[科普中国]-压制成型法

压制成型方法亦称模压成型，主要用于热固性塑料的成型。酚醛塑料和氨基塑料制品大多是用压制方法制造的。少数熔融粘度极高、流动性极差的热塑性塑料如聚四氟乙烯，也是采用压制的方法成型的。1

简介压制是粉末冶金的主要工序之一，它的目的是制造具有一定尺寸和形状的半成品（这些尺寸和形状是制得成品所必需的），同时也要考虑到下面工序（烧结、整型等）可能引起的变形。经过压制后得到的压型强度应足以使其经受住烧结前的各中间工序而不致损坏。2

压制工艺压制法，这种方法多数用于压制热固性塑料，如酚醛塑料、氨基塑料和棉纤维塑料。压制热塑性塑料，在每次压制后，必须将热的压模冷却到内部塑料完全凝固为止，因此在一定程度上延长了压制周期，降低了生产率，除非在大型或复杂制品使用外，一般很少采用。

热固性塑料的热压法压制过程如下：

①称料 塑料称重，共数量此实际制件重量大5~10%，这是弥补在压制过程中不可避免产生的毛边。有时用粉状或纤维状塑料，有时则用已压制成圆片的坯料，使用压片能使塑料容积缩小。

②预热 将称好重量的塑料在放入压模加料室以前，先放在电热箱或高频预热器中预热一下，使塑料预先加热到80～120℃或者160~200℃。预热的优点能缩短受压时间，提高制品的质量。预热方式有三种： 1）将称好的塑料就放在压机的热板上预热，达仅适用于压制移动式压模时采用。2）用电热箱预热。3）用高频预热器预热，达种方法效果最好。

③加料 将预热好的塑料放在已热到一定温度的加料室或模腔内。

④闭模 塑料在热和压力的作用下，变成可塑状态，并充满压模全部型腔。

⑤放气 为排出塑料中的气体和压模成型空间的气体须进行放气，也就是在加压后使压机改变升起动作，使凸模自压模中退出一定距离，此时气体便很容易由压模的缝隙中逸出，放气时间通常为2～3秒。

在采用湿度较高的塑料压制大型厚壁制品时，须进行两次放气，凸模再度升起。当凸模上装有压入制品内的金属嵌镶件时，不得进行放气，因为凸模自加料室中稍微退出以及凸模与还未完全硬化的制品分离，均可引起嵌壤件的移动，而使制品与压模损坏。

⑥持续热压 将闭合的压模在一定的压力和温度下保持一个时间。开始压制时，当塑料变成可塑状态，并充满压模型腔，当开始聚合时，压力逐步达到最大（根据制品外形和高度来决定，可达100～500公斤/厘米2），此时成型空间完全被充满，但制品尚未硬化，保持压力到完全硬化为止。持续热压时间按制品最大的壁厚计算。

⑦开模和制品的顶出 持续热压时间过后就可开启压模，制品借压模上的自动顶出器顶出、或用手取出、或借卸取器、拧出器及其它设备取出。

⑧清洁模型 用压缩空气及铜铲将模具型腔内所附的塑料毛边清理干净，然后方可压制下一个制品。

⑨制品的修饰及整形 从压模中取出的制品在其分模面上必然会存在毛边，因此必须进一步的机械加工，使其完全符合图纸要求。一部分简易的修饰工作可由压制工直接来完成，如制品周围毛边的去除。某些制品的形状能促使其在出模后冶却过程中变形，为避免达种情况的产生，将刚出模的热制品压（或套）在与制品形状相符的涂压整形模中，这一整形工序也可由压制工来完成，其余制品外形进一步修饰抛光、钻孔、铰螺纹孔、磨平等则由修饰工来完成。3

压制压力粉末体在压模中于压力下成形，压制压力是模具设计与选择压机的重要参数。

使用钢制模具压制时，施加于粉末体上的压力主要消耗于两个方面：

（1）静压力一当压坯内各处的压力和密度均匀分布，并且不考虑粉末与模壁之间的摩擦阻力和模具变形阻力时，仅仅为了克服粉末体对压制的阻力F1也就是粉末体本身变形和致密所需要的力；

（2）外摩擦力一用来克服粉末与模壁之间的摩擦所消耗的力F2。

模压过程的总压制压力F0为：

总压制压力F0与压坯的关系为：

式中：p——单位压制压力（即压制压强）（MPa）；S——压坯受压的横截面积（cm）。

单位压制压力与压坯密度的关系，反映了压制过程中粉末体变形和致密的规律。在忽略粉末与模壁之间摩擦的影响时，对于确定的粉末，单位压制压力只取决于压坯的密度要求。不同种类的粉末，其单位压力与压坯密度的对应关系亦不同。

对于生产中常见的铁基和青铜基的压坯，其单位压制压力p与压坯密度γ呈下列关系：

式中：γ——压坯密度（g/cm3）；a——取决于粉末种类的常数；b——当压制压力为100MPa时的压坯密度值。

在实际生产中，一般说来，硬质合金的单位压制压力为100~300MPa，铜基材料的单位压制压力为200～500MPa，铁基材料的单位压制压力为400～700MPa，不锈钢材料的单位压制压力为700～800MPa。

在压制和脱模过程中压坯除了受到正压力之外，还受到侧压力、摩擦力、弹性内应力、脱模压力等的作用。4

缺点压制法应用很普遍，有许多优点，但也有如下缺点：

①制品的硬化速度此用压铸法压制进行得慢，在压模内持续热压时间也较长。

②在制品中不可能安放某些形状的金属嵌镶件，如：与压制方向平行压入制品的嵌镶件（自制品两端伸出的），否则，塑料将会挤入压模与嵌镶间的缝隙内，结果嵌镶件被挤坏而制品亦成为废品。

③压制带有深孔（不通）的制品是此较困难的，若孔的深度与直径之此大于3～3.5倍时，这些成型孔的型杆在压制过程中不可避免的会折弯。

④壁厚不同的制品，制品出模后由于体内温度不同，将产生内应力，故易变形。

⑤在不可能进行放气的情况下，压制过程所分溢出来的气体不能排出，因而损害了制件外形的美观与质量。3

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学