金剛石石墨模具中石墨材料的應用

所謂石墨就是以其良好的物理和化學性能成為金剛石工具制造中，金剛石石墨模具制作理想材料，石墨最為金剛石石墨模具所使用的優勢：

1、具備優良的導熱性能和導電性能；

2、線膨脹系數比較低，導熱性能穩定同時抗熱沖擊性能強；

3、耐腐蝕和多數的金屬不容易發生反應；

4、在高溫下，強度會隨著溫度的升高而不斷升高；

5、具備很好的潤滑和抗磨性能；

6、便于加工，機械功能強，可以制作成各種的形狀復雜，精度較為高的熱壓模。

模具在家電、汽車、機電、航空航天等工業領域日益成為工業化批量生產的主要工藝設備，承擔了這些工業中60%-90%的產品零部件的加工生產。近年來高速銑削突破了傳統銑削難以加工高硬、高強、高韌模具材料的限制。但電火花加工具有加工精度和表面質量高，可加工范圍寬，特別是在復雜、精密、薄壁、窄縫、高硬材料的模具型腔加工中的優勢是高速銑削所不能比擬的，因此放電加工將仍然是模具型腔加工的主要手段。由于石墨電極(與銅相比)有電極消耗少、放電加工速度快、機械加工性能好、重量輕、熱膨脹系數小等優越性，逐漸替銅電極成為電加工電極的主流。　石墨電極與銅相比，有著消耗少、放電速度快、重量輕以及熱膨脹系數小等優越性，因此逐漸替銅電極成為放電加工電極的主流。相比之下，石墨電極材料具有以下優勢：

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勢明顯，銅的軟化點在1000度左右，容易因受熱而產生變形，石墨的升華溫度為3650度左右。

燒結模及其它金剛石燒結模具

利用人造石墨材料熱變形極小的特點，可制造晶體管的燒結模具和支架，現已廣泛使用，它已成為發展半導體工業不可缺少的材料。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熱元件和模具支撐的雙重作用,石墨模具質量的優劣,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,環境為非真空狀態。在此工況條件下,既要求成型及發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異性能。目前,西方發達國家金剛石工具制造用石墨模具材料,主要為超細顆粒結構、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、結構致密、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硬度高，抗氧化性能好，加工精度高等特點，采用優質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。