由于导电导热性能强、耐腐蚀性能好、钎焊润湿性和填缝性能优良,熔化温度为400～600℃的中温银基钎料被视为连接金属和非金属材料的最佳焊料,广泛应用于航空航天、军工、电力电子和家用电器等行业。通常无镉银基钎料中添加了大量的Zn、Sn、In、Ga等金属元素以及其他稀土元素,导致钎料合金脆性大、塑性加工性能差,熔炼后很难加工成钎料薄片。而先压制成形再烧结的粉末冶金方法可有效回避这一加工难题,该方法加工钎料薄片,其质量和性能与零件生坯的质量紧密相关,而零件生坯的质量由多元混合金属粉末在压制过程中的致密行为所决定。由于混合粉末在压制过程中其致密机理相较单质粉末压制成形要复杂的多,目前粉末压制理论研究多局限于单质粉末成形,难以满足多元混合粉末压制工艺优化设计的需要。另一方面,实际生产中很多工业领域都会涉及到混合粉末压制,如金属陶瓷复合材料、以陶瓷、金属和聚合物为基体的颗粒增强复合材料以及医药药片等。通常这些混合粉末是由多种不同机械性能和属性的粉末按一定配比混合制成,再经过压制和烧结工艺制造出特定性能和尺寸的产品。因此研究多元混合金属粉末在模压过程中的压制行为和致密机理,进而优化其压制成形工艺,对丰富粉末冶金理论、提高制品性能与质量具有重要理论和应用价值。本文针对无镉银基钎料合金薄片粉末冶金成形方法,选取了四种多元混合金属粉末为研究对象,包括二元混合粉末Ag50Cu50、三元混合粉末Ag60Cu30Sn10、Ag35Cu32Zn33和四元混合粉末Ag57.6Cu22.4Sn10In10。将土塑性力学本构方程Drucker-Prager Cap(DPC)模型引入多元混合金属粉末压制成形的本构建模,基于等效密度准则,通过设计合适的试验方法及装置测得了多元混合金属粉末本构方程的模型参数。并利用二次开发用户子程序通过有限元模拟验证了模型的准确性,分析研究了压制过程中多元混合金属粉末的变形行为和致密化机理。同时基于模拟分析研究了摩擦对粉末压制行为的影响规律,建立了考虑摩擦影响的新型综合压型方程理论。具体研究内容和结论如下:设计组装了一套混合金属粉末单轴模压测试系统,提出了一种测量模压过程中粉末与模具间的径向力的间接测量法。根据薄壁圆筒理论结合有限元仿真技术,通过粉末单轴模压试验中测得的阴模环向应变,间接得到了模压过程中粉末与模具间的径向力。为保证测量数据的准确性,提出了考虑测试系统中上、下冲头、压力传感器等实验装置变形对粉体位移测量结果的影响的精确测量方法。通过一系列的粉坯单轴压缩、径向压缩强度测试以及粉末单轴模压测试,建立了四种多元混合金属粉末与密度相关的Drucker-Prager Cap(DPC)材料模型,模型参数均是相对密度(RD)的函数。同时基于线弹性准则确定了各混合金属粉末的弹性参数,弹性模量E和泊松比v均随相对密度增加而增加,建立了粉末弹性参数和相对密度的函数方程。通过维氏微观硬度测试,建立了四种多元混合金属粉末压坯相对密度与维氏微观硬度间的函数关系,各粉末压坯的维氏微观硬度随其相对密度增大而增大,基于硬度测试测量了模压压制的粉坯内部相对密度分布规律。通过二次开发USDFLD用户子程序,在ABAQUS软件内对多元混合金属粉末压制过程进行有限元模拟分析,将模拟计算结果与试验结果对比,验证了所建立的Drucker-Prager Cap材料模型。理论与试验分析表明,基于等效密度准则,引入土塑性力学本构方程Drucker-Prager Cap(DPC)模型将多元混合金属粉末等效成具有等效密度的单质粉末来分析的方法是可行的,所建立的分析模型能较准确地描述多元混合金属粉末的致密化过程。通过对粉末模压过程进行有限元建模,分析了摩擦对四种多元混合金属粉末压制成形机理的影响规律。(1)粉末与模具间的摩擦作用导致了粉末内部的密度梯度分布,建立了粉坯相对密度偏差率与相对密度和摩擦系数间关系函数。(2)由于摩擦的作用,最大应力出现在靠近模具的粉末顶层区域,最小应力出现在粉末底层区域,导致粉末顶层和底层部分沿径向方向存在对流现象,使得粉末内靠近模具的顶层区域相对密度较高,而底层区域相对密度较低。(3)摩擦作用导致粉末轴向变形位移沿高度和径向方向存在梯度分布,靠近模具,粉末轴向变形减小。(4)摩擦作用引起卸载后粉末内部残余弹性分布不均,导致卸载后粉末内部存在轴向应力集中带,将导致粉坯在出模的过程中可能会产生裂纹和层裂。采用几种线性和非线性压型方程理论,对不同摩擦条件下的四种多元混合金属粉末模压成形压制机理进行了分析。(1)对四种多元混合金属粉末压制行为的表征,线性压型方程中Paelli和Balshin方程拟合精度较高,非线性压型方程中Gerdemann-Jablonski方程拟合精度最高,建立了包含摩擦系数的综合压型方程理论。(2)混合金属粉末的致密化过程主要是通过粉末颗粒的塑性变形机制来实现的,随着摩擦系数增加,粉末颗粒重排机制的贡献率增加而粉末颗粒变形机制的贡献率降低,并且完成粉末颗粒重排和变形机制的加载周期均增长。