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石墨模具質(zhì)量的優(yōu)劣差異

　　1.材料的平均顆粒直徑　　物料的平均粒徑直接影響物料的出料狀況。材料的平均顆粒越小，材料的放電越均勻，放電條件越穩(wěn)定，表面質(zhì)量越好?！　τ诒砻婧途纫蟛桓叩腻懺旌蛪鸿T模具，通常推薦使用顆粒較粗的材料，如ISEM-3。對于表面和精度要求較高的電子模具，建議使用平均粒度在4μm以下的材料，以保證加工模具的精度和表面光潔度。材料的平均顆粒越小，材料的損耗越小，離子群之間的作用力越大。例如，通常推薦ISEM-7來滿足精密壓鑄和鍛造模具的要求。但當(dāng)客戶對精度要求較高時，推薦使用TTK-50或ISO-63材料，以保證材料損耗較少，從而保證模具的精度和表面粗糙度。同時，顆粒越大，出料速度越快，粗加工損失越小。主要原因是放電過程中電流強度不同，導(dǎo)致放電能量不同。但放電后的表面光潔度也隨著顆粒的變化而變化?！　?.材料的固有電阻率　　根據(jù)我們對材料特性的統(tǒng)計，如果材料平均顆粒相同，電阻率高的放電速率會比電阻率低的慢。對于平均粒徑相同的材料，電阻率低的材料強度和硬度會略低于電阻率高的材料。也就是放電速度和損耗會不一樣。因此，根據(jù)實際應(yīng)用選擇材料是非常重要的。由于粉末冶金的特殊性，每批材料的各項參數(shù)都有其代表值，并有一定的波動范圍。而同等級的石墨材料放電效果非常接近，各種參數(shù)造成的應(yīng)用效果差異很小。材料石墨電極材料的選擇直接關(guān)系到放電效果。材料選擇是否合適，很大程度上決定了放電速度、加工精度和表面粗糙度。掌握以上幾點，對辨別石墨材料的等級會有很大的作用。　　3.材料的彎曲強度　　材料的抗彎強度是材料強度的直接體現(xiàn)，表現(xiàn)了材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的致密性。強度高的材料放電電阻相對較好，石墨制品對于精度要求高的電極，盡量選擇強度較好的材料。比如TTK-4可以滿足一般電子連接器模具的要求，但是一些有特殊精度要求的電子連接器模具可以采用TTK-5材料，同樣的粒度，但是強度略高?！　?.材料的肖氏硬度　　在對石墨的潛意識理解中，石墨一般被認(rèn)為是一種比較柔軟的材料。但實際測試數(shù)據(jù)和應(yīng)用表明，石墨的硬度高于金屬材料。在特種石墨行業(yè)，一般的硬度測試標(biāo)準(zhǔn)是肖氏硬度測量，其測試原理與金屬不同。由于其層狀結(jié)構(gòu)，石墨在切削過程中具有優(yōu)異的切削性能。其切削力僅為銅的1/3左右，加工表面易于處理。但由于其硬度高，切削刀具的損耗會略大于切削金屬刀具。同時，高硬度的材料對放電損耗有很好的控制。在我公司的EDM材料體系中，有兩種材料可供選擇，一種硬度略高，另一種硬度略低，以滿足不同要求的客戶的需求。比如平均粒徑為5μm的材料有ISO-63、TTK-50；；平均粒徑為4μm的材料有TTK-4和TTK-5；平均粒徑為2μm的材料包括TTK-8和TTK-9。主要是考慮到各類客戶對放電和加工的側(cè)重。

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石墨模具耐熱相關(guān)

