有刚性支撑的等静压受力分析

等静压压制根据有无刚性支撑可分为有刚性支撑的等静压压制和无刚性支撑的等静压压制,刚性支撑常用的模具是刚性模芯。
 
在实际冷等静压制品中,由于会有孔等存在,往往采用有刚性模芯支撑的模具设计,如下图所示。
等静压受力分析图片
此时粉末收到的压力主要来自侧面的塑性模(此图以橡胶模为例)P2,两端的橡皮塞虽然也收到液体传压介质的作用P1,但由于粉末与刚性模芯表面有摩擦,故P1只起到阻止粉末侧向运动的作用,而对粉末的轴向位移作用较小。此时粉末在厚度方向上的受力有:橡皮模对粉末的压力P2、刚性模芯对粉末的压力P3、粉末的内摩擦力F,当处于受力平衡时(压缩速度较小时,可看做准平衡状态),平衡方程为:
P2-P3-F=O
即有P2=P3+F
当粉末层较薄(小于20mm)时,内摩擦力F远远小于P2和P3,此时就近似有
P2=P3
而粉末层较厚时,有
P3=P2-F
有上面两个力学模型可知,粉体在靠近刚体部分(即较厚部位)所受到的压力要小于靠近橡胶软模的部位(即较薄部位),这就导致沿厚度方向压坯密度分布的不均。实际的等静压实验也表明,粉层较厚的制品的平均密度要低于厚度较薄的制品。
 
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