石墨模具的應(yīng)用

目前，石墨模具廣泛應(yīng)用于以下幾個(gè)方面:

1.玻璃成型用模具:石墨近年來(lái)成為玻璃制造中不可缺少的模具材料，因?yàn)樗瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)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(jié)模具和其他金剛石燒結(jié)模具:利用人造石墨材料熱變形小的特點(diǎn)，可以制造晶體管的燒結(jié)模具和支架。現(xiàn)在它們已被廣泛使用，成為半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)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(guò)程中起著加熱元件和模具支撐的雙重作用。石墨模具的質(zhì)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(dá)到(1000±2)℃,成型壓力16 ~ 50 MPa，保壓時(shí)間15 ~ 30 min，環(huán)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(dǎo)電性、高電阻率、足夠的機(jī)械強(qiáng)度、良好的抗氧化性和較長(zhǎng)的使用壽命，以保證金剛石工具的尺寸精度和優(yōu)異的性能。目前，西方發(fā)達(dá)國(guó)家制造金剛石工具所用的石墨模具材料主要是超細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)致密、表面光潔度高、抗氧化能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，平均使用壽命可達(dá)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(yōu)質(zhì)石墨原料，大大延長(zhǎng)了模具的使用壽命，提高了抗氧化性。    

3.有色金屬連續(xù)鑄造和半連續(xù)鑄造用石墨模具:近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外正在推廣從熔融金屬狀態(tài)直接連續(xù)(或半連續(xù))制造棒材或管材等先進(jìn)生產(chǎn)方法。這種方法已在國(guó)內(nèi)銅、銅合金、鋁和鋁合金中采用。人造石墨被認(rèn)為是最適合有色金屬連續(xù)鑄造或半連續(xù)鑄造的材料。生產(chǎn)實(shí)踐證明，石墨模具具有良好的導(dǎo)熱性(導(dǎo)熱性決定金屬或合金的凝固速度)、模具良好的自潤(rùn)滑性能等因素，不僅提高了模具速度，而且由于鑄錠尺寸準(zhǔn)確、表面光滑、晶體結(jié)構(gòu)均勻，可以直接進(jìn)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(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)的鋅合金和銅合金鑄件已經(jīng)用于汽車(chē)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(yīng)用于離心鑄造。在美國(guó)，壁厚超過(guò)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(shù)量的鑄件后，如果模具內(nèi)表面有燒傷，可以擴(kuò)大模具內(nèi)孔的尺寸來(lái)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(jié)硬質(zhì)合金時(shí)具有以下特點(diǎn):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(guò)程中進(jìn)行，并且在短時(shí)間的燒結(jié)后可以獲得致密的燒結(jié)體。

  石墨模具是廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，尤其是高溫?zé)Y(jié)行業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備，模具行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)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(chǎn)品要求的零件。

  我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中使用的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的底座、機(jī)體的外殼，小到一個(gè)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(guān)系。模具的形狀決定了這些產(chǎn)品的外觀，模具的加工質(zhì)量和精度也決定了這些產(chǎn)品的質(zhì)量。近年來(lái)，隨著模具行業(yè)的快速發(fā)展，石墨材料、新技術(shù)和不斷增加的模具廠不斷沖擊著模具市場(chǎng)。石墨因其良好的物理化學(xué)性能逐漸成為制模的首選。

在高溫工業(yè)中，使用石墨模具具有優(yōu)異的性能。

1.優(yōu)異的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性；2.線膨脹系數(shù)低，熱穩(wěn)定性和抗熱震性好；3.耐化學(xué)腐蝕，不易與大多數(shù)金屬反應(yīng)；4.在高溫下(大多數(shù)銅基基體在800℃以上)，強(qiáng)度隨溫度升高而增加；5.良好的潤(rùn)滑性和耐磨性；6.加工容易，機(jī)械加工性能好，可制成形狀復(fù)雜、精度高的模具。