石墨模具

石墨（mò）模具 

近年（nián）模具行業飛速發展，石墨材料、新（xīn）工藝（yì）和不斷增加的模具工廠不斷衝擊著模具市場，石墨以其良好的物理和化學性能逐漸成為模具製作的首選材料。


石墨模具

Graphite Mould

目錄
1石（shí）墨模（mó）具（jù）簡介
2優良性（xìng）能（néng）
3應用
4電（diàn）火花加工
5加工工藝
6現狀與發展
折疊編輯本段石墨模具簡介
石墨模具
石墨模具
模具是工業（yè）生產中使用極為廣泛的基礎工藝（yì）裝備，模具工業是國民經濟的基礎工業。在現代（dài）工業生產中，產品零件廣（guǎng）泛（fàn）采用衝壓、鍛壓成形、壓鑄成形、擠壓（yā）成形、塑料注射或其它成形加工方法，與成形模具相配套，使坯料（liào）成形加工成符合產品要求的零件。我們日常生產（chǎn）、生活中所（suǒ）使用到的各（gè）種工具和產品，大到機床的底座、機身外殼，小到一個胚頭（tóu）螺絲、紐扣（kòu）以及（jí）各種家用電器的外（wài）殼，無不與模具有著密切的關係（xì）。模具的形狀決定著這些產品的外形，模具的（de）加工（gōng）質量與精度也就決定著這些產品的質量。近年模具行業飛速發展，石墨（mò）材料（liào）、新工藝和不斷增加的模具工廠不斷（duàn）衝擊著模具市場，石墨以其良好的物理和化學（xué）性能逐漸成為模（mó）具製作（zuò）的首選材料。


石墨模具（jù）
石墨模具
1.優（yōu）良的導（dǎo）熱（rè）及（jí）導電性能 2.線膨脹係數低等很好（hǎo）的熱穩定性能及抗加熱衝擊性 3.耐化學腐（fǔ）蝕與多數金屬不易發生反應 4.在高溫下(在多數銅基胎體燒結溫度800℃以上)強度隨溫度升高（gāo）而增大 5.具有良好的潤（rùn）滑（huá）和抗磨性 6.易於加工，機械加工性能好，可以（yǐ）製作成形（xíng）狀複雜、精度（dù）高的模具


目前，石墨（mò）模具主要在以下幾個方麵得到了廣泛的應用:

有色金（jīn）屬連續鑄造及半（bàn）連續鑄造用石墨模具

近（jìn）年來，國內外正在推廣由熔（róng）融金屬狀態直接連續(或半連續的)製造棒材或管材（cái）等先進的生產方法。國內在銅，銅合金，鋁，鋁合金等方麵已開始采用這種方法。人造石墨作為有色金屬的（de）連續鑄造或半連續鑄造用模具被認為是最合適的材料。生產實踐（jiàn）證明，由於采用（yòng）了石墨模具，因其導熱性能良好(導熱性能決定了金屬或合金的凝固速度)，模具的自潤滑性能好等因素，不但使鑄型速度（dù）提高，而且由於鑄錠的尺寸（cùn）精確，表（biǎo）麵光滑，結晶組織均勻，可直接進（jìn）行（háng）下道（dào）工序的加工。這不僅大（dà）大提高了成（chéng）品率，減少了廢品損失，而且產品質量也有大幅度的提高。連（lián）續鑄造方法有立式連續鑄造法和臥式連續（xù）鑄造法兩種。

加壓鑄造（zào）用模具


人造石（shí）墨材料已（yǐ）成功地用於（yú）有（yǒu）色金屬的加壓鑄造上。例如，用人造石墨材料製造的加（jiā）壓鑄（zhù）造用模具生產的鋅（xīn）合金和銅合金的鑄件已用於汽車零件（jiàn）等方（fāng）麵。

