圆柱形橡胶模具被用于冷等静压（CIP），因为它们极高的柔韧性使其能够充当近乎完美的压力传递介质。通过将压机的静水压力均匀地传递给镁粉，它们确保材料从各个方向均匀压实，而不会产生显著的压力损失。
核心要点：橡胶模具是使帕斯卡原理能有效作用于固体粉末的关键界面。通过消除刚性模具的摩擦和方向性，橡胶模具确保了均匀的内部密度，这是防止最终烧结阶段翘曲和开裂的主要手段。
实现全向压缩
利用帕斯卡原理
使用冷等静压机的首要目标是将静水压力——通常高达300 MPa——均匀地施加到材料上。
由于橡胶模具是柔性的，它就像一个流体膜。它能高效地将外部液体压力直接传递给内部的镁粉。
消除方向偏差
与主要从顶部和底部施加力的刚性模具压制不同，橡胶模具允许全向压制。
这确保了粉末颗粒同时从各个角度发生重排和致密化。
改善材料结构
防止密度梯度
粉末冶金中的一个主要挑战是创建一个“生坯”（压实的粉末形状）并在整个内部具有一致的密度。
刚性模具由于模具壁的摩擦，经常会产生内部密度梯度。橡胶模具有效地消除了这些梯度，确保核心与表面一样致密。
减轻烧结缺陷
压制阶段实现的均匀性对于下一步——烧结——至关重要。
如果一个零件的密度不均匀，加热时它会不均匀地收缩。通过使用橡胶模具确保微观结构均匀，你可以显著降低烧结过程中翘曲或开裂的风险。
操作优势
充当柔性耗材
主要参考资料将这些模具归类为“柔性成型耗材”。
它们的作用是充当一个牺牲性屏障，吸收流体的机械应力，同时保护粉末的纯度。
便于脱模
一旦高压释放，橡胶模具会自然放松。
这种弹性恢复使得成型的镁粉压坯能够轻松取出，简化了生产周期并减少了对易碎零件的损坏。
理解权衡
耗材寿命
认识到这些模具被定义为“耗材”很重要。
由于它们在高压（300 MPa）下会经历极端变形，它们最终会退化。需要定期检查和更换，以防止镁零件出现泄漏或表面缺陷。
与刚性模具的对比
虽然橡胶模具在密度均匀性方面表现出色，但它们在形状保持方面与刚性模具的行为不同。
刚性模具定义了固定的尺寸，而柔性橡胶模具则适应压力。这通常会产生一个“近净形”的形状，可能需要后续机加工才能达到最终的几何公差。
为您的目标做出正确选择
在设计镁粉固结工艺时，请考虑您的具体要求：
- 如果您的主要重点是结构完整性：优先使用橡胶模具，以实现均匀的内部微观结构，并防止烧结过程中开裂。
- 如果您的主要重点是操作速度：利用橡胶的弹性特性来加快脱模过程并减少处理时间。
最终，橡胶模具确保了等静压机的巨大能量转化为均匀的材料质量，而不是破坏性应力。
总结表：
| 特性 | 在镁粉 CIP 中的优势 |
|---|---|
| 压力传递 | 利用帕斯卡原理实现 100% 全向力 |
| 材料柔韧性 | 充当流体膜以消除方向偏差 |
| 密度均匀性 | 防止内部梯度，减少烧结过程中的翘曲 |
| 脱模性能 | 弹性恢复可轻松、无损地取出压坯 |
| 操作角色 | 作为牺牲性柔性耗材保护粉末纯度 |
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参考文献
- Seung Chae Yoon, Hyoung Seop Kim. Yield and Densification Behavior of Rapidly Solidified Magnesium Powders. DOI: 10.2320/matertrans.mc200724
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
