石墨燒結(jié)模具是一種常用于金屬燒結(jié)工藝中的模具,用于制造高強度和高精度的金屬零件。具是通過將金屬粉末填充到模具中,然后施加高溫和高壓進行燒結(jié),使金屬粉末顆粒結(jié)合成致密的金屬零件。具有良好的導熱性和高溫穩(wěn)定性,能夠承受高溫和高壓的作用,確保金屬粉末在燒結(jié)過程中均勻熱解和燒結(jié),形成高質(zhì)量的零件。
石墨燒結(jié)模具的主要特點:
一、耐高溫性能優(yōu)異
高熔點:石墨的升華溫度高達3650°C,在無氧或惰性氣氛下,可在2000°C以上長期穩(wěn)定工作,遠超大多數(shù)金屬和陶瓷模具。
高溫強度好:在高溫下仍能保持較高的機械強度和形狀穩(wěn)定性,不易軟化變形。
二、良好的熱穩(wěn)定性與抗熱震性
低熱膨脹系數(shù):石墨的熱膨脹系數(shù)很小,受熱時尺寸變化極小,保證了燒結(jié)過程中模具的尺寸精度和穩(wěn)定性。
抗熱震性強:能夠承受快速升溫和降溫(熱沖擊)而不易開裂,適用于需要快速燒結(jié)或冷卻的工藝。
三、優(yōu)良的導熱性與導電性
高導熱性:石墨是熱的良導體,能快速、均勻地將熱量傳遞給工件,減少燒結(jié)過程中的溫度梯度,提高產(chǎn)品均勻性和致密度。
高導電性:可用于放電等離子燒結(jié)(SPS)或電燒結(jié)工藝,直接通電加熱模具和工件,實現(xiàn)超快速燒結(jié)。
四、自潤滑性與脫模性能好
天然潤滑:石墨層狀結(jié)構(gòu)使其具有自潤滑特性,摩擦系數(shù)低。
易脫模:燒結(jié)完成后,工件與石墨模具之間不易粘連,便于取出,減少對燒結(jié)件的損傷,尤其適合復雜形狀工件。
五、化學穩(wěn)定性高
耐腐蝕:在惰性氣氛或真空中,對大多數(shù)金屬熔體(如Fe、Cu、Ni、Co等)和熔鹽具有良好的化學惰性,不易發(fā)生反應。
不濕潤性:多數(shù)金屬熔體不濕潤石墨表面,減少粘模。
注意:在高溫氧化性氣氛中,石墨易被氧化(>400°C開始氧化),因此必須在真空或惰性氣體(如Ar、N?)保護下使用。
六、重量輕、易于加工
低密度:石墨密度約為1.7-1.9 g/cm³,遠低于金屬模具,減輕設備負荷。
易加工:硬度適中,可采用車、銑、鉆、磨等常規(guī)機械加工方法制成各種復雜形狀(如異形、深孔、螺紋等),加工成本相對較低。
七、一定的彈性和抗沖擊性
石墨具有一定的彈性和韌性,能承受一定的機械沖擊和振動,不易脆裂(相比陶瓷模具)。
八、可重復使用性
在合理使用和維護下(如避免氧化、碰撞),石墨燒結(jié)模具可多次重復使用,降低生產(chǎn)成本。
使用壽命取決于燒結(jié)材料、溫度、氣氛和操作規(guī)范。