在加工钛铌 (Ti-Nb) 合金原料时，需要加热的实验室液压机的主要目的是操纵材料的流变特性。具体来说，压机需要在将原料加热到粘合剂熔点以上（通常约为 150 °C）的同时施加高压（例如 110 MPa）。这种组合可以使混合物高效流动，消除内部空隙，从而获得高密度部件。
核心要点 温压不仅仅是将颗粒挤压在一起；它通过热激活粘合剂来促进流动。通过使用加热压机在压缩过程中熔化粘合剂，您可以显著提高堆积密度，并实现低于 2% 的孔隙率，这是仅凭冷压难以达到的标准。
温压的力学原理
激活粘合剂系统
压制钛铌原料的基本挑战在于克服颗粒间的摩擦以消除气隙。
加热的液压机通过提高金属注射成型 (MIM) 原料的温度来解决这个问题。目标是超过聚合物粘合剂组分的熔点，通常达到接近 150 °C 的温度。
改善流变行为
一旦粘合剂熔化，原料的“流变性”或流动行为会发生巨大变化。
加热后的原料不再像刚性颗粒固体那样，而是表现出粘性流体的行为。这使得钛铌粉末在压力下能够更自由地重新排列，滑入更紧密的配置，而冷粉末会抵抗这种排列。
消除内部空隙
使用加热压机的最终目标是致密化。
当加热带来的流动改善与显著的液压（约 110 MPa）相结合时，材料会完全填充模腔。这个过程有效地挤出内部空隙，从而能够生产出密度极高、接近净形的部件。
控制压力的作用
促进颗粒互锁
虽然热量负责流动，但压机的液压部分提供了将结构锁定的必要力。
压力迫使金属颗粒紧密接触。这种物理互锁对于在压制件（“生坯”）进行烧结之前保持其形状至关重要。
均匀性和稳定性
实验室液压机能够精确控制施加的轴向压力。
保持稳定的压力对于确保部件整体密度分布均匀至关重要。在其他合金应用中，控制压力用于实现特定的孔隙率水平（例如 12%）以进行扩散；然而，在钛铌的温压中，重点通常是尽可能将孔隙率降低到 2% 以下。
理解权衡
工艺复杂性
使用加热压机引入了冷压不存在的变量。
操作员必须严格控制温度曲线。如果温度过低，粘合剂将不会流动，导致产生空隙；如果温度过高，粘合剂可能会降解或与金属粉末分离。
周期时间考虑
温压通常比冷压需要更长的周期时间。
在施加压力之前，模具和原料必须达到热平衡。此外，部件通常需要在压力下进行冷却阶段，以确保粘合剂有效固化，保持部件的尺寸。
为您的目标做出正确选择
要确定您的应用是否严格需要加热的实验室液压机，请考虑您的目标密度和材料要求：
- 如果您的主要关注点是最大密度（孔隙率 < 2%）：您必须使用加热压机来熔化粘合剂，并在压制过程中最大化流变流动。
- 如果您的主要关注点是机械互锁：仅靠高压（冷压）可能足以成型，但与温压相比，它可能会导致更高的孔隙率和更低的生坯强度。
最终，加热压机是将松散的粉末混合物转化为能够高性能的致密结构部件的桥梁。
总结表：
| 特征 | 温压（加热压机） | 冷压（标准压机） |
|---|---|---|
| 粘合剂状态 | 熔化/激活（约 150°C） | 固体/刚性 |
| 材料流动 | 高（粘性流体行为） | 低（摩擦阻力） |
| 孔隙率水平 | < 2%（高密度） | > 10%（较高空隙） |
| 生坯强度 | 卓越（热互锁） | 中等（仅机械） |
| 目标 | 接近净形的结构件 | 基础预制件 |
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参考文献
- Diego Michael Cornelius dos Santos, Natália de Freitas Daudt. Powder Metallurgical Manufacturing of Ti-Nb alloys Using Coarse Nb Powders. DOI: 10.1590/1980-5373-mr-2023-0478
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
