延性助剂材料是关键的粘合剂。在模压脆性TNM粉末时，需要铝或钛等材料提供冷压成型所需的塑性。没有这些延性添加剂，脆性TNM颗粒无法形成牢固的结合，导致模压过程中结构失效。
核心见解：脆性粉末缺乏塑性变形能力，在压力下容易开裂。延性添加剂通过在负载下屈服，包裹住硬质颗粒，形成机械联锁，从而显著提高生坯的密度和耐久性来解决这个问题。
脆性粉末的粘合机制
利用高延性
TNM粉末本质上是脆性的，这意味着它们在受压时会断裂而不是弯曲。要形成固体形状，必须引入具有高延性的材料。
低屈服强度的作用
与TNM基体相比，铝和钛等助剂粉末的屈服强度较低。这种特性使它们在压力机的压力下能够轻松变形而不会断裂。
填充空隙
在压制过程中，这些延性粉末会发生显著的塑性变形。它们有效地“流动”到刚性TNM颗粒之间的空间中。
包裹和嵌入
延性金属不仅仅是紧挨着脆性颗粒，而是包裹住它们。它嵌入到表面不规则处，起到金属“胶水”的作用。
提高生坯完整性
形成机械联锁
这里起作用的主要机制是机械联锁。变形的延性粉末将脆性颗粒固定到位，从而从松散的粉末形成一个统一的结构。
提高相对密度
通过变形填充空隙，助剂材料减少了孔隙率。这使得“生坯”（压制但未烧结的部件）的相对密度显著提高。
防止开裂
脆性材料在释放压力（回弹）时容易开裂。延性网络吸收应力并将生坯固定在一起，大大提高了抗裂性。
理解权衡
成分变化
虽然对于模压是必需的，但添加助剂粉末不可避免地会改变最终零件的化学成分。您引入了新的元素（或现有元素的更多量），它们将成为最终合金基体的一部分。
工艺复杂性
依赖于两相粉末系统（脆性加延性）需要严格的混合。如果延性粘合剂分布不均匀，最终组件中可能会出现局部薄弱点或密度梯度。
为您的目标做出正确选择
- 如果您的主要关注点是生坯强度：优先选择延性最高的助剂材料，以最大化机械联锁并防止操作缺陷。
- 如果您的主要关注点是最终密度：确保延性粉末的屈服强度足够低，以便在压制过程中完全变形并填充颗粒间空隙。
通过利用铝或钛的塑性，您可以将无法加工的脆性粉末转化为坚固、高密度的组件。
总结表：
| 特性 | 脆性TNM粉末 | 延性助剂（Al/Ti） | 组合结果 |
|---|---|---|---|
| 变形 | 受压时断裂 | 塑性变形 | 机械联锁 |
| 屈服强度 | 高（刚性） | 低 | 空隙被“流动”填充 |
| 结构作用 | 基体材料 | 金属“胶水” | 高相对密度 |
| 生坯完整性 | 易开裂 | 吸收应力 | 增强抗裂性 |
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参考文献
- Adrian HEYMANN, Bernd‐Arno Behrens. Investigations on the consolidation of TNM powder by admixing different elemental powders. DOI: 10.37904/metal.2022.4428
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
