高强度石墨模具在铝钛锆烧结中的作用是什么？掌握真空热压性能

高强度石墨模具是铝钛锆合金真空热压烧结中的主要结构界面。它们的作用是双重的：它们充当定义样品几何形状的容器，并充当致密化粉末所需的巨大机械力的传递介质。没有这些专用模具，就不可能在高温烧结温度下施加必要的单轴压力。

核心要点 烧结铝钛锆合金的成功取决于模具在不发生变形的情况下承受特定极端条件的能力——通常是在 1400°C 下承受 40.8 MPa。模具不仅仅是容纳粉末，它还促进了消除气孔和获得致密、稳定微观结构所需的热均匀性和压力传递。

双功能机制

石墨模具最直接的功能是充当成型容器。它将松散的铝钛锆粉末约束在定义的体积内。

由于模具在整个过程中保持刚性，因此可以形成“近净形”压坯。这大大减少了合金冷却后进行大量机加工的需要。

在真空热压中，液压系统不直接压制粉末；它压制模具组件。模具必须有效地将来自压头器的机械力传递到粉末体。

对于铝钛锆合金，这涉及传递高达40.8 MPa的压力。模具将外部液压转化为内部压缩应力，以迫使粉末颗粒相互挤压并消除空隙。

这些模具的决定性特征是它们在极端条件下抵抗变形或断裂的能力。标准材料在高温和重载的组合下会软化或破碎。

对于这种特定的合金，模具在约1400°C的温度下保持其尺寸和强度。这确保所施加的压力用于致密化，而不是变形模具壁。

石墨提供出色的导热性，这对工艺稳定性至关重要。它充当热调节器，确保热量均匀分布到整个样品。

这可以防止可能导致烧结不均匀或微观结构缺陷的热梯度。均匀加热可使铝钛锆合金在整个烧结体中获得一致的性能。

虽然“高强度”是标准，但石墨本质上是脆性的。在发生灾难性故障之前，模具能够承受的液压存在硬性限制。

如果完全致密化所需的压力超过模具材料的极限（取决于牌号，通常上限为 30-50 MPa），模具就会断裂。您必须在所需高压与所用石墨牌号的抗拉强度之间取得平衡。

虽然石墨通常是稳定的，但在高温下可能会与某些金属粉末发生反应。

高纯度石墨对于充当最小化严重界面反应的屏障至关重要。使用质量较低的石墨可能导致铝钛锆合金表面碳污染，从而损害材料的纯度。

为了最大限度地提高铝钛锆烧结工艺的质量，请根据您的具体技术目标选择模具：

最终，石墨模具不仅仅是一个消耗性的容器，而是一个决定您烧结工艺的热学和力学极限的主动组件。