在材料分析樣品前處理工作中，粉末壓制成型是至關重要的一環(huán)，而壓片機與模具的組合直接關系到制樣質(zhì)量與實驗效率。如何根據(jù)自身需求選擇合適的模具類型，又如何將模具與壓片機科學匹配，是許多實驗室人員面臨的共性問題。本文將從上海新諾儀器集團有限公司的產(chǎn)品體系出發(fā)，系統(tǒng)梳理各類壓片模具的特點與選型要點。

　　一、壓片模具的基本類型及其應用場景

　　根據(jù)壓制方式、樣品形狀和工藝要求的不同，壓片模具可分為冷壓模具、熱壓模具兩大類別，每一類別下又有多種細分型號。

　　1.冷壓模具——常規(guī)粉末成型的主力選擇

　　冷壓模具適用于常溫條件下對粉末材料進行壓制成型，是實驗室中最常見的模具類型。

　　普通圓柱形模具（MJY-P系列）

　　普通圓柱型模具是實驗室粉末樣品壓制成型中最為常見的一種模具，配合壓片機使用，可將KBr、氯化鈉、二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、硼酸等各種粉末材料壓制成型，制作出各種圓形試片、柱體或其他形狀進行科學分析研究。該系列產(chǎn)品現(xiàn)已廣泛應用于科研、教學、催化、檢測、制藥、化工以及新材料研發(fā)等各個領域，此外還可與鈣鐵分析儀、傅立葉紅外光譜儀、X射線熒光光譜儀等分析測試儀器配套制樣使用，可替代同類進口產(chǎn)品。

　　在材質(zhì)方面，該系列模具多采用合金工具鋼Cr12MoV制造，模具壓頭硬度可達HRC60-HRC62。不同規(guī)格模具的腔體深度有所差異，例如φ7-14mm規(guī)格的模具腔體深度為30mm，外形尺寸φ43×93mm，重量僅0.67kg，適合中小規(guī)格樣品壓制；φ151-160mm的大規(guī)格模具腔體深度為65mm，重量可達30-40kg。

　　開瓣模具（MJK-F系列）

　　開瓣模具主要適用于一些不易成型或不易退膜的粉末樣品壓制，由模具底座、內(nèi)芯、套筒、壓桿、墊片、退膜套六部分組成。其核心優(yōu)勢在于壓制完成后可通過拆分套筒將樣品取出，避免了傳統(tǒng)一體式模具在脫膜過程中的樣品破損問題。該系列模具規(guī)格覆蓋邊長31-100mm，材質(zhì)同樣采用合金工具鋼Cr12MoV，壓頭硬度HRC60-HRC62，腔體深度60mm。

　　紅外/熒光專用模具（MJH/MJX系列）

　　針對光譜分析測試的特殊需求，新諾提供了一系列專業(yè)配套模具。紅外專用模具分退模和不退模兩款型號，可壓制粉末、溴化鉀、藥品等樣品。熒光專用硼酸模具采用硼酸粉末包裹樣品進行壓制成型，主要用于X射線熒光光譜儀測試樣品的快速制備，可替代同類進口產(chǎn)品。

　　其中，紅外模具MJH系列采用硬質(zhì)合金YT15材質(zhì)，模具壓頭硬度高達HRC85-HRC90，具有的耐磨性和使用壽命。

　　球形模具（MJQX系列）

　　對于需要壓制球狀樣品的實驗場景，球形模具能夠滿足圓球體、半球體、球形柱體等形狀的壓制需求，常用規(guī)格為φ3、φ6、φ8、φ10、φ12、φ15、φ20mm等。模具材質(zhì)為合金工具鋼Cr12MoV，如需更高硬度也可定制硬質(zhì)合金鋼。

　　紐扣電池封口模具（MJN-C型）

　　該模具是專為實驗室小試量用戶定制的產(chǎn)品，可以放置在普通壓片機或壓力機上使用，實現(xiàn)封口與拆口兩用功能。封口壓力一般在1噸以內(nèi)，拆口壓力在0.4噸以內(nèi)，適用于CR20系列紐扣電池的封裝與拆卸。

　　2.熱壓模具——高溫工況的進階選擇

　　熱壓模具是通過壓片機和加熱設備直接對壓制試樣進行加熱加壓恒溫的電加熱模具。樣品的顆?；蚍勰┙?jīng)過加熱加壓后，化學穩(wěn)定性提高，具有不易破碎并利于切割保存等優(yōu)點，是各大專院校、研究所工程技術人員進行光譜檢測分析定性的理想配套設備。

　　圓柱形熱壓模具（RYJ-600YG系列）

　　該系列為圓片形高溫熱壓模具，模具加熱溫度可達室溫至500℃，溫控器采用XNNETSPLC程序控溫儀，控溫范圍室溫至600.0℃，精度0.1℃。電源功率220V/500W，模具材質(zhì)為合金工具鋼Cr12MoV，壓頭硬度HRC60-HRC62，腔體深度45mm。標準配置包含加熱模具1套、普通隔熱板1套及溫控器1臺。

