最大密度：实施此热压循环，以利用 2000 MPa 的压力，这将最大化颗粒堆积和生坯强度。
- 如果您的主要重点是材料性能：使用此方法生产必须与全致密锻造钛的机械性能竞争的部件。
通过严格控制温度和润滑剂化学成分，您可以将钛粉末压实从净成形工艺转变为高性能制造解决方案。
总结表：
| 参数 | 标准冷压 | 热压 + 硬脂酸锂 |
|---|---|---|
| 操作温度 | 环境温度 | 约 150°C |
| 最大压实压力 | 有限（低密度） | 高达 2000 MPa |
| 润滑剂类型 | 标准硬脂酸锌/酰胺 | 锂基硬脂酸盐 |
| 颗粒行为 | 高屈服强度 | 热软化 / 降低的抗力 |
| 所得密度 | 常规生坯密度 | 极高（接近全密度）密度 |
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参考文献
- I.M. Robertson, G. B. Schaffer. Review of densification of titanium based powder systems in press and sinter processing. DOI: 10.1179/174329009x434293
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
