粉末冶金之等静压成形的原理

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什么叫等静压成形？

      等静压制过程可由几个工序构成：借助于高压泵的作用把流体介质（气体或液体）压入耐高压的钢体密封容器内。高压流体在同一时间内在各个方向上均衡地受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯。

一，压力与密度分布 及密度的关系

      根据流体力学原理，压力泵压入钢筒密闭容器内的流体介质，其压强大小不变并均匀地向各个方向传递，在该密闭容器内放置的物体同样经受输入流体介质的压缩，其力的大小在各方向是一致的。

      摩擦力是在相互接触的物体间作相对运动或有相对运动的趋向时产生的，摩擦力的方向总是沿着接触面的切线方向而跟物体相对运动的方向相反，阻碍物体间的相对运动，在一定作用下，相互接触的物体之间呈现相对运动的趋势，但又何持相对静止状态，此时物体接触面上产生的摩擦力称静摩擦力，当外合力超过了摩擦力时，物体间的相对静止状态被打破，发生了相对运动，抗衡这种运动的阻力称为滑动摩擦力。

      还原铁粉在压制时，粉末颗粒之间，粉末与压模模壁之间发生了相对运动，结果产生动摩擦力，一般把粉末颗粒之间的滑动摩擦力称为内摩擦力，粉末对模壁或压模装置的滑动摩擦力称为外摩擦力，内外摩擦力都受下列三方面因素的影响：

        1，粉末颗粒的特征，粉末种类，颗粒直径的大小，粒度分布，颗粉形状及颗粒表面状态；
        2，压制装备的特征，压制的方法，压模的材料，模具的表面光洁度，压制气氛，压形的温度；
        3，润滑剂的特征 润滑剂的种类和添加量，润滑的方法，如润滑粉末还是润滑模具。

      在钢模压制过程中，无论是单向压制还是双向压制都会出现压块密度分布不均匀的现象，单向压制和双向压制的压坯密度分布不均匀，产生压坯密度不均匀现象的主要原因是粉末颗粒与钢模壁之间摩擦引起压制压力沿压制方向的高度下降，也就是压力损失。但是在等静压制过程中则刚好相反，流体介质传递压力是各个方向相等的，强性模具本身受压缩的变形与粉末颗粒受的压缩大体上是一致的。所以，弹性模具与接触粉末之间不会产生明显的相对运动，是因为它们之间摩擦力很小。压制时，由于各方面压力相等，静摩擦力在压件的纵断面上任一点都应相等。则压坯的密度分布沿纵断面是均匀的，但是沿压坯同一横向断面上，由于粉末颗粒间的内摩擦力的影响，压坯的密度从外往内逐渐降低。使用还原铁粉等静压力下压制的圆盘压坯，其横截面的密度分布从圆心向外是逐渐增加的，但变化不大。

二，压制压力与压块密度的关系

      粉末体在等静压力压制时压制压力与压坯密度的变化关系可用黄培云的压制双对数方程来描述，通过大量的实践证明，黄培云的压制双对数方程对软硬金属粉末都具有较大的适应性。