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，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負著發(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。熱壓燒結(jié)工藝要求:溫度達到(1 000±2)℃,成型壓力16～50 MPa,保溫保壓時間為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電性、較高的電阻率、足夠的機械強度,還需要其具有良好的抗氧化性能和較長的使用壽命,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)達國家金剛石工具制造用石墨模具材料,主要為超細顆粒結(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。相比之下，石墨電極材料具有以下優(yōu)勢：速度快：石墨放電比銅快2-3倍，材料不易變形，在薄筋電極的加工上優(yōu)勢明顯，銅的軟化點在1000度左右，容易因受熱而產(chǎn)生變形，石墨的升華溫度為3650度左右。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、抗氧化性較強,平均使用壽命可達30～40次。金剛石模具要求材質(zhì)硬度高，抗氧化性能好，加工精度高等特點，采用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。

石墨粉在模具中的應(yīng)用優(yōu)勢

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，石墨粉的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，它不僅有導電功能，還有潤滑的作用。您對石墨粉在模具中的應(yīng)用了解多少呢?

(1)加工速度更快：通常情況下，石墨的機械加工速度能比銅快2~5倍;而放電加工速度比銅快2~3倍;資料更不簡單變形：在薄筋電極的加工上優(yōu)勢顯著;銅的軟化點在1000度左右，簡單因受熱而發(fā)生變形;石墨的提高溫度為3650度;熱膨脹系數(shù)僅有銅的1/30。其中，數(shù)控加工設(shè)備所占比重較大，以適應(yīng)單位或小批量模具的生產(chǎn)。

(2)分量更輕：石墨的密度只要銅的1/5，大型電極進行放電加工時，能有用下降機床(EDM)的擔負;更適合于在大型模具上的使用。

(3)放電耗費更小;由于火花油中也富含C原子，在放電加工時，高溫招致火花油中的C原子被分化出來，轉(zhuǎn)而在石墨電極的外表構(gòu)成保護膜，抵償了石墨電極的損耗。

(4)沒有毛刺;銅電極在加工完成后，還需手藝進行修整以去除毛刺，而石墨加工后沒有毛刺，節(jié)省了很多本錢，一起更簡單完成自動化出產(chǎn);

(5)石墨更簡單研磨和拋光;由于石墨的切削阻力只要銅的1/5，更簡單進行手藝的研磨和拋光;

(6)資料本錢更低，價錢更安穩(wěn);由于近幾年銅價上漲，如今各向同性石墨的價錢比銅更低，一樣體積下，普遍性石墨粉產(chǎn)物的價錢比銅的價錢低30%～60%，而且價錢更安穩(wěn)，短期價錢動搖十分小。正是這種優(yōu)勢，石墨逐步替代銅成為EDM電極的資料。

石墨可以作為放電材料

通常情況下，石墨的機械加工速度能比銅快2~5倍；而放電加工速度比銅快2~3倍，石墨的密度只有銅的1/5，大型電極進行放電加工時，能有效降低機床（EDM）的負擔；更適合于在大型模具上的應(yīng)用。

 由于火花油中也含有C原子，在放電加工時，高溫導致火花油中的C原子被分解出來，轉(zhuǎn)而在石墨電極的表面形成保護膜，補償了石墨電極的損耗。銅電極在加工完成后，還需手工進行修整以去除毛刺，而石墨加工后沒有毛刺，節(jié)約了大量成本，同時更容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)?；钚蕴恐谐荚赝猓€包含兩類摻和物：一類是化學結(jié)合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過程中，外來的非碳元素與活性炭表面化學結(jié)合，如用水蒸氣活化時，活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化。