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模压石墨材料

  热压石墨模具损坏因为和对策 杨志彦 - 一、媒介 石墨以其杰出的物理和化学职能成为金刚石器械创制中,热压模具创制的首选质料。 做为热压模具所具有的优越性格:1.优越的导热及导电职能 2.线膨胀系数低等很好的热安谧职能 及抗加热膺惩性 3.耐化学腐化与大批金属不易产生反映 4.正在高温下 (正在大批铜基胎体烧结温度 800℃ 以上)强度随温度升高而增大。5.具有杰出的润滑和抗磨性,6.易于加工,呆滞加工职能好,能够 创制成形势庞杂、精度高的热压模具。鉴于以上性格,石墨质料不断正在金刚石烧结模具中被通俗 的利用着。 可是,石墨模具的利用次数少、寿命短,不断困扰着金刚石器械创制企业。如 G4 石墨 创制的模具,正在烧结铁基含碳化钨的胎体粉时;压头的利用次数为 2-4 次。利用寿命的是非直接 影响着企业的临蓐效能、临蓐本钱和产物格料;于是,抬高石墨模具的利用寿命是金刚石器械生 产企业特别重视的题目。 二、石墨模具损坏的成因 热压烧结有两种形式,电阻加热形式和中频感到加热。北方金刚石器械临蓐企业众用电阻加 热形式实行热压烧结,咱们了解电阻加热形式烧结时外层模具温度低,刀头及内层模具温度高。温 度分散不匀定夺了模具损坏的先后部位。 现以金刚石锯片及磨轮烧结时用的模具为例,并联合自己现场实质试验和体会,阐明石墨模 具损坏分为一下几类。 1.外观氧化及裂纹 因为热压烧结时没有还原氛围袒护,石墨直接与气氛接触;高温工况下 不行避免的会发生外观氧化形象,温度越高氧化速率越速;跟着氧化的实行石墨模具的碳元素被 慢慢消磨掉,只留下局限炭和灰分,实质临蓐现场能够展现正在石墨模具正在利用一段时分后外观会 发生细孔及炭粉灰零落。2.压溃 石墨模具直接与含金刚石的胎体粉接触,接触面为高压形态, 裸露的金刚石与石墨模具挤压,因为硬度相差太大;与金刚石刀头接触的模具面会发生凹坑。3. 压裂 此种损坏形式是由于,装金刚石刀头的侧板装卡不紧,导致压头上的压力降不服均,发生 侧向的剪切力。4.石墨模具磨损尺寸超差 局限胎体粉正在熔融形态下将以薄膜状被挤压到模具 外观与石墨质料产生粘附,鄙人次利用模具前务必将粘附金属残留物人工刮除,这就导致了模具 形势和尺寸超差。 5.敲打损坏型 因为烧结时,胎体粉正在熔融形态浸润进入石墨模具的氧化空位,酿成刀头和模 具粘连,脱模障碍;只要重复敲打模具本领脱模,如此导致模具缺边掉角和金属坑。 临蓐中,这几种正在损坏类型并不稀少存正在,而是互相影响,末了以一种出现大局鸠集显露 出来,必要临蓐工程师遵循实质情形阐明。 PDF 文献利用 pdfFactory Pro 试用版本创筑 三、抬高石墨模具寿命的对策 针对以上几种损坏形式,自己遵循现场执行提出以下几种对策。 1.石墨质料的氧化是热压模具损坏的首要因为, 于是抗氧化职能直接影响着石墨模具的利用寿命。 区别的石墨质料的氧化动手温度是区别的, 大凡的热压用石墨模具的氧化温度正在 450℃掌握。石 墨质料的氧化经过与氧化气体的扩散速率相合,氧化速率受控于氧化气体的扩散率。于是模具的 杂质含量越小越好,质料杂质中的金属元素,对石墨的氧化起催化影响;石墨中的灰分越少、材 料的气孔率越低越好,出格是开孔气孔率。商场上石墨成品目前蕴涵电化石墨和焙烧炭石墨成品, 热压用模具普通采用焙烧石墨成品。焙烧石墨的开孔率与焙烧次数由合,焙烧次数越众,开孔率 越低,体密度越高。提倡采用三浸四焙的石墨成品,这种石墨模具性价对比高。