石墨模具在各行業(yè)的廣泛應(yīng)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?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,??捎糜谥谱鞑AЧ堋澒?、漏斗及其他異形玻璃瓶的模具,。
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?,F(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(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,。在這種工作條件下,要求成型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)國家金剛石工具制造中使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(jié)構(gòu)致密,表面光潔度高,,抗氧化能力強(qiáng),,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(jī)電,、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域工業(yè)批量生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備,。,并承擔(dān)了這些行業(yè)60%-90%的產(chǎn)品零部件的加工生產(chǎn),。近年來,,高速銑削突破了傳統(tǒng)銑削難以加工高硬度、高強(qiáng)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(zhì)量高、加工范圍廣的優(yōu)點(diǎn),,尤其是在復(fù)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(shù)低等優(yōu)點(diǎn),,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(shù)低等優(yōu)點(diǎn),,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(yōu)點(diǎn):
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(yōu)勢,。銅的軟化點(diǎn)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(shù)僅為銅的1/30。
2.重量輕:石墨的密度只有銅的1/5,。當(dāng)使用大電極進(jìn)行電火花加工時(shí),,可以有效地減輕機(jī)床(EDM)的負(fù)擔(dān),更適合大型模具的應(yīng)用,;
3.損耗低:由于火花油中含有C原子,,電火花加工時(shí)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(hù)膜,,彌補(bǔ)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(jié)省了大量成本和人力,,而且更容易實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn);
5.易于拋光:由于石墨的切削阻力僅為銅的1/5,,操作時(shí)更易于手工打磨拋光,;
6.成本低:由于近年來銅價(jià)上漲,各向同性石墨價(jià)格低于銅。在同樣的成交量下,,石墨產(chǎn)品的價(jià)格比銅低30%到60%,,價(jià)格比較穩(wěn)定,短期價(jià)格波動比較小,。