離心鑄造用石墨模（mó）具

石（shí）墨模已成功應用於離心鑄造上。美（měi）國已采用壁厚為25 毫米以上的人造石墨鑄（zhù）模來離心 鑄造青銅套管。為了防止人造（zào）石墨模的燒損，可采（cǎi）取一定的防氧化措施。澆鑄一定數量的鑄件後，如（rú）果發現鑄模內表麵燒損，可以將鑄模內孔的尺寸擴大以便用來鑄造大規格套管。

熱壓壓模 模具


人造石墨熱壓壓（yā）模用於硬質合金的加（jiā）壓（yā）燒結方麵具有下（xià）述特點: 一是若壓（yā）製溫度提高到1350-1450 度時（shí），則所需單位壓力可（kě）降到67-100 公斤力/ 平方（fāng）厘米(即為冷（lěng）壓壓力的1/10 )就可; 二是加壓和加熱在同一道工序進行，經短（duǎn）時間的燒結就能得到致密的（de）燒結（jié）體（tǐ）。

玻璃成型用模（mó）具

由於石墨材（cái）料具有化學穩定性（xìng），不易受熔融玻璃的浸潤，不會改變玻璃的成分，石墨材料耐（nài）熱衝擊性能良好，尺寸隨溫度變化（huà）小等特（tè）點，所以近年來在玻璃製造中成為不可缺少的模具材料，可以用它來製造玻（bō）璃管，彎管，漏（lòu）鬥及其它各種異（yì）型玻璃瓶的鑄模。

燒（shāo）結模（mó）及其它金剛石燒結模具

利用人造（zào）石墨材料熱變形極小的特點（diǎn），可製造（zào）晶體管（guǎn）的燒結模具和支架，現已廣泛（fàn）使用，它（tā）已成為發展（zhǎn）半導體工業不可缺少的材料。此外，石墨模具也使用（yòng）於鑄鐵用的鑄型，各種有色金屬用的耐久性鑄模，鑄鋼用鑄型，耐熱金屬(鈦，鋯，鉬等)用的鑄型及焊鋼軌用的鋁熱焊型（xíng）的鑄型等。熱壓燒結金剛石（shí）工具用石墨模具,在金（jīn）剛石工（gōng）具製造過程中（zhōng）擔負著發熱元件和模具支撐的雙重作用,石墨模具質量的優劣（liè）,直接（jiē）影（yǐng）響到金剛（gāng）石工具（jù）的尺寸精度、外觀形狀等。熱壓燒結工（gōng）藝（yì）要求:溫度（dù）達到(1 000±2)℃,成型壓力16~50 MPa,保溫保壓時（shí）間為15~30 min,環境為非真空狀態。在此工況條件下,既要求成型及發熱元件的（de）石墨模具具有導電性、較高的電阻率、足夠的（de）機械強度,還需要其具有良好的抗氧（yǎng）化性能和較（jiào）長的（de）使用壽命,以（yǐ）確保金剛（gāng）石工具的尺寸精度和優異性能（néng）。目前,西方發達國家金剛（gāng）石工具製造用石墨模具材料,主要為超細顆粒結構、高（gāo）純（chún）度和（hé）高石墨化（huà）度的石墨材料,要求其平均粒（lì）徑小於15μm,甚至10μm以下,中等氣孔尺寸小於2μm。用此炭（tàn）素原料做成的石墨模具,氣孔率小、結構致密、表麵光潔度（dù）高、抗氧（yǎng）化性較強,平均使（shǐ）用壽（shòu）命可（kě）達30~40次。金剛石模具要求材質硬度（dù）高，抗氧化性能（néng）好，加工精度（dù）高等特點（diǎn），采用優質石墨原材料大大延長了模具使用壽命和提高了抗氧化性能。