　　1、抗熱損傷　　在2000℃時，石墨片模具的抗壓強度可以提高一倍，因為在高溫下它的抗壓強度會隨著溫度的升高而擴大。　　2. 可擴展性　　石墨的分子結(jié)構(gòu)為扁平六角形、層狀、柔韌和延展性?！　?、生產(chǎn)加工　　石墨的機械加工制造性能非常好，可以制成各種復(fù)雜、高精度的石墨模具?！　?、熱穩(wěn)定性能　　石墨的熔點為3850±50℃，熔點為4250℃。 即使石墨片模具在高溫高壓下燒結(jié)，其線膨脹系數(shù)也不大，對凈重的損害也不大。  　　5. 電導(dǎo)和傳熱　　石墨模具在非常高的溫度下可以是絕緣體，因為石墨會隨著傳熱系數(shù)隨溫度的增加而減少。 其傳熱性能超過金屬復(fù)合材料（如：鉛、鐵、鋼）。 　　6. 熱沖擊　　石墨模具所能承受的熱沖擊強度非常高。 當(dāng)溫度基因突變時，石墨的體積變化不大，不易產(chǎn)生裂紋?！　?.有機化學(xué)的穩(wěn)定性　　石墨耐酸、耐堿、耐腐蝕，常溫下不易與大多數(shù)金屬材料發(fā)生反應(yīng)。　　8.耐磨性和潤濕性　　石墨潤滑與耐磨性有什么關(guān)系？ 這主要與石墨魚鱗的大小有關(guān)。 魚鱗越大，摩擦阻力越小，潤滑性能越好。

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大型石墨件加工注意事項

　一、數(shù)控機床加工中應(yīng)注意的問題?！　?、當(dāng)工件高度過高時，可以選擇使用不同長度的刀片將余料除去?！　?、用平底刀加工平面，可有效地減少加工時間；如果有傾斜度，而且是一個整數(shù)，則應(yīng)用傾斜度刀具加工?！　?、石墨材料硬度高時應(yīng)選擇反銑加工；石墨材料硬度低時應(yīng)選擇順銑加工；精加工采用反銑加工，精加工采用順銑加工?！　?、切割器韌性好，硬度低，適合粗加工；韌性差，硬度高，適合精加工?！　《?、是石墨制品*件夾具及夾具的選型問題?！　?、對石墨制品*件加工的裝夾方法，應(yīng)合理選擇定位基準(zhǔn)及裝夾方案。在選擇基準(zhǔn)的時候，要遵循“基準(zhǔn)的統(tǒng)一性”和“基準(zhǔn)的重合性”兩個原則?！　?、所有表面加工盡量用一次定位夾具完成，為了加工工件的各表面，必須選擇定位方式。　　3、確定工作臺上石墨制品工件的位置時，必須考慮各個位置的加工方法、工具長度和剛度對加工質(zhì)量的影響?！　?、加工石墨制品所用的夾具，應(yīng)盡可能選用通用*件裝配，并可調(diào)節(jié)的夾具，可有效地縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。　　三、安排石墨制品加工順序應(yīng)注意的事項?！　?、安排石墨制品加工順序，應(yīng)遵循“面后孔”和“面后粗、精”的基本原則?！　?、確定好刀點和換刀點，一旦確定，就不適合更換?！　?、按刀具集中工序加工，可較好地避免重復(fù)使用同一把刀具，減少了更換刀具的次數(shù)和時間?！　?、對于同軸度要求較高的孔系統(tǒng)，應(yīng)在一次定位后加工所有孔系統(tǒng)，然后在其他孔系統(tǒng)坐標(biāo)位置加工，有效消除重復(fù)定位造成的誤差，提高孔系統(tǒng)的同軸度。