　　價格方面，φ3-20mm規(guī)格為7000元/套，φ21-40mm為9000元/套，φ41-60mm為12000元/套，φ61-80mm為15000元/套。常用規(guī)格一般不超過φ40mm，可根據(jù)客戶需求定制各種規(guī)格、形狀、材質(zhì)的電加熱模具。

　　方形熱壓模具（RYJ-600F系列）

　　方形電加熱模具可通過壓力機將粉末或顆粒樣品壓制成長方形、長條形、正方形、三角形等形狀，具體模具尺寸、形狀根據(jù)客戶需求定制。常溫下通常長寬3-40mm以內(nèi)，其他規(guī)格均可定做，適用于橡膠、塑料、皮革、化工、顏料、電子電器等各大領域。

　　雙平板熱壓模具（RYM-S600/DJR-600C系列）

　　雙平板電加熱模具由上下兩塊加熱平板組成，樣品置于兩塊加熱平板之間通過溫度控制器進行直接加熱恒溫。模具加熱溫度可達300℃或500℃（定制），壓制薄膜厚度為50μm-500μm，適合于聚合物材料及其他薄膜材料的研究，可作為小型平板硫化儀使用。

　　以100×100mm規(guī)格為例，模具材質(zhì)為合金工具鋼Cr12MoV，壓頭硬度HRC60-HRC62，模具重量約8kg。標準配置包含平板加熱模具2套、高溫隔熱板1套、智能溫控器2臺（壓片機和水冷機為選配）。

　　二、壓片機的類型與選型要點

　　模具的使用離不開壓片機的配合，正確選擇壓片機是確保制樣質(zhì)量的前提。新諾儀器集團有限公司核心產(chǎn)品矩陣涵蓋實驗室專用壓片機、高精度熱壓機、高性能等靜壓機等多種類型。

　　1.冷壓壓片機

　　冷壓壓片機用于常溫條件下的粉末成型，是實驗室最基礎的粉末成型設備。

　　手動壓片機系列：如SYP-5BS型手動數(shù)顯壓力機，適用于新材料、超導、粉末陶瓷、新型電源、電池、建材、冶金粉末等領域，可配套鈣鐵分析儀、紅外光譜儀、X熒光分析儀使用，具有結構緊湊、體積小、生壓快、操作簡單、易于清潔等優(yōu)點。SYP-60EF型60噸壓片機則是實驗室常用于熒光光譜儀制備樣品的設備，俗稱熒光壓片機，配上適當?shù)腦熒光硼酸模具、鋼環(huán)模具、塑料環(huán)模具等，可制備熒光光譜儀測試所需試片。

　　全自動壓片機系列：如ZYP-TS系列全自動壓片機實現(xiàn)了液晶大屏幕智能化操作，加壓-保壓-補壓-泄壓等全部實現(xiàn)程序化控制，并新增波段式加壓功能。對于圓形、方形等有固定規(guī)格尺寸的模具，設備可自動換算實際使用壓強，免去了人工的手動換算，操作更智能化和人性化。ZYP-600KN型自動壓樣機則專為X射線熒光、鈣鐵分析等應用設計，內(nèi)模式壓樣，壓頭行程100毫米，可用于硼酸、鋼環(huán)、鋁杯、塑環(huán)等各類壓樣方式。

　　2.熱壓壓片機

　　熱壓壓片機在壓制過程中同步加熱樣品，適用于需要高溫成型的特殊材料。

　　圓柱形熱壓機（RYJ-600A/AS）：即圓柱形熱壓模具配套一臺24噸位壓片機，默認配置1套φ13mm的圓柱形電加熱模具，也可選擇其他規(guī)格小于φ20mm的電加熱模具且無需增加費用。配套電加熱模具均需定做，貨期約7-15個工作日，控溫準確度較高，也可定制500℃高溫模具。RYJ-600AS型采用數(shù)顯壓力表，數(shù)字化顯示使壓力控制更加。

　　雙平板熱壓機（RYJ-600CG/600Z2）：RYJ-600CG高溫型手動雙平板熱壓機加熱模具尺寸為100×100mm，模具加熱溫度室溫至500.0℃，配備水冷循環(huán)快速降溫系統(tǒng)。RYJ-600Z2型全自動熱壓機則在原手動熱壓機和全自動分體式熱壓機的基礎上研發(fā)出的一體式加寬型產(chǎn)品，加熱模具尺寸可達200×200mm，滿足了部分客戶對大噸位壓力及大面積樣品加熱的需求。

