铜铝合金具有强度高、耐热性能好以及加工性能优良等特点，目前已广泛应用于汽车、航空航天、电子信息、机床等众多领域。由于铜铝合金的熔点高，结晶温度区间宽，因此经常采用常规粉末冶金方法来合成铜铝合金。模压成形技术是粉末冶金第二步，是通过对粉末材料施加压力使之具有一定尺寸、形状和强度的制备工艺方法，具有高效率和低成本的优势，在制备金属燃料推进剂、粘结炸药以及医药等领域受到高度重视。本文主要通过实验与数值模拟的方法分别从宏观尺度和细观尺度对金属粉末的模压致密过程进行分析研究。
　　本文首先从宏观尺度通过实验和基于连续介质力学的有限元法对铜铝复合金属粉末模压过程中不同压制参数对压坯相对密度和等效Mises应力分布的影响进行分析。通过对铜铝复合金属粉末的模压实验，得出了不同压制力与压坯平均相对密度的关系，并验证了数值模拟中选取的修正的Shima模型的有效性和计算结果的正确性。在此基础上，分析了复合金属粉末不同初始堆积密度、金属配比、压制力、模具内壁面粗糙程度、保压时间以及高径比对压坯性能的影响，给出了提升复合金属粉末压坯致密性和降低压坯等效Mises应力的压制方法，并提出了考虑摩擦系数影响的基于VanDerZwan-Siskens经验公式的压制方程，能更加直观反映在不同模具粗糙程度时，压坯的致密性能与压制力的关系。
　　为了进一步从细观尺度揭示金属粉末模压成形的致密机理，采用基于Verlet算法的离散单元法与有限元耦合的方法对金属粉末压制过程进行模拟计算，分析了纯铜金属粉末颗粒以及铜铝复合金属粉末颗粒在相同粒径尺寸、固定粒径比以及不同离散程度的正态分布规律时压坯平均相对密度、颗粒内部等效Mises应力和颗粒之间力链结构的变化规律，讨论了压制力、颗粒堆积结构、铝金属颗粒含量以及模具内壁面摩擦系数的影响。研究结果表明，相同粒径以及固定粒径比的纯铜金属粉末规则排布时，颗粒之间接触法向力主要位于同相邻层颗粒的接触面上，与同层颗粒之间较小。在相同模压条件的复合金属粉末颗粒压制中，颗粒堆积结构在压制中后期对压坯的平均相对密度影响很小，但“硬质”金属颗粒在压坯内分布越分散，且周围“软质”金属颗粒数量越多，越能削弱“硬质”金属颗粒之间的力链结构影响，降低对成形致密过程的阻滞作用，并使得压坯内部应力集中现象减弱。而随着“软质”金属铝含量的增加，压坯的致密性能提升，“硬质”金属颗粒内部的等效Mises应力明显高于“软质”金属颗粒。除此之外，压制力在一定范围内，粉末颗粒粒径离散程度越高，粒径尺寸相差越大，压坯的致密性越好，平均相对密度越高。但是当压制力继续升高时，粒径尺寸的影响减弱。模具内壁面摩擦系数的不同仅对与其相接触的颗粒有较大影响，摩擦系数越大，颗粒内部的等效Mises应力分布梯度越大，但是对远离模具内壁面的粉末颗粒的应力变化几乎没有影响。