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石墨模具使用壽命

　　是不是總覺得自己使用的石墨模具使用壽命減短了，但自己又不知道是什么原因?！　∈紫仁沁x材的問題，由于石墨模在熱場中的作用是不同的，所以石墨模用的材料必然是不同的。一般情況下，電極、連桿、加熱器、加熱器螺桿、石墨坩堝、導(dǎo)向筒、導(dǎo)向筒支承環(huán)、保溫筒等應(yīng)該采用等靜壓生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)精細(xì)、強度高的石墨材料加工，來滿足生產(chǎn)的實際需要。  　　第二是設(shè)計的不合理，其實在使用石墨模具的過程中出現(xiàn)的一些石墨問題和事故，其實很多是由于設(shè)計中的缺陷造成的。所以為了更好地呈現(xiàn)效果，就會要求在石墨模具的設(shè)計中，除了材料本身的牌號和規(guī)格外，還必須考慮到使用中石墨模具的強度，來確定其幾何尺寸。像其它設(shè)備，如底盤、反光板、防漏板、上蓋板等，可采用擠壓或中、粗結(jié)構(gòu)石墨制造，前提是能滿足生產(chǎn)中的生產(chǎn)要求?！　〉谌齽t是使用方法的不當(dāng)，在石墨模具使用的諸多問題中，石墨坩堝的破裂占很大比例，在正常情況下，一個“18”或“20”石墨坩堝可用于大約45爐。然而，雖然石墨坩堝在設(shè)計、選材、加工、煅燒等方面都沒有問題，但使用壽命仍然很短。

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石墨模具設(shè)計小知識

　　模具設(shè)計制造的要求是:尺寸準(zhǔn)確，表面光滑；結(jié)構(gòu)合理，生產(chǎn)效率高，易于自動化；制造容易，使用壽命長，成本低；該設(shè)計滿足工藝要求，經(jīng)濟合理?！　∈＞呓Y(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)選擇必須考慮剛度、導(dǎo)向、卸料機構(gòu)、定位方式、間隙大小等因素。模具上的易損件要容易更換。對于塑料模具和壓鑄模具，還需要考慮合理的澆注系統(tǒng)，熔融塑料或金屬的流動狀態(tài)，以及進(jìn)入型腔的位置和方向。為了提高生產(chǎn)率，減少流道的澆注損失，可以采用多型腔模具，在一個模具中同時完成多個相同或不同的產(chǎn)品。

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怎樣防止封裝石墨模具熱處理不佳

包裝石墨模具球化組織粗大不均勻，球化不完善，組織呈網(wǎng)狀、帶狀和鏈狀碳化物，使封裝石墨模具淬火后容易開裂，導(dǎo)致包裝石墨模具的報廢，需要采取有效的預(yù)防措施。下面介紹一下如何防止包裝石墨模具熱處理不好。石墨模具1.改進(jìn)鍛造工藝或采用正火熱處理，以消除原材料中網(wǎng)狀碳化物和鏈狀碳化物及碳化物的不均勻性。2.對不能鍛造且偏析嚴(yán)重的高碳石墨模具鋼進(jìn)行固溶細(xì)化熱處理。3.一般來說，應(yīng)根據(jù)石墨模具的工作條件、生產(chǎn)批量和材料本身的強韌性，盡可能選擇質(zhì)量好的石墨模具鋼材料。4.合理加料，確保爐內(nèi)結(jié)晶器方坯溫度的均勻性。5.鍛模坯可制定正確的球化退火工藝規(guī)范，可采用淬火回火熱處理和快速均質(zhì)球化退火工藝，且易長時間斷裂手制動線。

