粉末冶金爐石墨件的作業(yè)原理首要依據(jù)石墨的耐高溫性、導(dǎo)熱性、潤(rùn)滑性、化學(xué)安穩(wěn)性等物理化學(xué)特性,通過(guò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃(如模具型腔、舟皿承載面)和工藝合作(如溫度控制、氣氛保護(hù)),在粉末冶金全流程中結(jié)束成型、傳熱、脫模、承載等核心功用。以下從石墨件類(lèi)型出發(fā),結(jié)合具體工藝環(huán)節(jié)說(shuō)明其作業(yè)原理:
1.石墨模具:通過(guò)高導(dǎo)熱性結(jié)束精密成型
作業(yè)原理:
石墨模具是金屬粉末約束成型的要害東西,其高導(dǎo)熱性(導(dǎo)熱系數(shù)是一般鋼材的3-5倍)可快速傳遞熱量,保證模具溫度均勻,削減燒結(jié)件內(nèi)部應(yīng)力。例如,在硬質(zhì)合金刀具燒結(jié)中,石墨模具能將溫度梯度控制在±5℃以?xún)?nèi),防止因部分過(guò)熱導(dǎo)致變形或開(kāi)裂。
結(jié)構(gòu)規(guī)劃:模具型腔的精度直接影響燒結(jié)件規(guī)范,石墨可通過(guò)數(shù)控加工(CNC)制成雜亂型腔,滿意微型電子元件(如MIM工藝制造的手機(jī)卡托)的精密成型需求。
工藝合作:在冷壓或熱壓成型中,石墨模具的導(dǎo)熱性可加速粉末顆粒間的分散結(jié)合,前進(jìn)坯件致密度。例如,某汽車(chē)零部件企業(yè)選用石墨模具燒結(jié)鈦合金渦輪葉片,產(chǎn)品密度到達(dá)理論值的98%,外表粗糙度優(yōu)化至Ra1.6μm。
2.石墨坩堝:運(yùn)用耐腐蝕性結(jié)束高效熔煉
作業(yè)原理:
石墨坩堝用于熔煉金屬質(zhì)料或中心合金,其耐腐蝕性(對(duì)熔融金屬如銅、銀、鎳基高溫合金的腐蝕具有強(qiáng)抵抗力)可延伸運(yùn)用壽數(shù),是傳統(tǒng)陶瓷坩堝的2-3倍。
資料特性:高純石墨(灰分含量<50ppm)可防止雜質(zhì)污染,適用于半導(dǎo)體封裝用焊料(如金錫合金)的熔煉。某貴金屬精粹廠測(cè)驗(yàn)顯現(xiàn),石墨坩堝熔煉黃金的能耗較氧化鋁坩堝下降22%。
工藝優(yōu)化:涂層石墨坩堝(如碳化硅涂層)可進(jìn)一步前進(jìn)抗氧化性,在氧化性氣氛下的運(yùn)用壽數(shù)延伸40%,削減停機(jī)替換頻率。
3.石墨舟皿:通過(guò)熱震安穩(wěn)性支撐連續(xù)生產(chǎn)
作業(yè)原理:
石墨舟皿用于承載金屬粉末或坯體,在連續(xù)燒結(jié)爐中結(jié)束高溫處理。其低熱膨脹系數(shù)使其在急冷急熱環(huán)境下不易開(kāi)裂,適用于高頻次生產(chǎn)。
化學(xué)慵懶:在氫、氮等保護(hù)氣氛中,石墨舟皿不與金屬粉末反響,保證燒結(jié)成分安穩(wěn)。例如,在釹鐵硼磁體燒結(jié)中,石墨舟皿可防止稀土元素的氧化損耗,前進(jìn)資料功用。
結(jié)構(gòu)規(guī)劃:舟皿的均勻分布規(guī)劃有助于結(jié)束燒結(jié)爐內(nèi)溫度均勻性,削減部分過(guò)熱或過(guò)冷導(dǎo)致的缺點(diǎn)。
4.石墨加熱器:依靠高溫安穩(wěn)性供給均勻熱場(chǎng)
作業(yè)原理:
石墨加熱器(如棒狀、管狀)是真空燒結(jié)爐的核心部件,擔(dān)任供給均勻熱場(chǎng)。其高溫安穩(wěn)性(可在真空或慵懶氣氛中作業(yè)至2800℃,遠(yuǎn)高于金屬加熱元件如鉬的極限1600℃)和快速呼應(yīng)才能(電阻率低且隨溫度改變小)可結(jié)束精準(zhǔn)控溫(±1℃)。
技能打破:成都炭材研制的等靜壓石墨加熱器,直徑達(dá)1.5米,支撐第四代核反響堆堆芯資料的大規(guī)范燒結(jié),填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。
節(jié)能效果:石墨加熱器的能耗較傳統(tǒng)電阻爐下降15%-20%,年節(jié)省電費(fèi)超50萬(wàn)元。
5.石墨基潤(rùn)滑劑:運(yùn)用高溫潤(rùn)滑性前進(jìn)脫模功率
作業(yè)原理:
石墨基潤(rùn)滑劑用于削減金屬粉末與模具的抵觸,前進(jìn)脫模功率。其高溫潤(rùn)滑性(在800℃以上仍能構(gòu)成安穩(wěn)潤(rùn)滑膜)可防止燒結(jié)件與模具粘連,延伸模具壽數(shù)。
應(yīng)用事例:某硬質(zhì)合金企業(yè)運(yùn)用石墨脫模劑后,模具壽數(shù)從500次前進(jìn)至1500次,一同削減廢品率。
環(huán)保優(yōu)勢(shì):替代含氟脫模劑,削減有毒氣體排放,契合綠色制造規(guī)范。
