热压加热的方式分电阻间接加热式、电阻直接加热式和感应加热式3种。图为热压加热方式的示意图。电阻间接加热式是电流通过石墨管发热,而装粉末的压模则放入石墨管内(图中a)。电阻直接加热式又分为电流通过模冲材料发热(图中b)和电流通过压模材料发热(图中c)两种情况。感应加热式是利用电磁感应所激励出的电流使其加热压模(图中d)。
热压时的工作温度在800℃以下时,热压模的材料可选用高速钢及其他耐热工具钢;当工作温度在1500~2000℃时,热压模的材料应使用石墨,但石墨能承受的压力比前者大大降低。因此,一般对于低温高压的工艺可选择金属模或硬质合金模;而对于高温低压的工艺则应选择石墨模。
热压时使用保护气氛比较困难。对于不渗碳材料如硬质合金,石墨模可以适用;但对于渗碳金属及活性金属的热压,为减少空气中氧的危害,可采取以下措施:(1)采用电阻间接加热方式或感应加热方式时,使用通保护气氛或有真空室的热压炉。(2)将保护气氛经过专门的管道引入模腔内。(3)加热前将粉末压实或将模具配合严密以减少空气进入模腔。(4)在粉末中加入一些高温下产生还原性气氛的物质如金属氢化物。
热压的理论研究较热压工艺的应用要晚得多,比较完整的热压理论直到20世纪50年代中期才开始形成,60年代后才有较大的发展。热压理论的核心在于研究热压致密化规律,包括热压动力学和热压致密化机构。热压致密化方程式有理论公式和经验公式两类,理论公式由塑性流动理论和扩散蠕变理论导出。热压致密化机构包括颗粒的相对滑动、破碎和塑性变形,塑性流动,扩散蠕变等。