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高性能石墨高速銑削加工研究

　高性能石墨作為電極材料，具有強度高、電極消耗小、加工速度快、熱變形小和加工溫度高等優(yōu)點，在我國汽車、家電、通信和電子等行業(yè)制品的模具電火花加工制造中應(yīng)用日益廣泛，尤其在薄壁或微細(xì)電極制造和應(yīng)用方面具有銅電極無法比擬的優(yōu)勢。硬質(zhì)合金微銑刀高速銑削技術(shù)是實現(xiàn)薄壁或微細(xì)石墨電極高精度加工的主要手段，但是由于缺乏石墨高速銑削機理、刀具磨損機理以及高速銑削工藝優(yōu)化等方面的深入研究，實際生產(chǎn)中尚存在很多問題，不能充分發(fā)揮高速銑削的優(yōu)越性。本文根據(jù)模具制造業(yè)對石墨高速銑削技術(shù)的迫切需要，著重從高速銑削切屑形成機理、刀具磨損機理、表面質(zhì)量、切削力以及典型薄壁結(jié)構(gòu)石墨電極工藝參數(shù)優(yōu)化和編程策略優(yōu)選等方面對石墨高速銑削加工進(jìn)行了系統(tǒng)深入的理論和實驗研究，并通過典型薄壁結(jié)構(gòu)石墨電極高速銑削加工實例驗證了研究成果的合理性和實用性． 　　在石墨高速銑削切屑形成機理研究方面，采用在線攝影法和材料微觀分析技術(shù)，分別通過石墨正交切削和高速銑削研究，分析了石墨切屑形成過程的基本特征；結(jié)合高速銑削微銑刀的單齒極限切削厚度與進(jìn)給量和徑向切深的幾何關(guān)系，首先建立了高速銑削加工條件與石墨切屑形態(tài)、切屑粒度分布、已加工表面形貌、表面破碎率和表面粗糙度的關(guān)系；分析了切屑形成過程與切削力特征和刀具磨損的關(guān)系，提出了石墨高速銑削機理模型。研究結(jié)果表明：在石墨高速銑削過程中，隨著單齒極限切削厚度的增加，石墨切屑由以準(zhǔn)連續(xù)切屑為主逐漸向以擠壓顆粒切屑為主和以斷裂塊屑為主轉(zhuǎn)變；每齒進(jìn)給量和徑向切深通過影響單齒極限切削厚度來改變石墨高速銑削的切屑形成過程，降低每齒進(jìn)給量和徑向切深以及采用逆銑加工可減小石墨表面破碎率；增大切削速度對石墨高速銑削的切屑形成過程的影響較??；采用正前角切削更容易形成大塊斷裂塊屑，后角和螺旋角對石墨切屑形成過程的影響較?。呵邢髁Σㄐ坞S石墨切屑形成方式的變化而變化。采用圖像處理法計算表面破碎率，不僅作為石墨已加工表面質(zhì)量的評價指標(biāo)，而且作為系統(tǒng)研究石墨高速銑削機理、切削力和刀具磨損的重要研究手段，將其有機地應(yīng)用于本文的相關(guān)研究中。 　　在石墨高速銑削切削力研究方面，結(jié)合切削條件變化對石墨高速銑削切屑形成過程、表面破碎率以及后刀面與工件表面的摩擦因數(shù)等因素的影響，研究了切削參數(shù)、刀具幾何角度和石墨材料性能對石墨高速銑削切削力的影響，分析了切削力的時域波形特征和頻域分量隨刀具磨損的變化趨勢，提出了減小切削力的高速銑削工藝參數(shù)的基本選擇原則。通過基于田口方法的正交實驗設(shè)計，找出了影響石墨高速銑削切削力的主要因素．獲得了以切削力為優(yōu)化目標(biāo)的工藝參數(shù)極優(yōu)水平組合。在石墨／硬質(zhì)合金副的摩擦磨損特性方面，通過采用標(biāo)準(zhǔn)盤銷式摩擦實驗機進(jìn)行滑動摩擦磨損實驗，以及采用改進(jìn)型盤銷式摩擦磨損實驗裝置進(jìn)行磨粒磨損實驗，模擬石墨高速銑削時切屑和工件材料與硬質(zhì)合金刀具表面之間的摩擦磨損特性，研究了石墨／硬質(zhì)合金副的滑動摩擦磨損行為和磨粒磨損行為，為研究石墨高速銑削的刀具磨損機理提供了摩擦學(xué)理論基礎(chǔ)。 　　