　　三、模具與壓片機的匹配原則

　　正確匹配模具與壓片機是保證制樣質(zhì)量、避免設備損壞的關鍵。以下從三個維度闡述匹配要點。

　　1.壓力匹配：壓強計算公式是關鍵

　　模具的實際承受壓強并非由壓片機的壓力表直接給出，而是需要通過公式換算。新諾產(chǎn)品頁面上反復強調(diào)的壓強計算公式為：

　　油缸的面積÷模具的面積×壓力表讀數(shù)=模具的實際承受壓強（MPa）

　　以全自動壓片機為例，對于圓形、方形等有固定規(guī)格尺寸的模具，部分型號可自動換算樣品承受壓強，免去了人工手動換算的繁瑣，操作更加智能化。而對于手動壓片機用戶，務必在使用前計算并確認模具能夠承受的實際壓強，切勿超壓使用，以免造成模具損壞或事故。

　　2.壓力范圍選擇

　　選擇壓片機時，壓片機的壓力噸位應大于模具實際所需壓力，但同時不宜過大，否則在小噸位操作時控制精度可能不足。一般來說：

　　φ10mm以下小規(guī)格模具：SYP-5BS等5噸級手動壓片機即可滿足需求

　　φ13-40mm常規(guī)模具：RYJ-600A等24噸級壓片機較為適合

　　大直徑模具或特種材料：SYP-60EF（60噸）或更高噸位的壓片機更為合適

　　熒光分析制樣：ZYP-600KN（60噸）或ZYP-400KN（40噸）等熒光專用壓片機是專業(yè)選擇

　　3.功能匹配：制樣工藝決定設備選型

　　不同的制樣工藝對壓片機的功能要求各不相同：

　　基礎制樣需求：手動壓片機性價比高，操作簡便，適用于常規(guī)粉末壓片需求

　　批量制樣需求：全自動壓片機具備程序化控制能力，可自動完成加壓、保壓、泄壓全過程，顯著提升制樣效率和一致性

　　高溫制樣需求：需選用熱壓機，并確保溫控精度滿足實驗要求。例如RYJ-600A型熱壓機控溫范圍為室溫至600.0℃/0.1℃，加熱模具溫度可達室溫至300.0℃

　　四、模具與壓片機的常見搭配推薦

　　根據(jù)不同的應用場景和制樣要求，可以將模具與壓片機進行以下組合：

　　紅外光譜分析用組合：選用紅外專用模具（MJH系列）配合SYP-5BS或SYP-12BS手動壓片機。紅外模具材質(zhì)采用硬質(zhì)合金YT15，壓頭硬度HRC85-HRC90，可壓溴化鉀、粉末等樣品。

　　X熒光光譜分析用組合：選用熒光專用硼酸模具或鋼環(huán)模具（MJX系列）配合SYP-60EF（60噸）或ZYP-600KN全自動壓片機，可制備熒光光譜儀測試所需試片。

　　高溫熱壓制樣用組合：選用圓柱形熱壓模具（RYJ-600YG系列）配合RYJ-600A/AS型熱壓機，控溫，操作方便，一機多用，利于樣品定型。對于聚合物薄膜等材料的研究，則可選用雙平板熱壓模具配合雙平板熱壓機使用。

　　新材料研發(fā)制樣用組合：對于粉末陶瓷、電池材料、超導材料等新型材料的粉末成型，自動壓片機具有智能化的程序控制優(yōu)勢，可實現(xiàn)5段任意設置加壓，每段均可設置不同的保壓時間，配合普通圓柱形模具、方形模具或開瓣模具使用，滿足新材料研發(fā)對成型工藝的多變需求。

　　五、選購注意事項

　　1.明確制樣規(guī)格需求后再選模具。不同類型的樣品、不同的分析測試儀器對制樣規(guī)格有特定要求。新諾提供非標定制服務，可根據(jù)客戶需求定制各種規(guī)格、形狀、材質(zhì)的模具。同時需特別注意，熱壓模具均為非標定做產(chǎn)品，用戶下單后即可生產(chǎn)，常用規(guī)格一般不超過φ40mm。

　　2.關注模具材質(zhì)與硬度。不同模具材質(zhì)適用的樣品類型不同。Cr12MoV合金工具鋼是通用型材質(zhì)，適用于大多數(shù)粉末材料；YT15硬質(zhì)合金則適用于更高硬度的樣品壓制要求。模具壓頭硬度直接影響模具使用壽命。

　　3.配備防護裝置。壓片機在使用過程中存在一定的風險。新諾的多款壓片機如SYP-60EF型均配備有機玻璃防護罩，可防止粉末飛濺及意外傷害。箱式電阻爐等加熱設備也配有門控開關，當爐門開啟時電源自動切斷，保證操作。

　　4.定期保養(yǎng)維護。模具每次使用后應將表面殘留清洗干凈以免腐蝕，長期不使用時應涂防銹油并置于干燥環(huán)境中保存。壓片機每次試驗完畢后也應及時清理表面殘留物，特別是油缸、屏幕及電路附近的散落粉末、水跡、油污等。

　　總之，選好模具、配好壓片機是確保制樣質(zhì)量和實驗效率的基礎。在實驗室裝備日趨智能化的今天，掌握模具類型與壓片機匹配的邏輯，根據(jù)自身需求選型，方能使儀器設備發(fā)揮效能。

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