石墨模具在各行業的廣泛應用
玻璃成型用模具:
石墨近年來成為玻璃制造中不可缺少的模具材料,因為它化學性質穩定,不易被熔融玻璃滲透,不改變玻璃的成分,抗熱震性好,尺寸隨溫度變化小。可用于制作玻璃管、彎管、漏斗及其他異形玻璃瓶的模具。
燒結模具和其他金剛石燒結模具:
利用人造石墨材料熱變形小的特點,可以制造晶體管的燒結模具和支架。現在它們已被廣泛使用,成為半導體工業發展不可缺少的材料。此外,石墨模具還用于鑄鐵模具、各種有色金屬的耐用模具、鑄鋼的模具、耐熱金屬(鈦、鋯、鉬等)的模具。)和用于鐵軌焊接的鋁熱劑焊接模具。用于熱壓金剛石工具的石墨模具在金剛石工具的制造過程中起到加熱元件和模具支撐的雙重作用。石墨模具的質量直接影響金剛石工具的尺寸精度、外觀和形狀。熱壓工藝要求:溫度達到(1000±2)℃,成型壓力16 ~ 50 MPa,保壓時間15 ~ 30 min,環境非真空。在這種工作條件下,要求成型加熱元件的石墨模具具有導電性、高電阻率、足夠的機械強度、良好的抗氧化性和較長的使用壽命,以保證金剛石工具的尺寸精度和優異的性能。目前西方發達國家金剛石工具制造中使用的石墨模具材料主要是超細晶粒結構、高純度、高石墨化度的石墨材料,要求平均粒徑小于15μm,甚至小于10μm,中等孔徑小于2 μ m,用這種碳材料制成的石墨模具孔隙率小,結構致密,表面光潔度高,抗氧化能力強,平均使用壽命可達30 ~ 40次。金剛石模具要求硬度高,抗氧化性好,加工精度高。采用優質石墨原料,大大延長了模具的使用壽命,提高了抗氧化性。
電火花加工
日益成為模具、家電、汽車、機電、航空航天等工業領域工業批量生產的主要工藝設備。,并承擔了這些行業60%-90%的產品零部件的加工生產。近年來,高速銑削突破了傳統銑削難以加工高硬度、高強度、高韌性模具材料的限制。而電火花加工具有加工精度和表面質量高、加工范圍廣的優點,尤其是在復雜、精密、薄壁、窄縫、高硬度材料的加工方面,是高速銑削無法比擬的。因此,電火花加工仍將是模具型腔加工的主要手段。石墨電極(與銅相比)具有電極用量少、放電加工速度快、可加工性好、重量輕、熱膨脹系數低等優點,逐漸取代銅電極成為電加工電極的主流。與銅相比,石墨電極具有消耗低、放電速度快、重量輕、熱膨脹系數低等優點,因此逐漸取代銅電極,成為電火花加工電極的主流。相比之下,石墨電極材料具有以下優點:
1.速度快:石墨放電比銅快2-3倍,材料不易變形。在薄筋電極的加工中具有明顯的優勢。銅的軟化點在1000度左右,受熱容易變形。石墨的升華溫度約為3650度,石墨的熱膨脹系數僅為銅的1/30。
2.重量輕:石墨的密度只有銅的1/5。當使用大電極進行電火花加工時,可以有效地減輕機床(EDM)的負擔,更適合大型模具的應用;
3.損耗低:由于火花油中含有C原子,電火花加工時火花油中的C原子在高溫下分解,在石墨電極表面形成一層保護膜,彌補了石墨電極的損耗;
4.無毛刺:銅電極加工后需要人工去毛刺,而石墨加工后無毛刺,不僅節省了大量成本和人力,而且更容易實現自動化生產;
5.易于拋光:由于石墨的切削阻力僅為銅的1/5,操作時更易于手工打磨拋光;
6.成本低:由于近年來銅價上漲,各向同性石墨價格低于銅。在同樣的成交量下,石墨產品的價格比銅低30%到60%,價格比較穩定,短期價格波動比較小。

