柔性橡胶模具是在高压冷等静压（CIP）钨粉过程中关键的压力传递界面。由于其高弹性，这些模具能将液压力的作用“无损”且均匀地从周围流体传递到粉末表面。这可以防止通常会导致刚性模具压制失效的密度梯度和内部应力集中。
核心见解：橡胶模具的独特价值在于其能够促进帕斯卡原理——从所有方向施加相等的压力。通过将流体压力转化为均匀的机械压缩，它允许钨颗粒在烧结前达到最大的堆积密度和各向同性的结构完整性。
压力传递的力学原理
利用高弹性
橡胶模具的主要功能是作为柔性包套。其高弹性使其能够在液压介质（如硅油）的压力下瞬间变形。
这种变形能够无阻碍地将外部压力直接传递给钨粉。结果是力的“无损”传递，确保粉末承受所施加压力的全部大小。
实现全向压缩
与仅从一个或两个轴施加力的传统单向压制不同，橡胶模具实现了等静压。
这意味着钨粉同时受到来自所有方向的恒定作用力。这种方法对于消除在刚性模具中经常出现的应力分布不均至关重要。
对钨密度和结构的影响
消除密度梯度
钨粉的一个主要挑战是保持部件整体的密度一致性。刚性模具经常产生密度梯度，即边缘比中心更致密。
橡胶模具确保了在几何形状的每个部分都具有一致的压缩速率。这使得生坯（未烧结部件）具有均匀的内部密度分布。
促进复杂几何形状的制造
模具的柔性对于生产大型或高长径比的部件（如长圆柱形骨架）尤其重要。
刚性模具经常由于摩擦和不均匀的压力导致这些复杂形状开裂。柔性橡胶能够适应压实过程中的形状变化，从而保持生坯的结构完整性。
提高烧结效率
橡胶模具实现的均匀性带来了极高的生坯密度和紧密的颗粒接触。
这种紧密的接触显著降低了后续烧结阶段所需的能量。它可以将所需的烧结温度从传统的1800-2200°C范围降低到约1500°C，从而减少缺陷和能源成本。
关键工艺要求
隔离的必要性
虽然压力传递是主要目标，但橡胶模具也充当了重要的密封屏障。
它将钨粉与液压介质（油或水）隔离开。如果这个屏障失效，介质就会渗透到粉末中，造成污染，破坏相变所需的化学纯度。
根据目标做出正确选择
为了最大化您的钨部件的质量，请考虑模具如何影响您的具体目标：
- 如果您的主要关注点是各向同性性能：依靠橡胶模具施加全向压力的能力，以消除内部应力梯度并确保所有方向上的均匀行为。
- 如果您的主要关注点是能源效率：利用高压CIP最大化生坯密度，从而可以显著降低烧结温度。
- 如果您的主要关注点是材料纯度：优先考虑橡胶密封的完整性，以防止液压介质渗透，并确保纯粹的物理相变。
通过利用橡胶模具的弹性，您将压制过程从机械破碎作用转变为均匀致密化事件。
总结表：
| 特性 | 对钨CIP的影响 |
|---|---|
| 压力传递 | 利用帕斯卡原理实现无损、全向力的传递。 |
| 密度一致性 | 消除梯度，确保生坯密度均匀。 |
| 结构完整性 | 防止复杂几何形状中的内部应力和开裂。 |
| 烧结效率 | 烧结温度有潜力降低（从2200°C降至1500°C）。 |
| 材料纯度 | 提供防止液压介质污染的关键密封。 |
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参考文献
- Ahmad Hamidi, S. Rastegari. A feasibility study of W-Cu composites production by high pressure compression of tungsten powder. DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2010.09.002
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
