氮化硼（BN）涂层的应用是Ti-6Al-4V合金真空热压过程中关键界面管理策略。其主要功能是作为一种高温陶瓷分离剂，物理上将反应性的钛粉与碳基石墨模具隔离开来。
核心要点 虽然石墨为热压提供了必要的结构完整性，但在高温下它与钛在化学上不兼容。BN涂层弥合了这一差距，充当双重防护罩，可防止合金中形成脆性碳化物，并确保成品能从模具中干净地脱模。
双重保护机制
防止碳扩散
像Ti-6Al-4V这样的钛合金在烧结温度下具有高度反应性。如果保护不当，石墨模具中的碳原子会扩散到钛粉中。
BN涂层充当扩散屏障。通过阻止粉末与模具直接接触，它大大限制了碳的吸收。这对于防止形成碳化钛至关重要，碳化钛会使合金变脆并降低其机械性能。
促进部件脱模
在真空热压的巨大热量和压力下，金属自然倾向于粘附在容器上。
BN充当高性能脱模剂。它可防止钛样品粘附在模具壁上。这确保了平稳的脱模，保持了样品的表面光洁度，并保护了昂贵的石墨模具在取出过程中免受损坏。
石墨基材的作用
力传递
虽然BN涂层处理表面化学反应，但下方的石墨模具负责力学部分。
石墨充当力传递器。它将液压系统的压力均匀地传递到粉末体。这种均匀的压力决定了样品的最终密度和形状精度。
高温稳定性
石墨充当成型容器，在高达1300°C的环境中保持尺寸稳定性。
涂层增强了这种稳定性。虽然石墨具有出色的导热性和强度，但BN层确保了这些性能可以在不引发与金属载荷严重界面反应的情况下得到利用。
理解权衡
涂层均匀性
屏障的有效性完全取决于覆盖范围。
间隙会导致局部失效。即使BN涂层存在微小的缺陷，也可能在该特定点允许碳扩散或粘附，从而可能破坏零件的一致性。
界面完整性
涂层是过程中一个额外的材料变量。
附着力挑战。BN涂层必须足够牢固地附着在石墨上才能在装载过程中保持位置，但又不能与钛合金的附着力过强，以至于最终难以从零件上清除。
优化您的热压策略
为了最大限度地利用您的真空热压工艺，请根据您的具体优先事项定制涂层应用。
- 如果您的主要重点是合金纯度：优先考虑更厚、多层的BN涂层，以保证对碳扩散的完全密封，即使这会稍微增加模具准备时间。
- 如果您的主要重点是模具寿命：确保涂层均匀地应用于所有接触表面，以消除在弹出过程中导致石墨模具磨损的粘附点。
BN涂层不仅仅是一种辅助材料；它是使反应性钛合金能够在经济高效的石墨模具中加工的关键赋能者。
总结表：
| 功能 | 氮化硼（BN）的作用 | 石墨基材的作用 |
|---|---|---|
| 化学 | 充当扩散屏障，防止碳吸收 | 提供高温化学容纳 |
| 机械 | 充当脱模剂，防止粘附 | 作为主要的压力/力传递器 |
| 热学 | 作为陶瓷分离剂保持稳定 | 提供结构完整性和导热性 |
| 结果 | 防止脆性碳化物形成 | 确保精确的尺寸成型和密度 |
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