高纯石墨模具生产厂家常用指南“本信息长期有效”

    石墨模具热处理前组织不佳    石墨模具终球化组织粗大不均、球化不完善，组织有网状、带状和链状碳化物，这将使石墨模具在淬火后易产生裂纹，造成石墨模具报废。    (1)产生原因    1)石墨模具钢材料原始组织存在严重碳化物偏析。    2)锻造工艺不佳，如锻造加热温度过高、变形量小、停锻温度高、锻后冷却速度缓慢等，使锻造组织粗大并有网状、带状及链状碳化物存在，使球化退火时难以消除。热压烧结金刚石工具用石墨模具,在金刚石工具制造过程中担负着发热元件和模具支撑的双重作用,石墨模具质量的优劣,直接影响到金刚石工具的尺寸精度、外观形状等。    3)球化退火工艺不佳，如退火温度过高或过低，等温退火时间短等，可造成球化退火组织不均或球化不良。    (2)预防措施    1)一般应根据石墨模具的工作条件、生产批量及材料本身的强韧化性能，尽量选择品质好的石墨模具钢材料。    2)改进锻造工艺或采用正火预备热处理，来消除原材料中网状和链状碳化物及碳化物的不均匀性。    3)对无法进行锻造的碳化物偏析严重的高碳石墨模具钢可进行固溶细化热处理。    4)对锻造后的模坯制定正确的球化退火工艺规范，可采用调质热处理和快速匀细球化退火工。    5)合理装炉，保证炉内模坯温度的均匀性。

    利用人造石墨材料热变形的特点，可制造晶体管的烧结模具和支架，现已广泛使用，它已成为发展半导体工业不可缺少的材料。此外，石墨模具也使用于铸铁用的铸型，各种有色金属用的耐久性铸模，铸钢用铸型，耐热金属（钛，锆，钼等）用的铸型及焊钢轨用的铝热焊型的铸型等。热压烧结金刚石工具用石墨模具,在金刚石工具制造过程中担负着发热元件和模具支撑的双重作用,石墨模具质量的优劣,直接影响到金刚石工具的尺寸精度、外观形状等。因为石墨材料耐高温、耐酸碱、易加工，以及在高温下优良的强度、硬度等性能，使得石墨模具几乎被应用到了全部高温成型的工业领域和强酸强碱等恶劣工况领域，如有色及黑色铸造行业、玻璃行业、电子行业、光伏行业、稀土冶炼行业等。热压烧结工艺要求:温度达到(1000±2)℃,成型压力16～50MPa,保温保压时间为15～30min,环境为非真空状态。在此工况条件下,既要求成型及发热元件的石墨模具具有导电性、较高的电阻率、足够的机械强度,还需要其具有良好的性能和较长的使用寿命,以确保金刚石工具的尺寸精度和优异性能。目前,西方发达国家金刚石工具制造用石墨模具材料,主要为超细颗粒结构、高纯度和高石墨化度的石墨材料,要求其平均粒径小于15μm,甚至10μm以下,中等气孔尺寸小于2μm。用此炭素原料做成的石墨模具,气孔率小、结构致密、表面光洁度高,平均使用寿命可达30～40次。金刚石模具要求材质硬度高，加工精度高等特点，采用石墨原材料大大延长了模具使用寿命。

    制作石墨模具的方法    碾压成型法    主要用来压制石墨纸箔或板材。    这种碾压法不用任何粘结剂就可以将柔性石墨压制成板材。整个工艺过程是在装有滚轮碾压机的***设备上进行的。目前，石墨模具主要在以下几个方面得到了广泛的应用：有色金属连续铸造及半连续铸造用石墨模具近年来，国内外正在推广由熔融金属状态直接连续（或半连续的）制造棒材或管材等***的生产方法。    碾压机结构组成：装蠕虫石墨的料斗1，振动给料装置，2，输送带3四个压力辊4，一对加热器5，控制板材厚度的辊筒6压花或图案辊筒8和卷辊9切割刀10成品卷辊    工作过程：高纯石墨从料斗进入给料装置，落在输送带上。经过压力辊的碾压，形成一定厚度的料层。加热装置产生高温加热，以出去料层中的残存气体，并使未膨胀的石墨后一次膨胀。然后将初步成型的反材送入控制厚度尺寸的辊筒中，按规定尺寸再压一次，以便得到厚度均匀和一定密度的平整板。后经过切刀切割后，卷上成品筒。

    制作石墨模具的方法    单层平板碾压，虽然压板平整光滑，但是不能太厚。一次成型太厚时，其均匀性和密度都难以保证。为了制成厚板，采用多层单板叠加，压成多层复合板。每两层之间要加粘结剂再碾压成型。成型后要加热处理，以使粘结剂碳化和硬化。4)对形状复杂的石墨模具应采用石棉堵塞螺纹孔，包扎危险截面和薄壁处，并采用分级淬火或等温淬火。多层平板碾压法是在多层连续碾压机上进行的。    多层连续碾压机工作过程：由单板绕棍引出单板，经过粘结剂涂辊把两面土上粘结剂后，与绕辊和单板相合，成为三和厚板，进入辊的间隙碾压成一定厚度。再送入加热器中加热烘干。通过厚度控制辊，调整厚度达到规定尺寸，然后送入焙烧装置中焙烧。当粘结剂碳化后，在用加压辊后加压成型。    所用连续碾压级，能压制0.6~2mm厚度的柔性石墨板，这是优于单层碾压机的，但是由于板厚也会带来板材分层剥离的缺点，给使用带来麻烦。产生的原因是压制时气体外溢留在夹层中间，妨碍了层间密切结合。改进的途径是，解决压制过程中的排气问题。