折疊編輯本段（duàn）電火花（huā）加工
模具在家電、汽車、機電（diàn）、航空航天等工業領域日益成為工業化批（pī）量生產的主要（yào）工藝設備，承擔了這些工業中60%-90%的產品零部件的（de）加工生產。近年來高速銑削突破了傳統銑削難以加工高硬、高強、高韌（rèn）模具材料的限製。但電（diàn）火花（huā）加工具有加（jiā）工精度和表麵質量高，可加工範圍寬，特別是在複雜、精密、薄壁、窄縫、高硬材料的模具型腔加工中的優勢是高（gāo）速銑削所不能比擬的，因此放電加（jiā）工將仍然是模具型腔加工的（de）主要（yào）手段。由（yóu）於石墨電極(與銅相比)有電極消（xiāo）耗少、放電加工速度快、機械加工性能（néng）好、重量輕、熱膨脹係數小等優越性，逐（zhú）漸代（dài）替銅電極成為電加工（gōng）電極的主（zhǔ）流。 石墨電極與銅相比，有著消耗少、放電速度快、重量輕以及熱膨脹係數小等優越性，因此逐漸代替銅電極成為放電加工電極的主流。相比（bǐ）之下（xià），石墨電極材料具有以下優勢:

速度快:石墨（mò）放電比銅快2-3倍，材料不易變形（xíng），在（zài）薄（báo）筋電極的（de）加工上優勢明顯，銅的軟化點在1000度（dù）左右，容易因受熱而產生變（biàn）形，石墨的升華溫度為3650度左右，相比而言，石墨材料熱膨脹係數隻有銅材的1/30;
重（chóng）量輕:石（shí）墨的密度隻有銅的1/5，大（dà）型電極（jí）進行放電加工時，能（néng）有效降低機床(EDM)的（de）負擔，更適用於大型（xíng）模具的應用（yòng）;
損耗小:由於火花油中含有C原子，在放電加工時（shí），高溫導致火花油中的C原子被分解出（chū）來，而在（zài）石墨電（diàn）極的表麵形成保護膜，補償了石墨電極的損耗;
無（wú）毛刺:銅電極在加工結束後，還需手工進行去除毛刺（cì），而石墨加工後沒有毛刺，這不但節（jiē）約了大量（liàng）的成本和人力，同時（shí）更容易實現自動化生產;
易拋光:由於石墨（mò）的切削阻（zǔ）力（lì）隻有銅材的1/5，操作上更容易進行手工研磨和拋光;
成本低:由於近幾年（nián）銅材價格不斷上漲，如今，各方麵同性石墨的價格比銅的更低（dī）;相同體積（jī）下石墨產品（pǐn）的價格比銅低百分之三（sān）十到六十，價格比較穩定，短期價格波動相對來（lái）講比較小。
折疊編輯本段加工工藝（yì）
首先它由模具設計（jì）人員根據產品(零件)的使用要求，把模具結構設計出來，繪出圖紙再由技術（shù）工人按圖（tú）紙要求通（tōng）過各種機械的加工(如車床、刨床、銑床、磨床、電火花、線切（qiē）割等各種設備)做好模具上的每個零件，然後組裝調試，直到能生產出（chū）合格（gé）的的產品。

折疊（dié）編輯本段現狀與發展
如今（jīn）石墨（mò）模具工業對人類的生活及發展起著至關重要（yào）的作用，許多（duō）產業部門(如機電、汽車、家電輕工、電器儀表、通訊、軍械等)的發展依賴於（yú）模具工業的技術提高和發展，世界各國均（jun1）投（tóu）入大量的人力財力發展石墨（mò）模具工（gōng）業（yè）。像德國的西格裏、日本的東洋碳素 在國際石墨模具工業領（lǐng）域中取得了主導地位。我國對模具工業的發展也十（shí）分重（chóng）視，模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品製造水（shuǐ）平高低的（de）重要標誌，因為模具（jù）在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。從1997年我國有關部門開始重（chóng）視和支持對石墨模（mó）具工業的發展（zhǎn），大力扶植中（zhōng）國本土企業在石墨模具工業上的發展，如今已經取得了不錯的成績，並（bìng）為中國的出口外匯收入做出了貢獻。針對未來模具行業的發展趨勢，誰能在最短的時間裏完成模（mó）具的製作，誰就贏得了客（kè）戶（hù），贏得了市場。石墨模（mó）具(石墨電極（jí）)以其各方麵優越（yuè）的性能，已經在模具行業中確立了重要的主導地位及未來的發展趨勢。