(1)在石墨，硬質(zhì)合金副的滑動摩擦磨損特性方面，研究了滑動摩擦磨損過程中法向載荷和滑動速度與摩擦副表面特征、摩擦因數(shù)和摩擦溫度的關(guān)系，研究結(jié)果表明：硬質(zhì)合金銷表面在摩擦過程中形成了石墨轉(zhuǎn)移膜：硬質(zhì)合金銷的磨損表面具有“拋光”磨粒磨損特征：提高法向載荷和滑動速度，可促進(jìn)轉(zhuǎn)移膜的形成，并降低摩擦因數(shù)和摩擦溫度。 　　(2)在石墨／硬質(zhì)合金副的磨粒磨損特性方面，研究了磨粒磨損過程中WC晶粒度、Co含量、法向載荷、滑動速度和涂層對摩擦副的表面顯微形貌、比磨損率和摩擦因數(shù)的影響，研究結(jié)果表明：硬質(zhì)合金的磨損表面具有“拋光”磨粒磨損和“微切削”磨粒磨損特征；硬質(zhì)合金的比磨損率和摩擦因數(shù)隨WC晶粒度和Co含量的減小而顯著降低，隨法向載荷增大而增大，但受滑動速度的影響較??；AITiN涂層對石墨高速銑削用硬質(zhì)合金微銑刀具有抗磨減摩作用，但并不十分顯著。(3)通過在摩擦副接觸表面上添加石墨切屑，研究了石墨切屑對摩擦副滑動摩擦磨損特性的影響，研究結(jié)果表明：石墨切屑可減小摩擦因數(shù)和摩擦溫度，并使摩擦因數(shù)隨著法向載荷減小和滑動速度提高而降低。在硬質(zhì)合金微銑刀高速銑削石墨的刀具磨損和破損研究方面，分析了石墨高速銑削過程中的摩擦學(xué)條件，揭示了涂層和非涂層硬質(zhì)合金微銑刀高速銑削石墨的刀具磨損和破損形態(tài)及其機理，研究結(jié)果表明涂層早期剝落是涂層的早期破損形式，“拋光”磨粒磨損是涂層硬質(zhì)合金微銑刀在穩(wěn)定磨損期的主要磨損機理。研究了WC晶粒度和Co含量對硬質(zhì)合金微銑刀高速銑削石墨的耐磨粒磨損性和抗沖擊性的影響，結(jié)果表明硬質(zhì)合金微銑刀的耐磨粒磨損性隨著wC晶粒度和co含量減小而顯著提高，但Co含量太少時，又使得硬質(zhì)合金微銑刀的抗沖擊性出現(xiàn)顯著下降；7超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金O．2ttmWC--8％Co是適合于石墨高速銑削的硬質(zhì)合金基體材料，為涂層硬質(zhì)合金微銑刀基體材料優(yōu)選提供了依據(jù)。結(jié)合切削條件變化對石墨高速銑削切屑形成過程、表面破碎率以及后刀面與工件表面的摩擦因數(shù)等因素的影響，研究了切削參數(shù)、刀具幾何角度和石墨材料性能對刀具磨損的影響，提出減小刀具磨損的工藝參數(shù)優(yōu)化策略；提出了減小刀具磨損的高速銑削工藝參數(shù)的基本策略。通過基于田口方法的正交實驗設(shè)計，找出了影響石墨高速銑削刀具磨損的主要因素，獲得了以實現(xiàn)至小刀具磨損為優(yōu)化目標(biāo)的工藝參數(shù)極優(yōu)水平組合。在典型薄壁結(jié)構(gòu)石墨電極的高速銑削工藝研究方面，綜合運用全文的研究結(jié)果，針對典型薄壁結(jié)構(gòu)石墨電極高速銑削的工藝特點，制定和優(yōu)選了適用于典型薄壁結(jié)構(gòu)石墨電極高速銑削的粗加工、半精加工和精加工編程策略、加工工藝、工藝參數(shù)和加工刀具，并對一個典型薄壁結(jié)構(gòu)石墨電極的高速銑削加工實例，制定了高速銑削加工工藝，編制了CNC高速加工程序，成功地實現(xiàn)了厚度0．3ram、厚高比為l：53_3的薄壁石墨電極的低成本高質(zhì)量率的高速銑削加工，表面粗糙度Ra僅為0，17ttm。 

