润滑剂和粘合剂是关键的加工助剂，添加到钢粉混合物中，以确保在烧结前零件的制造效率和物理完整性。这些添加剂从根本上改变了金属粉末在压力下的行为方式，将松散的颗粒转化为称为“生坯”压坯的粘结、精确形状。
虽然这些添加剂对于加工是必需的，但它们是临时性的。它们可以保护昂贵的刀具免受磨损，并将粉末粘结成固体形状，使其能够承受最终烧结阶段之前的处理。
优化压制工艺
粉末冶金 (PM) 的主要挑战是克服摩擦。没有添加剂，金属粉末具有磨蚀性且流动性差。
减少内部和外部摩擦
在压制过程中，摩擦发生在两个不同的区域：单个粉末颗粒之间以及粉末与模具壁之间。
添加润滑剂（通常浓度约为0.9%）来涂覆这些表面。这使得颗粒能够相互滑动，提高可压性，并确保粉末紧密且均匀地填充。
保护刀具
压制钢粉所涉及的压力非常大。没有润滑，钢的磨蚀性会迅速损坏模具。
添加剂在模具壁界面处形成保护膜。这可以防止粉末划伤或损坏模腔，从而显著延长刀具的使用寿命。
确保烧结前的结构完整性
一旦粉末被压制，它必须保持其形状直到烧结（加热）。这种状态称为“生坯”状态。
提高生坯强度
粘合剂在压坯中充当临时粘合剂。它们提高了零件的生坯强度，确保相互锁定的颗粒不会分离。
这种结构稳定性至关重要。它允许脆弱的压制零件在不碎裂或在自身重量下变形的情况下从压机移至烧结炉。
便于安全脱模
生坯零件最危险的时刻是从模具中脱模。
润滑剂可防止压坯粘在模具上。通过减少推出零件所需的力，它们可以防止零件在脱模过程中被划伤、开裂或遭受结构性损坏。
理解权衡
虽然添加剂对于压制阶段至关重要，但它们引入了必须仔细管理的变量。
体积置换
润滑剂和粘合剂是非金属的。它们占据了压坯中本可以被钢占据的空间。因此，过量使用添加剂会限制零件的最大最终密度。
去除的必要性
这些添加剂仅在成型过程中需要；它们是最终产品的杂质。它们必须被完全去除，通常通过烧结过程中的“烧尽”阶段。如果未正确去除，它们可能会留下会削弱最终钢零件的残留物。
平衡可加工性和性能
PM 的成功应用依赖于找到添加剂与粉末的正确比例。
- 如果您的主要重点是刀具寿命：优先考虑足够的润滑，以最大限度地减少模具壁摩擦并防止昂贵的模具损坏。
- 如果您的主要重点是零件复杂性：确保足够的粘合剂浓度以保持高生坯强度，防止复杂形状在脱模过程中断裂。
最终，正确的添加剂策略可以保护您的设备，同时确保零件完好无损地到达烧结炉。
总结表：
| 特性 | 润滑剂的作用 | 粘合剂的作用 |
|---|---|---|
| 主要功能 | 减少颗粒与模具壁之间的摩擦 | 提供临时粘合以保持零件形状 |
| 刀具影响 | 防止模具划伤并延长模具寿命 | 对刀具磨损的直接影响最小 |
| 零件质量 | 便于平稳脱模而不开裂 | 提高“生坯强度”以安全处理 |
| 关键浓度 | 通常占混合物的约 0.9% | 根据零件复杂性和密度进行平衡 |
| 最终阶段 | 在烧尽/烧结过程中去除 | 在烧尽/烧结过程中去除 |
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参考文献
- František Nový, Miloš Mičian. The Influence of Induction Hardening, Nitriding and Boronising on the Mechanical Properties of Conventional and Sintered Steels. DOI: 10.3390/coatings14121602
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
