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綜合權(quán)衡影響穩(wěn)定性是值得注意的,在沖壓成形過程中,由于每一種沖壓板材都有自己的化學成分、力學性能以及與沖壓性能密切相關(guān)的特性值,沖壓材料的性能不穩(wěn)定、沖壓材料的厚度的波動、自己沖壓材質(zhì)的變化,不但直接影響到?jīng)_壓成形加工的精度和品質(zhì),亦可能導致石墨模具的損壞。、 3)在機械加工后或冷塑變形后的石墨模具應(yīng)進行去應(yīng)力退火(>。
何為穩(wěn)定性?3、設(shè)計不合理 在石墨模具的使用過程中有些看似石墨存在問題而發(fā)生的事故,其實好多都是因設(shè)計時就存在缺陷而造成的。穩(wěn)定性分為工藝穩(wěn)定性和生產(chǎn)穩(wěn)定性。工藝穩(wěn)定性指滿足生產(chǎn)合格產(chǎn)品具有穩(wěn)定性的工藝方案,生產(chǎn)所穩(wěn)定性則制定生產(chǎn)過程中具有穩(wěn)定性的生產(chǎn)能力。由于國內(nèi)的石墨模具制造企業(yè)大多為中小企業(yè),并且這其中的相當一部分企業(yè),尚停留在傳統(tǒng)的作坊式的生產(chǎn)管理階段,往往忽略了石墨模具的穩(wěn)定性,造成石墨模具開發(fā)周期長、制造成本高等問題,企業(yè)嚴重受制于這些問題的發(fā)展。
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(1000±2)℃,成型壓力16~50MPa,保溫保壓時間為15~30min,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。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,平均使用壽命可達30~40次。目前,管理粗放,營銷水平不高,而且效率低下是我國石墨模具行業(yè)存在的主要問題,這三個問題的存在,也導致了我國的五金石墨模具行業(yè)的競爭力不強。金剛石模具要求材質(zhì)硬度高,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。
石墨模具在什么情況下使用壽命會減短呢
1、選材不對:
由于石墨模具在熱場中所起的作用各不相同,對其所用的材質(zhì)也必然會有所不同。通常電極、連桿、加熱器、加熱器螺絲、石墨坩堝、導流筒、導流筒支撐環(huán)、保溫筒,這些部件都應(yīng)選用等靜壓生產(chǎn)的細結(jié)構(gòu)高強度的石墨材料來加工,這樣才能滿足生產(chǎn)的實際需要。
2、使用方法不當
在眾多的石墨模具使用的問題中,石墨坩堝的占有很大的比例,而造成這種狀況的原因中,使用不當是不容忽視的主要原因。
正常情況下,1個18"或20"的石墨坩堝可用45爐左右,然而有非常多的石墨坩堝雖然在設(shè)計、選材、加工、煅燒中都未發(fā)生問題,但依然使用壽命很短,且有些石墨坩堝后,從斷面來看遠未到達其應(yīng)有的自然損耗程度。
3、設(shè)計不合理
在石墨模具的使用過程中有些看似石墨存在問題而發(fā)生的事故,其實好多都是因設(shè)計時就存在缺陷而造成的。
因此在設(shè)計石墨模具時除了要考慮材料本身的等級、規(guī)格以外,還必須充分考慮到石墨模具在使用中所需要的強度,并以此來確定其幾何尺寸。
其它如:底盤、反射板、防漏板、上蓋板等器件可選用擠壓式生產(chǎn)或是中粗結(jié)構(gòu)的石墨來加工。(2)速度快:石墨放電比銅塊快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,石墨的生化溫度為3650度左右,相比而言,石墨材料熱膨脹系數(shù)只有銅材的1/30。
石墨模具損壞的原因有哪些
1.壓裂。此種損壞方式是因為,裝金剛石刀頭的側(cè)板裝卡不緊,導致壓頭上的壓力降不平衡,產(chǎn)生側(cè)向的剪切力。
2.敲打損壞型。由于燒結(jié)時,胎體粉在熔融狀態(tài)浸潤進入石墨模具的氧化空隙,造成刀頭和模具粘連,脫模困難;只有反復敲打模具才能脫模,這樣導致模具缺邊掉角和金屬坑。
3.表面氧化及裂紋。由于熱壓燒結(jié)時沒有還原氣氛保護,石墨直接與空氣接觸;高溫工況下不可避免的會產(chǎn)生表面氧化現(xiàn)象,溫度越高氧化速度越快;抗熱震性:石墨在常溫下使用時能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時,石墨的體積變化不大,不會產(chǎn)生裂紋。隨著氧化的進行石墨模具的碳元素被逐漸消耗掉,只留下部分炭和灰分,實際生產(chǎn)現(xiàn)場可以發(fā)現(xiàn)在石墨模具在使用一段時間后表面會產(chǎn)生細孔及炭粉灰脫落。
4.石墨模具磨損尺寸超差。部分胎體粉在熔融狀態(tài)下將以薄膜狀被擠壓到模具表面與石墨材料發(fā)生粘附,在下次使用模具前必須將粘附金屬殘留物人工刮除,這就導致了模具形狀和尺寸超差。
5.壓潰。石墨模具直接與含金剛石的胎體粉接觸,接觸面為高壓狀態(tài),金剛石與石墨模具擠壓,由于硬度相差太大;與金剛石刀頭接觸的模具面會產(chǎn)生凹坑。