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石墨模具主要零件制造

一、石墨模具主要零件的加工流程　　沖裁、鍛造、退火、機械加工、磨削、退磁、加工、磨削、拋光?！　《⑹＞呒庸ぶ饕慵墓に嚒　?、磨削：工件的表面磨削和內(nèi)外磨削必須用高速旋轉(zhuǎn)砂輪完成?！　?、線切割：　　在粉末冶金石墨模具加工中，數(shù)控線切割機主要用于加工負(fù)模的型腔和模具內(nèi)孔，或心軸的外表面和模具的沖壓。經(jīng)過熱處理后，可以加工出鋼和硬質(zhì)合金。加工后表面粗糙度為Ra0.02，加工精度一般為0.002。　　　　工作原理：線切割是利用線切割電極、計算技術(shù)和電火花加工技術(shù)實現(xiàn)各種復(fù)雜形狀的模具加工。線切割采用極細(xì)的絲（直徑為0.05-0.3）作為工作電極。導(dǎo)線安裝在高速旋轉(zhuǎn)的絲綢容器上，并以大約10米/秒的線性速度來回移動穿過絲綢架。該導(dǎo)線與高頻電源的負(fù)極連接。切割工件與正電極連接，煤油或乳化液用作工作介質(zhì)。當(dāng)電極接觸金屬時，腐蝕發(fā)生。如果電極沿規(guī)定方向移動，并且移動速度與工件之間的金屬線的腐蝕速率(即，沒有短路到0)相適應(yīng)，則可以實現(xiàn)切割目的?！　?、電火花加工：主要用于石墨模具異型腔孔的加工，特別是沿軸線階梯狀異型腔孔的電火花線切割加工不能，只能用電火花線切割加工，還可以加工心軸和上下模沖孔端腔?！　〖庸ぴ恚航饘匐娀鸹庸さ脑硎腔诠ぜc電極之間脈沖放電時的電腐蝕現(xiàn)象。加工好的負(fù)極模具與電源的正極連接，加工好的電極與電源的負(fù)極連接。電氣化后，電容器充電。當(dāng)兩極逐漸靠近一定距離時，兩極之間的介質(zhì)（礦物油）被撞擊。通過電容器，儲存在電容器中的能量在非常短的時間內(nèi)釋放，導(dǎo)致在火花通道中瞬時產(chǎn)生大量的熱能，使得工件表面上的金屬受到部分熔化和氣化的腐蝕，公園不斷產(chǎn)生，金屬不斷被侵蝕。一般來說，作為正極的金屬的腐蝕速度比負(fù)極快，所以負(fù)極模具被不斷腐蝕，其腔體會變得與電極的形狀相似?！　　　?、硬質(zhì)合金模具制造：　　使用硬質(zhì)合金作為負(fù)?？梢源蟠筇岣吣＞叩氖褂脡勖?，但是由于硬質(zhì)合金的可加工性差，硬質(zhì)合金通常直接制造成接近負(fù)模的形狀，留下一定的加工余量，然后進(jìn)入并磨削。電氣加工。金剛石砂輪通常用于磨削碳化物。在普通磨床上使用金剛石砂輪時，砂輪的轉(zhuǎn)動應(yīng)平穩(wěn)。安裝砂輪錐度的徑向跳動不應(yīng)超過0.00毫米。當(dāng)發(fā)現(xiàn)砂輪變形時，應(yīng)立即修整砂輪。砂輪進(jìn)給量不要太大，通常為0.02-0.03m.M，砂輪轉(zhuǎn)速應(yīng)為15~25m/s（根據(jù)砂輪直徑，可據(jù)此計算轉(zhuǎn)數(shù)）。　　三、石墨模具零件的加工工藝　　對于負(fù)壓模、芯棒和上模和下模沖壓，可根據(jù)圖紙通過鍛造和退火改善材料結(jié)構(gòu)，并可加工坯料的端面、內(nèi)徑和外徑。切削加工時必須留有加工余量。熱處理后，內(nèi)、外端和端部都要磨損。然后去消磁。必要時，進(jìn)行電加工、數(shù)控銑床，然后研磨或拋光。

