燒結(jié)模及其它金剛石燒結(jié)模具

利用人造石墨材料熱變形的特點(diǎn)，可制造晶體管的燒結(jié)模具和支架，現(xiàn)已廣泛使用，它已成為發(fā)展半導(dǎo)體工業(yè)不可缺少的材料。此外，石墨模具也使用于鑄鐵用的鑄型，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的鑄型等。熱壓燒結(jié)金剛石工具用石墨模具,在金剛石工具制造過程中擔(dān)負(fù)著發(fā)熱元件和模具支撐的雙重作用,石墨模具質(zhì)量的優(yōu)劣,直接影響到金剛石工具的尺寸精度、外觀形狀等。結(jié)果表明:從極化曲線來看,氧化石墨的耐腐蝕性能比可膨脹石墨的耐腐蝕性能要好,而可膨脹石墨的耐腐蝕性能比天然石墨的要好,純度越高的天然石墨的耐腐蝕性能越好。熱壓燒結(jié)工藝要求:溫度達(dá)到(1 000±2)℃,成型壓力16～50 MPa,保溫保壓時(shí)間為15～30 min,環(huán)境為非真空狀態(tài)。在此工況條件下,既要求成型及發(fā)熱元件的石墨模具具有導(dǎo)電性、較高的電阻率、足夠的機(jī)械強(qiáng)度,還需要其具有良好的化性能和較長(zhǎng)的使用壽命,以確保金剛石工具的尺寸精度和優(yōu)異性能。目前,西方發(fā)達(dá)國家金剛石工具制造用石墨模具材料,主要為超細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)、高純度和高石墨化度的石墨材料,要求其平均粒徑小于15μm,甚至10μm以下,中等氣孔尺寸小于2μm。用此炭素原料做成的石墨模具,氣孔率小、結(jié)構(gòu)致密、表面光潔度高、化性較強(qiáng),平均使用壽命可達(dá)30～40次。金剛石模具要求材質(zhì)硬度高，化性能好，加工精度高等特點(diǎn)，采用石墨原材料大大延長(zhǎng)了模具使用壽命和提高了化性能。

歐洲和日本也是保持這個(gè)水平，北美和西歐仍然是處于占據(jù)全球播劇的需求量一半，目前市場(chǎng)中的不局面是拉開可戰(zhàn)略措施，總結(jié)起來也就是量大點(diǎn)：

1、收購企業(yè)壯大自己的實(shí)力，降低成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力；

2、發(fā)展新技術(shù)，研發(fā)新產(chǎn)品，特別是環(huán)保無污染產(chǎn)品，搶占市場(chǎng)很高點(diǎn)。

綜上所述的就是現(xiàn)在石墨模具行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，中國也是很大的市場(chǎng)，所以我們要抓住機(jī)遇，大干一場(chǎng)。

隨著資源的逐漸匱乏和能源危機(jī)的凸顯,人們?cè)絹碓街匾曎Y源的利用及其在能源領(lǐng)域中的開發(fā)應(yīng)用研究。石墨是一種重要的非金屬礦物資源,由于其優(yōu)良的特性且在自然界中儲(chǔ)量豐富,故石墨在電化學(xué)方面廣泛應(yīng)用,常被用作電極材料。在高溫下（在多數(shù)銅基胎體燒結(jié)溫度800℃以上）強(qiáng)度隨溫度升高而增大5。然而在電解質(zhì)中,即使耐腐蝕性強(qiáng)的石墨也會(huì)被腐蝕,嚴(yán)重影響電極的使用壽命;在電池中還使得電池放電時(shí)極不穩(wěn)定。

實(shí)驗(yàn)分別對(duì)-45μm、-20μm以及-10μm超細(xì)鱗片石墨進(jìn)行了酸化插層實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)酸化工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,使三種粒級(jí)的超細(xì)鱗片石墨的膨脹倍數(shù)分別達(dá)到33.6ml/g、19.3ml/g和8.5ml/g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示石墨鱗片粒徑越小插層效果也越差。根據(jù)目前的資料顯示,粒度小于45μm的超細(xì)鱗片石墨制備可膨脹石墨的研究報(bào)導(dǎo)很少。本研究結(jié)果為拓寬超細(xì)石墨的插層研究提供有用的價(jià)值。經(jīng)過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕，導(dǎo)熱性好，滲透率低等特點(diǎn)，而廣泛用于制作熱交換器，反應(yīng)槽，凝縮器，燃燒塔，吸收塔，冷卻器，加熱器，過濾器，泵等設(shè)備。 實(shí)驗(yàn)研究了采用Hummers法制備氧化石墨的工藝條件,并以XRD分析表征氧化石墨的氧化程度。

石墨由微小點(diǎn)狀逐步變?yōu)榇值念w粒，甚至出現(xiàn)鏈狀，石墨化是鋼材的滲碳體組織長(zhǎng)期處于高溫后發(fā)生自行分解而出現(xiàn)石墨的現(xiàn)象，低碳鋼在450°C以上，O.5Mo鋼在480°C以上長(zhǎng)期使用將逐步發(fā)生石墨化轉(zhuǎn)變，由于石墨的強(qiáng)度極低，嚴(yán)重石墨化后的鋼材相當(dāng)于內(nèi)部存在若干空穴，從而使鋼材的強(qiáng)度下降，沖擊功下降更為明顯。從90年代初至今，由于產(chǎn)品性能優(yōu)異，質(zhì)量穩(wěn)定，受到國內(nèi)外用戶的一致好評(píng)。

鋼材中若加入少量與C結(jié)合力強(qiáng)的元素，如Cr、Ti、V等元素可以阻止石墨化現(xiàn)象發(fā)生，含Cr量在0.5%左右即有明顯的阻止石墨化的效果，和晶間腐蝕不一樣，晶間腐蝕一般指碳和鉻產(chǎn)生反應(yīng)，生成Cr23C6，這樣很少的碳原子就會(huì)消耗掉很多鉻原子，在晶界產(chǎn)生貧鉻現(xiàn)象，鉻原子是防腐蝕的主要元素，含量低了耐腐蝕性就差了，容易在晶界產(chǎn)生腐蝕，這種腐蝕叫晶間腐蝕。模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。

較好的方法還是降低含碳量和適當(dāng)?shù)奶岣吆t量，溫度升高將使石墨化現(xiàn)象加速發(fā)展，但溫度高于700°C時(shí)，反而使分解出的石墨重新與鐵元素化合成為Fe3C，焊縫熱影響區(qū)尤其容易出現(xiàn)石墨化，而且石墨常呈鏈狀，極易引起脆裂，石墨化的程度常分成4級(jí)進(jìn)行評(píng)定，不同級(jí)別石墨化時(shí)對(duì)鋼材冷彎角與沖擊功的影響。用石墨制造的成型和耐火的坩鍋及其有關(guān)制品，例如坩鍋，曲頸瓶，塞頭和噴嘴等，具有高耐火性，低的熱膨脹性，熔煉金屬過程中，受到金屬浸潤(rùn)和沖刷時(shí)亦穩(wěn)定，高溫下良好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，所以石墨增禍及其有關(guān)制品被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中。