石墨模具損壞類型有哪些?
現代石墨模具的加工更多依賴于自動化程度高的高精高效機床。從石墨模具的粗加工和熱處理,到各種精加工的質量控制和檢測,都需要設備齊全,匹配合理。其中數控加工設備占很大比重,以適應單位或小批量模具的生產。石墨模具損壞類型及原因分析。
1.模具內孔尺寸較大的超差型。
30%左右的模具報廢是因為使用幾次后內孔變大,尺寸超差。使用中觀察到模具內孔與空氣接觸不充分,基本沒有氧化,或者氧化很輕微。在熱壓中,將燒結的基體材料和鉆桿填充到石墨模具的內孔中。在高溫下,基體材料中的金屬粘合劑處于熔融或半熔融狀態。雖然大多數熔融金屬很難自發滲透到石墨材料中,但是在壓力下,熔融金屬會以薄膜的形式被擠壓到模具的內壁表面,并粘附到石墨材料上。這種粘附性不僅與燒結基體材料的配方和成分有關,而且與石墨材料的孔隙率、孔的大小和模具內壁的光滑度有顯著的相關性。由于這種粘附,當燒結零件冷卻脫模時,一些金屬殘留物經常粘附在模具的內壁上,在下次使用模具之前必須將其除去。在工業生產現場,這種清理模具的操作是用金屬刀片等工具手工刮,導致模具內孔尺寸變大或內壁粗糙度增加,加速了模具的損壞。減少熔融金屬的粘附,提高材料的耐磨性是減少這種損傷的關鍵。
2.敲擊脫模損傷型
由于(2)中提到的原因,有時燒結體無法從模具中拔出,只能反復敲打模具和鉆桿才能脫模。這樣有時模具上下邊緣或外壁表面因敲擊而脫落,產生缺陷,在接下來的燒結中會加速氧化。同時,這些地方也是機械應力的集中點。這就要求石狡的材料結構應精細且強度高。
3.模底棋盤格壁斷裂式
由于石墨材料機械強度低或模具設計不合理,導致模底或觸壁強度不足以承受熱壓壓力。當壓力加到一定程度時,沿模底與模堡內壁連接處的應力集中部位出現橫向裂紋,在材料強度不足的情況下,模壁或模底也出現裂紋。
4.氧化裂紋型
這種傷害是最嚴重的。在空氣中,石墨材料加熱到一定溫度就開始氧化。不同石墨材料的氧化起始溫度不同,人造石墨材料的氧化起始溫度約為450℃。溫度越高,氧化速度越快。碳的氧化產物是CO和CO2氣體,因此,隨著氧化的進行,石墨材料逐漸被消耗。人造石墨是一種多孔分散結構材料。隨著氧化的進行,孔隙變大變多,結構變得疏松,機械強度大大降低。在工業現場可以明顯觀察到碳粉從模具表面脫落,表面變得粗糙不平,模具壁變薄。當石墨材料氧化到一定程度時,在壓力作用下,沿模壁出現垂直裂紋而被破壞。事實上,為了不浪費燒結材料,有經驗的操作者總是避免模具斷裂的發生,模具氧化到危險程度就不再使用。提高材料的抗氧化能力是減少這種損傷的關鍵。
以上四種損傷在工業生產中并不是獨立存在的,而是混合在一起的,四種損傷同時在起作用,只是最后表現在某一種類型上。