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石墨材料的高溫使用性能

　石墨材料的特性及應(yīng)用范圍　　　　炭素材料是以碳元素為主的無機非金屬材料，其中炭材料基本上是由非石墨質(zhì)碳組成的材料，而石墨材料則主要是由石墨質(zhì)碳組成的材料，石墨又分為天然石墨和人造石墨兩類?！　∈牧现饕怯啥嗑珮?gòu)成。石墨是以一種碳原子之間呈六角形平面網(wǎng)格的層狀晶體。雖然石墨屬于無機非金屬材料，但因它具有良好的熱電傳導(dǎo)性而被稱為半金屬，石墨具有比某些金屬還要高的熱電傳導(dǎo)性，同時具有遠(yuǎn)比金屬低的熱膨脹系數(shù)，很高的化學(xué)穩(wěn)定性，這就使它在工程應(yīng)用中具有重要的價值。石墨在非氧化性介質(zhì)中是化學(xué)惰性的，具有很好的耐腐蝕性，除了強酸和強氧化性介質(zhì)外，石墨不受其它酸堿鹽的腐蝕、不與任何有機化合物應(yīng)?！　∈牧嫌质且环N耐高溫材料，在高溫下石墨不會熔化，氣化溫度非常高，只是在常壓下3350 18開始升華變成氣體。一般材料在高溫下強度逐漸降低，而石墨在2 500'C以內(nèi)，它的強度隨溫度升高而增加，在2000℃以上，其強度較常溫強度增大一倍，石墨材料還具有優(yōu)異的抗熱震性能，所以石墨材料作為高溫材料有其獨特的優(yōu)越性?！　∮捎谑牧暇哂懈邷貜姸雀?、導(dǎo)電傳熱、抗熱震性、耐腐蝕性、潤滑性好等優(yōu)點，它已成為國民經(jīng)濟發(fā)展中不可缺少的結(jié)構(gòu)材料、高溫材料、導(dǎo)電材料、抗磨材料和功能材料。當(dāng)前，石墨材料已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、電子、電器、機械以及核能和航空航天工業(yè)等部門，可作電極、電解陽極、鑄模和高溫軸承；原子核反應(yīng)堆中作為中子減速材料和核燃料的表面涂層；在宇航領(lǐng)域，石墨材料可用于人造衛(wèi)星天線、航天飛機機殼以及火箭發(fā)電機噴管喉襯等部件?！　∈牧显诟邷叵掳l(fā)生的物理化學(xué)變化以及高溫使用特點：　　石墨材料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此是一種耐腐蝕材料。但在一定條件下，碳也會和其他物質(zhì)發(fā)生作用，其主要反應(yīng)有：在高溫下與氧化性氣氛或強氧化性酸中發(fā)生氧化作用；在高溫下熔解于金屬并生成碳化物；生成石墨層間化合物。　　在常溫下，炭與各種氣體不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)在350℃左右，無定形炭即有睨顯的氧化反應(yīng)，石墨在450℃左右也開始發(fā)生氧化反應(yīng)。石墨化程度愈高，石墨的晶體結(jié)構(gòu)愈完整，其反應(yīng)活化能大，抗氧化性能好，在800~C以內(nèi)，達(dá)到同一氧化速度的溫度，石墨材料約比炭材料高50～100℃在同一材料內(nèi)，粘結(jié)劑炭有優(yōu)先氧化的傾向，所以氧化反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，骨料顆粒會發(fā)生脫落。在較低的溫度下，如空氣供給充足，炭和石墨材料則主要進(jìn)行如下反應(yīng)：C+O 2—C O 2在較高的溫度下，炭和石墨材料又開始發(fā)生如下反應(yīng)：C+1／ZO 2一C O赤熱的炭和石墨材料與水蒸氣約在700℃左右開始反應(yīng)：C+H 2O—C O+H 2C+2 H 2O—C 0 2+2 H 2赤熱的炭和石墨材料與C O。的氧化反應(yīng)在更高的溫度下才能進(jìn)行：C+C O 2—2 C 0炭與氣體之間反應(yīng)應(yīng)屬于氣固反應(yīng)，氧化反應(yīng)速度與當(dāng)時的反應(yīng)面積大小、材料的氣孔率及氣體壓力等因素有關(guān)，其反應(yīng)速度既取決于表面的化學(xué)反應(yīng)速度，也與氣體分子向材料內(nèi)擴散有關(guān)。若材料的氣孔率高，特別是開氣孔率多時，氣體分子容易擴散到材料內(nèi)部，參與反應(yīng)的表面積大，氧化速度就快，當(dāng)使用溫度低時，氧化反應(yīng)速度不高，氣體分子有足夠的時間擴散到材料內(nèi)部，這時氧化反應(yīng)速度與材料的氣孔結(jié)構(gòu)及反應(yīng)活性有關(guān)。當(dāng)溫度高于8 00~C時化學(xué)反應(yīng)速率快，而氣體分子向材料氣孔內(nèi)擴散卻因熱運動而減慢，氧化反應(yīng)只在表面進(jìn)行，氧化速率受表面氣流速度所支配與材料種類關(guān)系較小。石墨材料所含雜質(zhì)對氧化反應(yīng)起催化作用，所以高純石墨與普通石墨的氧化性有睨顯。差別。(b)碳化物的生成在高溫下碳熔解于F e、A 1、M o、C r、N i、T i等金屬和B、si等非金屬中生成碳化物。(c)石墨層間化合物的生成石墨的碳原子在其層面內(nèi)是通過共價鍵牢固地連接在一起的，而在層間則靠較弱的范德華力結(jié)合。因此，在石墨的層間插入各種分子、原子、離子而不破壞其二維晶格，僅使層間距增大，可以制成一種石墨特有的化合物稱為石墨層間化合物，制造石墨層間化臺物通常采用天然鱗片石墨為原料。在石墨層間化合物中已得工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是柔性石墨。柔性石墨不僅具有自潤滑性和耐高溫性，還具有柔韌性、可饒性和壓縮回彈性，可作為精煉爐、高溫爐的絕熱材料，并廣泛用作密封材料。為了提高柔性石墨的抗氧化性，在柔性石墨中加入硼酸、熱固樹脂、無機物膠體等粘合劑。由此可見，炭素材料在非氧化性介質(zhì)中集耐熱性、導(dǎo)電性于一體，但在氧化性占優(yōu)勢的環(huán)境中，溫度高于627K就開始發(fā)生氧化反應(yīng)，并且隨著溫度的升高，氧化速度加快，結(jié)構(gòu)因此而受到腐蝕、破壞、影響其高溫下的使用。所以，石墨材料的抗氧化保護(hù)問題正在受到廣泛重視。

