真空爐石墨模具是高溫粉末冶金、硬質(zhì)合金燒結(jié)及真空鑄錠等極d工況下不可少的關(guān)鍵工藝部件。它不僅是成型的載體,更是集高純材質(zhì)、精密制造與優(yōu)異熱工性能于一體的核心功能件。
在材料特性上,該類模具通常選用高密度、高純度的等靜壓石墨作為基材。這種材料具有極低的熱膨脹系數(shù)和z越的抗熱震性能,能夠承受真空爐內(nèi)反復(fù)的快速升降溫循環(huán)而不開裂或變形。同時(shí),高純石墨具備出色的化學(xué)惰性與自潤滑特性,在高溫下不易與熔融金屬或硬質(zhì)合金發(fā)生反應(yīng),有效避免了物料污染,且具備良好的不粘料與自主脫模性能。
一、使用前檢查
新模具使用前檢查外觀,確認(rèn)無裂紋、缺角、分層等損傷,表面光滑無明顯氣孔和雜質(zhì)
核對石墨牌號是否匹配工藝溫度和氣氛,不同密度和粒度的石墨適用溫度和強(qiáng)度不同,不可混用
檢查模具尺寸精度,型腔、定位面是否符合圖紙要求,配合面間隙合適
s次使用的石墨模具建議進(jìn)行預(yù)燒處理,在真空環(huán)境下緩慢升至使用溫度保溫?cái)?shù)小時(shí),去除成型時(shí)殘留的粘結(jié)劑和吸附氣體,防止正式使用時(shí)放氣影響真空度
組裝式模具檢查各部件配合情況,緊固件齊全,螺紋完好
二、安裝與擺放
輕拿輕放,石墨材質(zhì)脆硬,磕碰易崩邊斷裂,不可摔落和敲擊
模具平穩(wěn)放置在爐內(nèi)料架或墊板上,受力均勻,避免單點(diǎn)承重導(dǎo)致斷裂
多層擺放時(shí)上下對齊,重心居中,防止高溫下軟化偏斜倒塌
模具與爐體加熱元件、爐壁保持足夠距離,避免局部過熱和放電
疊放高度不宜過高,根據(jù)石墨強(qiáng)度和模具壁厚控制層數(shù),防止底層模具壓潰
三、升溫與降溫控制
嚴(yán)格控制升溫速率,尤其是低溫段和接近使用溫度段,石墨雖耐高溫但熱震穩(wěn)定性有限,過快升溫易產(chǎn)生熱應(yīng)力開裂
大型或厚壁模具升溫速率適當(dāng)放慢,保證內(nèi)外溫度均勻,減小溫差應(yīng)力
降溫同樣不可過快,高溫出爐或急冷會(huì)導(dǎo)致熱震裂紋,必須隨爐冷卻至安全溫度以下才可開爐
溫度不可超過該牌號石墨的最高使用溫度,超溫會(huì)導(dǎo)致石墨軟化變形、晶粒長大、強(qiáng)度急劇下降
反復(fù)冷熱循環(huán)會(huì)累積熱疲勞損傷,定期檢查模具微裂紋情況,達(dá)到壽命及時(shí)更換
四、真空與氣氛控制
石墨在空氣中400攝氏度以上開始氧化,因此必須保證爐內(nèi)真空度或惰性氣氛保護(hù),嚴(yán)禁在含氧環(huán)境下高溫使用
升溫前必須抽真空至規(guī)定要求后再開始加熱,防止低溫階段空氣殘留造成緩慢氧化
通入保護(hù)氣體時(shí)使用高純度氮?dú)饣驓鍤猓瑲怏w需脫氧干燥處理,含氧和水分過高會(huì)加速石墨侵蝕
定期檢查爐體密封性,漏氣會(huì)導(dǎo)致石墨模具氧化損耗加快,表面出現(xiàn)麻點(diǎn)、疏松、重量減輕
工藝結(jié)束后必須待溫度降至氧化溫度以下,才可破真空開門取料
五、工件裝料操作
工件放入模具前清理干凈,去除油污、毛刺、氧化皮,防止雜質(zhì)高溫下與石墨反應(yīng)或污染模具
工件擺放居中,受力均勻,偏心加載會(huì)導(dǎo)致模具單側(cè)受力斷裂
熱壓成型工藝控制加壓速度和壓力大小,加壓平穩(wěn)不可沖擊,壓力值在石墨模具許用抗壓強(qiáng)度范圍內(nèi)
避免工件與模具發(fā)生粘連,必要時(shí)噴涂氮化硼等脫模劑,或鋪放石墨紙隔離,脫模劑需均勻薄涂,不可堆積
取出工件時(shí)待溫度充分降低,使用專用工具,不可硬撬硬掰,防止模具型腔崩裂
六、日常維護(hù)與保養(yǎng)
每次使用后清理模具表面殘留物、積碳和飛濺物,用軟毛刷或砂紙輕輕打磨,保持工作面光潔
定期檢查模具尺寸變化和表面狀態(tài),氧化嚴(yán)重、尺寸超差、出現(xiàn)裂紋時(shí)及時(shí)報(bào)廢更換
組合模具的螺栓、銷釘?shù)冉饘偌邷睾罂赡芤溃鹦稌r(shí)小心處理,不可強(qiáng)行擰動(dòng)
長期不用的模具清理干凈后存放,做好防塵防潮
建立模具使用臺(tái)賬,記錄使用次數(shù)、溫度、壓力和狀態(tài),評估剩余壽命
七、存放保管要求
存放于干燥通風(fēng)環(huán)境,石墨多孔易吸潮,潮濕環(huán)境會(huì)吸附水分,再次使用升溫時(shí)水分急劇汽化可能導(dǎo)致模具開裂
平放或?qū)S弥Ъ艽娣牛豢啥询B擠壓,防止變形和斷裂
遠(yuǎn)離油污和化學(xué)試劑,避免石墨吸附后高溫使用產(chǎn)生不良反應(yīng)
搬運(yùn)使用專用夾具或襯墊,防止邊角磕碰
不同牌號、不同用途的石墨模具分類存放,標(biāo)識清楚,防止混用
八、安全注意事項(xiàng)
高溫出爐的石墨模具表面溫度高,即使外觀不發(fā)紅也可能有數(shù)百攝氏度,必須佩戴耐高溫手套操作,防止?fàn)C傷
破損的石墨模具產(chǎn)生的粉塵吸入有害,清理時(shí)佩戴防塵口罩
模具出現(xiàn)明顯裂紋、大缺口時(shí)禁止繼續(xù)使用,防止高溫下突然斷裂造成工件報(bào)廢和設(shè)備損傷
真空環(huán)境下石墨高溫會(huì)與某些金屬發(fā)生碳擴(kuò)散反應(yīng),導(dǎo)致工件滲碳或模具被侵蝕,根據(jù)工件材質(zhì)評估兼容性,必要時(shí)加隔離層
大型石墨模具重量大,搬運(yùn)時(shí)使用起重工具,防止砸傷
