施加预压的主要目的是在烧结前将松散的粉末压实成稳定的“生坯”。通过使用实验室液压机施加特定的载荷（对于铜石墨混合物等材料，通常约为 2 MPa），您可以有效地排出颗粒间隙中捕获的空气，并为材料提供初始形状。这种压实对于防止粉末在运输到真空热压炉过程中发生分层、溢出或失去结构完整性至关重要。
核心要点 预压不仅是一种成型机制，更是一种关键的稳定步骤。通过排出空气和机械互锁颗粒，它将不稳定的松散粉末转化为粘结的固体，确保材料能够承受搬运，并促进后续高温烧结过程中更均匀的反应。
粉末压实机制
消除捕获的空气
松散的粉末混合物在颗粒之间的间隙中固有地包含大量空气。
如果在真空烧结过程中这些空气仍然存在，会干扰致密化过程。液压机迫使这些空气排出，在施加热量之前就降低了材料的孔隙率。
提高生坯密度
施加预压可提高粉末的初始堆积密度，即“生坯密度”。
这使得颗粒之间建立更紧密的接触，为压力传递奠定了必要的基础。更好的初始接触有助于在材料进入真空热压阶段后实现更有效的反应结合。
减少烧结收缩
烧结涉及材料致密化过程中的显著体积收缩。
通过预先压缩粉末，可以减少在炉内必须发生的收缩量。这有助于更好地控制最终尺寸，并防止在热压循环过程中由于不均匀加载或剧烈体积变化而引起的变形。
稳定性和搬运优势
防止材料损失
没有预压实，松散粉末容易从模具中溢出或洒落。
压实混合物可确保精确量的材料保留在模具中。这对于保持准确的成分比例和防止工作空间或炉子的污染至关重要。
确保运输过程中的结构完整性
搬运装有松散粉末的模具存在风险；振动可能导致分层或移位。
预压产生的“生坯”具有足够的强度，可以安全地搬运。这可以有效地防止粉末层分层（分离），确保进入炉子的样品是均匀且完整的。
理解权衡
平衡压力和完整性
虽然预压是有益的，但必须针对特定材料正确校准。
施加的压力太小会导致压坯易碎，在搬运过程中会碎裂。相反，冷阶段的过大压力——在没有热量辅助的情况下——有时会使材料分层或捕获空气团，因为压缩速度太快，而不是让其逸出。
模具限制
预压步骤通常使用钢模具或特定的模具组件。
操作员必须确保这些模具能够承受所施加的液压（例如，对于钛等硬质合金，额定压力为 10-18 MPa）。在烧结过程开始之前过度加压可能会损坏工具。
根据您的目标做出正确选择
为了优化您的烧结结果，请将您的预压策略与您的具体目标相匹配：
- 如果您的主要重点是工艺稳定性：施加足够的压力（例如 2 MPa），严格用于排出空气并防止运输过程中的粉末溢出。
- 如果您的主要重点是最终零件密度：使用更高的预压（例如 10-18 MPa），以最大化生坯密度并在加热前最小化孔隙率。
- 如果您的主要重点是尺寸控制：使用预压显著减小初始体积，从而最小化热压循环期间不可预测的收缩。
有效的预压将混乱的混合物转化为受控的工件，为完美的烧结过程奠定基础。
总结表：
| 阶段 | 主要功能 | 关键优势 |
|---|---|---|
| 排气 | 排出捕获的气体 | 降低孔隙率并防止气体干扰 |
| 压实 | 提高生坯密度 | 建立机械互锁以获得更好的结合 |
| 稳定 | 创建“生坯” | 防止运输过程中粉末溢出和分层 |
| 尺寸控制 | 预收缩材料 | 最小化炉内体积变化和变形 |
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