实验室液压机是稳定松散钛粉的关键第一步，然后才能进入真空炉的严苛环境。通过施加约 18 MPa 的初始冷压，压机将松散的混合物压实成粘结的固体，确保材料在处理和加工过程中具有足够的结构强度。
核心要点：冷压连接了原材料粉末和成品零件之间的鸿沟。它将不稳定的松散混合物转化为稳定的“生坯”，消除了结构空隙，并防止在过渡到高真空、高温烧结阶段时发生模具失效。
预压实的力学原理
消除大空隙
当粉末首次倒入模具时，颗粒堆积效率自然不高。颗粒之间存在大量的空气和空隙。
液压机施加机械力，将这些宏观空隙从粉末堆中挤出。这在施加热量之前创建了一个更密集、更均匀的基础。
创建“生坯”
此阶段的主要目标是在没有热粘合的情况下产生初始强度。这种状态在技术上称为“生坯”。
通过在大约 18 MPa 的压力下进行压制，颗粒之间的摩擦和相互啮合将形状固定在一起。这确保了组件独立于模具壁保持其预期的几何形状。
确保工作流程的完整性
固定模具组件
制造过程依赖于石墨模具来定义产品的最终形状。这些模具是在后续热压阶段传递压力的介质。
冷压确保粉末体和模具组件紧密贴合。这种预压实可防止松散粉末移位或溢出，从而可能导致模具组件错位。
安全过渡到炉膛
将装有松散粉末的模具移入真空热压炉是一项危险的操作。任何振动都可能破坏粉末的分布。
液压机稳定组件，使其能够安全地运输到炉膛中。这在抽真空和升温之前保护了设置的完整性。
操作注意事项和风险
低压力的后果
如果初始冷压压力过低（远低于 18 MPa），压坯仍然很脆弱。
一旦组件承受热压阶段使用的较高压力（例如 30 MPa），就会存在结构坍塌的风险。材料必须具有足够的初始密度才能均匀承受该热负荷。
处理钛的敏感性
虽然液压机解决了结构问题，但它并没有解决化学问题。钛合金，如 Ti6Al4V，对氧污染极其敏感。
冷压在空气中进行，但它必须被视为真空阶段的准备步骤。产生的压坯必须迅速移入真空炉，以防止形成会降低性能的脆性氧化层。
为您的目标做出正确的选择
要获得高性能的钛合金零件，您必须将冷压机和真空热压机视为一个单一系统的两个组成部分。
- 如果您的主要关注点是几何精度：在移动之前，确保您的冷压压力（约 18 MPa）足以将粉末锁定在石墨模具的确切形状中。
- 如果您的主要关注点是材料密度：使用冷压机去除宏观空隙，让后续的热压机（30 MPa）专注于微孔隙率和颗粒粘合。
- 如果您的主要关注点是界面纯度：最大限度地减少冷压和真空抽气之间的时间，以保护反应性钛表面免受氧化。
有效的预压实是无形的基石，它使先进的真空烧结能够提供无缺陷、高强度的结果。
总结表：
| 工艺阶段 | 主要操作 | 目标压力 | 关键结果 |
|---|---|---|---|
| 冷压 | 机械预压实 | ~18 MPa | 创建稳定的“生坯”，去除宏观空隙 |
| 搬运 | 手动/自动转移 | 不适用 | 固定模具组件，防止粉末移位 |
| 热压 | 真空热烧结 | ~30 MPa | 实现完全密度，消除微孔隙率 |
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