自己可以用石墨做模具嗎?
在高溫工業中,使用石墨模具具有優異的性能。
1.良好的潤滑性和耐磨性;
2.加工容易,機械加工性能好,可制成形狀復雜、精度高的模具。
3.優異的導熱性和導電性;
4.低線膨脹系數,優異的熱穩定性和抗熱震性;
5.耐化學腐蝕,不易與大多數金屬發生反應;
6.在高溫下(大多數銅基基體在800℃以上),強度隨溫度升高而增加;
石墨模具是廣泛應用于工業生產,尤其是高溫燒結行業的基礎工藝裝備,模具行業是國民經濟的基礎產業。在現代工業生產中,產品零件廣泛采用沖壓、鍛造、壓鑄、擠壓、注塑或其他成型加工方法,配合成型模具將毛坯成型為符合產品要求的零件。
我們日常生產生活中使用的各種工具和產品,大到機床的底座、機體的外殼,小到一個毛坯螺絲、紐扣、各種家用電器的外殼,都與模具有著密切的關系。模具的形狀決定了這些產品的外觀,模具的加工質量和精度也決定了這些產品的質量。近年來,隨著模具行業的快速發展,石墨材料、新技術和不斷增加的模具廠不斷沖擊著模具市場。石墨因其良好的物理化學性能逐漸成為制模的首選。
石墨模具的應用
目前,石墨模具廣泛應用于以下幾個方面:
1.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。
2.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。熱壓金剛石工具用石墨模具在金剛石工具制造過程中起著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。在這種工況下,要求用于成型和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,西方發達國家制造金剛石工具所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,中孔徑小于2 μ m,用這種碳材料制作的石墨模具具有孔隙率小、結構致密、表面光潔度高、抗氧化能力強等優點,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。
3.有色金屬連續鑄造和半連續鑄造用石墨模具:近年來,國內外正在推廣從熔融金屬狀態直接連續(或半連續)制造棒材或管材等先進生產方法。這種方法已在國內銅、銅合金、鋁和鋁合金中采用。人造石墨被認為是最適合有色金屬連續鑄造或半連續鑄造的材料。生產實踐證明,石墨模具具有良好的導熱性(導熱性決定金屬或合金的凝固速度)、模具良好的自潤滑性能等因素,不僅提高了模具速度,而且由于鑄錠尺寸準確、表面光滑、晶體結構均勻,可以直接進行下一道工序的加工。這不僅大大提高了成品率,減少了廢品損失,而且大大提高了產品質量。連鑄方法有兩種:垂直連鑄和水平連鑄。
4.壓鑄模具:人造石墨已成功用于有色金屬的壓鑄。例如,由人造石墨材料制成的壓力鑄造模具生產的鋅合金和銅合金鑄件已經用于汽車部件和其它方面。
5.離心鑄造用石墨模具:石墨模具已成功應用于離心鑄造。在美國,壁厚超過25毫米的人造石墨模具已被用于離心鑄造青銅外殼。為了防止人造石墨模具燃燒,可以采取一些抗氧化措施。鑄造一定數量的鑄件后,如果模具內表面有燒傷,可以擴大模具內孔的尺寸來鑄造大尺寸的殼體。
6.熱壓模具:人造石墨熱壓模具用于壓制燒結硬質合金時具有以下特點:一是如果壓制溫度提高到1350-1450度,所需單位壓力可降低到67-100 kgf/cm2(即冷壓壓力的1/10);第二,加壓和加熱在同一過程中進行,并且在短時間的燒結后可以獲得致密的燒結體。

