石墨模具氧化溫度提高使用壽命
怎么提高石墨模具的壽命呢？
1.石墨材料的氧化是熱壓模具損壞的首要原因，因此抗氧化性能直接影響著石墨模具的使用壽命。 不同的石墨材料的氧化開(kāi)始溫度是不同的，普通的熱壓用石墨模具的氧化溫度在450℃左右。石墨材料的氧化過(guò)程與氧化氣體的擴(kuò)散速度有關(guān)，氧化速度受控于氧化氣體的擴(kuò)散率。因此模具的雜質(zhì)含量越小越好，材料雜質(zhì)中的金屬元素，對(duì)石墨的氧化起催化作用；石墨中的灰分越少、材料的氣孔率越低越好，特別是開(kāi)孔氣孔率。市場(chǎng)上石墨制品目前包括電化石墨和焙燒炭石墨制品，熱壓用模具一般采用焙燒石墨制品。焙燒石墨的開(kāi)孔率與焙燒次數(shù)由關(guān)，焙燒次數(shù)越多，開(kāi)孔率越低，體密度越高。建議采用三浸四焙的石墨制品，這種石墨模具性價(jià)比較高。另外，胎體粉的燒結(jié)濕度也是影響模具氧化速度的一個(gè)關(guān)鍵因素；工具的用途決定了胎體粉的成分，是不能改變的，但是胎體粉中的一些成型劑和造粒劑，它們是丙酮等有機(jī)物，熱壓時(shí)在300℃到400℃的排煙時(shí)間產(chǎn)生液滴和有機(jī)蒸汽；這些有機(jī)液滴和蒸汽，對(duì)石墨有著很強(qiáng)的溶解能力，蒸汽和液滴溶解了石墨模具中的炭，在模具表面的灰分脫落產(chǎn)生凹坑和孔洞，造成模具的損壞失效。因此，降低胎體粉中的成型劑等有機(jī)物的含量對(duì)增加模具壽命有著至關(guān)重要的作用，另外對(duì)胎體的相對(duì)密度和強(qiáng)度影響也很大。
2.石墨模具的磨損造成尺寸超差，這種損壞方式是由于模具本身的制作工藝和燒結(jié)工藝造成的。模具制作宜采用磨削的方式加工，提高模具表面的光潔度，降低金屬熔液與石墨的粘連程度。胎體粉的成分也是造成金屬薄膜與石墨粘連的因素之一。由于鐵是強(qiáng)脫碳劑；如果胎體是鐵基的，在胎體和模具之間會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的反應(yīng)和溶解現(xiàn)象，產(chǎn)生胎體熔液和石墨粘連，損壞石墨模具。建議在燒結(jié)鐵基胎體時(shí)，在刀頭和模具表面刷強(qiáng)效的脫模劑，減少在卸模時(shí)的模具粘連現(xiàn)象，降低損壞程度，提高模具的使用壽命。
3.石墨模具敲打損壞，這種損壞類型多為設(shè)計(jì)不合理，脫模不方便；和模具抗熱震性能不強(qiáng)導(dǎo)致的。 材料的抗熱震能力，常用其抗熱震能力因數(shù)F來(lái)表征。
4.石墨模具的壓潰是熱壓燒結(jié)過(guò)程中經(jīng)常見(jiàn)到的一種模具損壞方式。這種損壞方式與石墨材料的抗壓強(qiáng)度有直接關(guān)系。石墨模具一般由抗壓強(qiáng)度Se抗折強(qiáng)度Sb和抗拉強(qiáng)度St來(lái)表征機(jī)械性能。三者的比例為St/Sb=0.47-0.68，Se/Sb=1.61-2.9；我們習(xí)慣用抗壓強(qiáng)度Se表示；它具有明顯的各向異性，，并且與石墨材料的體密度密切相關(guān)，體密度越大，抗壓強(qiáng)度越大；成近似線性增長(zhǎng)關(guān)系，一般體密度在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。因此，選用體密度大的石墨材料制作熱壓模具，是解決模具抗壓強(qiáng)度低、易壓潰的明智之選。熱壓工藝的參數(shù)也模具壓潰的因素之一，影響著石墨模具的使用壽命。例如排煙時(shí)的壓力大小不合適等，極易造成模具的壓碎。建議根據(jù)模具的強(qiáng)度情況適量的調(diào)整熱壓工藝參數(shù)，增加模具使用次數(shù)，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
5. 石墨模具的壓裂，與熱壓模具卡緊不牢，壓力降不勻有關(guān)。由于熱壓燒結(jié)工人的業(yè)務(wù)水平和職業(yè)道德參差不齊，裝模水平差距較大；建議每月定期培訓(xùn)工人裝模注意事項(xiàng)，將模具費(fèi)用乘系數(shù)考核進(jìn)工人工資。另外，模具的壓裂損壞還與石墨材料的電阻率有關(guān)。模具的電阻率同時(shí)也表征材料的石墨化程度，與熱導(dǎo)率成一定比例關(guān)系，電阻率越低熱導(dǎo)率越高；升溫越快；因?yàn)槭牧系膹?qiáng)度隨溫度的升高而增強(qiáng)，1000℃時(shí)石墨的強(qiáng)度比室溫約增加20%，所以選用電阻率低的石墨材料，熱壓時(shí)間短升溫快；與刀頭接觸的石墨模具強(qiáng)度很快升高，不容易產(chǎn)生壓裂現(xiàn)象。同時(shí)熱壓燒結(jié)時(shí)間縮短，節(jié)約燒結(jié)成本；氧化時(shí)間減少，氧化損壞率下降，模具使用次數(shù)增加。