其余,胎体粉的 烧结湿度也是影响模具氧化速率的一个症结成分;器械的用处定夺了胎体粉的因素,是不行蜕化 的,可是胎体粉中的少少成型剂和制粒剂,它们是丙酮等有机物,热压时正在 300℃到 400℃的排烟 时分发生液滴和有机蒸汽;这些有机液滴和蒸汽,对石墨有着很强的融化才智,蒸汽和液滴融化 了石墨模具中的炭,正在模具外观的灰分零落发生凹坑和孔洞,酿成模具的损坏失效。于是,低落 胎体粉中的成型剂等有机物的含量对增进模具寿命有着至合紧要的影响,其余对胎体的相对密度 和强度影响也很大。 2.石墨模具的压溃是热压烧结经过中往往睹到的一种模具损坏形式。 这种损坏形式与石墨质料的抗压强度有直接相合。 石墨模具普通由抗压强度 Se 抗折强度 Sb 和抗拉强度 St 来外征呆滞职能。三者的比例为 St/Sb=0.47-0.68,Se/Sb=1.61-2.9;咱们风气用抗压强度 Se 显露;它具有昭彰的各向异性, ,而且与 石墨质料的体密度亲切联系,体密度越大,抗压强度越大;成近似线性增加相合,普通体密度正在 1.6g/cm3 以上的石墨其 Se 不低于 20MPa,三浸四焙的石墨可大 45 MPa 以上。于是,选用体密度 大的石墨质料创制热压模具,是处置模具抗压强度低、易压溃的明智之选。 热压工艺的参数也模具压溃的成分之一,影响着石墨模具的利用寿命。比如排烟时的压力巨细不 适宜等,极易酿成模具的压碎。提倡遵循模具的强度情状适量的调解热压工艺参数,增进模具使 用次数,低落产物的临蓐本钱。 3. 石墨模具的压裂,与热压模具卡紧不牢,压力降不匀相合。因为热压烧结工人的营业程度和职 业德行长短不一,装模程度差异较大;提倡每月按期培训工人装模防备事项,将模具用度乘系数 查核进工人工资。 其余, 模具的压裂损坏还与石墨质料的电阻率相合。 模具的电阻率同时也外征质料的石墨化水准, 与热导率成必定比例相合,电阻率越低热导率越高;升温越速;由于石墨质料的强度随温度的升 高而巩固,1000℃时石墨的强度比室温约增进 20%,是以选用电阻率低的石墨质料,热压时分短 升温速;与刀头接触的石墨模具强度很速升高,阻挠易发生压裂形象。同时热压烧结时分缩短, 俭约烧结本钱;氧化时分裁汰,氧化损坏率降低,模具利用次数增进。 4.石墨模具的磨损酿成尺寸超差, 这种损坏形式是因为模具自身的创制工艺和烧结工艺酿成的。 模具创制宜采用磨削的形式加工,抬高模具外观的光洁度,低落金属熔液与石墨的粘连水准。 胎体粉的因素也是酿成金属薄膜与石墨粘连的成分之一。 因为铁是强脱碳剂; 若是胎体是铁基的, 正在胎体和模具之间会产生猛烈的反映和融化形象,发生胎体熔液和石墨粘连,损坏石墨模具。 提倡正在烧结铁基胎体时,正在刀头和模具外观刷强效的脱模剂,裁汰正在卸模时的模具粘连形象,降 低损坏水准,抬高模具的利用寿命。 5.敲打损坏,这种损坏类型众为计划分歧理,脱模阻挠易;和模具抗热震职能不强导致的。 质料的抗热震才智,常用其抗热震才智因数 F 来外征: PDF 文献利用 pdfFactory Pro 试用版本创筑 式中,?--抗张强度,α ?热膨胀系数,K-热导率 E-杨氏模量, C-比热 ,P-体密度 由上式能够看出,热导率越高,抗热震职能越好; 热膨胀系数越小,抗震职能越好; 抗张强度越高,抗震职能越好。以上三个参数调解到最佳,则质料的热膺惩性 能大大抬高,质料的热安谧性就高。 具体镜像图片和参数外格,因为时分和篇幅不正在此列出。 PDF 文献利用 pdfFactory Pro 试用版本创筑

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