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石墨模具氧化速率

　　雖然石墨具有優(yōu)異的抗氧化性，但是石墨材料的氧化是模具損壞的首要原因?！　∫虼耍牧系碾s質(zhì)含量越少越好?！　〔牧现械碾s質(zhì)主要是各種金屬元素，大部分金屬元素對石材的氧化起催化作用?！　〔牧系目紫堵试降驮胶?，孔徑越小，尤其是開孔率。這是因為石墨材料的氧化過程與氧化氣體的擴散速率有關(guān)，氧化速率受氧化氣體的擴散速率控制?！　】寡趸幚?　　一般用抗氧化劑，都是一種油性液體。成分為耐高溫納米陶瓷顆粒，在石墨模具使用溫度低于1300℃的氧化環(huán)境中抗氧化效果優(yōu)越。各種型號的石墨模具用石墨模具抗氧化保護(hù)劑浸漬后，其液體能滲透到石墨模具的孔隙中，在石墨模具的孔隙和表面形成一層約0.02mm的抗氧化保護(hù)膜，能有效隔絕空氣與石墨模具直接接觸，引起氧化反應(yīng)?！　∫虼四苡行У挚故＞叩难趸娱L石墨模具使用壽命90%左右。　　石墨的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定了它非常好的性能，在各個行業(yè)都有非常好的表現(xiàn)。以上是延長石墨模具使用壽命的方法。

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