石墨模具損壞類型有哪些?
現(xiàn)代石墨模具的加工更多依賴于自動化程度高的高精高效機(jī)床。從石墨模具的粗加工和熱處理,到各種精加工的質(zhì)量控制和檢測,都需要設(shè)備齊全,匹配合理。其中數(shù)控加工設(shè)備占很大比重,以適應(yīng)單位或小批量模具的生產(chǎn)。石墨模具損壞類型及原因分析。
1.模具內(nèi)孔尺寸較大的超差型。
30%左右的模具報(bào)廢是因?yàn)槭褂脦状魏髢?nèi)孔變大,尺寸超差。使用中觀察到模具內(nèi)孔與空氣接觸不充分,基本沒有氧化,或者氧化很輕微。在熱壓中,將燒結(jié)的基體材料和鉆桿填充到石墨模具的內(nèi)孔中。在高溫下,基體材料中的金屬粘合劑處于熔融或半熔融狀態(tài)。雖然大多數(shù)熔融金屬很難自發(fā)滲透到石墨材料中,但是在壓力下,熔融金屬會以薄膜的形式被擠壓到模具的內(nèi)壁表面,并粘附到石墨材料上。這種粘附性不僅與燒結(jié)基體材料的配方和成分有關(guān),而且與石墨材料的孔隙率、孔的大小和模具內(nèi)壁的光滑度有顯著的相關(guān)性。由于這種粘附,當(dāng)燒結(jié)零件冷卻脫模時,一些金屬殘留物經(jīng)常粘附在模具的內(nèi)壁上,在下次使用模具之前必須將其除去。在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場,這種清理模具的操作是用金屬刀片等工具手工刮,導(dǎo)致模具內(nèi)孔尺寸變大或內(nèi)壁粗糙度增加,加速了模具的損壞。減少熔融金屬的粘附,提高材料的耐磨性是減少這種損傷的關(guān)鍵。
2.敲擊脫模損傷型
由于(2)中提到的原因,有時燒結(jié)體無法從模具中拔出,只能反復(fù)敲打模具和鉆桿才能脫模。這樣有時模具上下邊緣或外壁表面因敲擊而脫落,產(chǎn)生缺陷,在接下來的燒結(jié)中會加速氧化。同時,這些地方也是機(jī)械應(yīng)力的集中點(diǎn)。這就要求石狡的材料結(jié)構(gòu)應(yīng)精細(xì)且強(qiáng)度高。
3.模底棋盤格壁斷裂式
由于石墨材料機(jī)械強(qiáng)度低或模具設(shè)計(jì)不合理,導(dǎo)致模底或觸壁強(qiáng)度不足以承受熱壓壓力。當(dāng)壓力加到一定程度時,沿模底與模堡內(nèi)壁連接處的應(yīng)力集中部位出現(xiàn)橫向裂紋,在材料強(qiáng)度不足的情況下,模壁或模底也出現(xiàn)裂紋。
4.氧化裂紋型
這種傷害是最嚴(yán)重的。在空氣中,石墨材料加熱到一定溫度就開始氧化。不同石墨材料的氧化起始溫度不同,人造石墨材料的氧化起始溫度約為450℃。溫度越高,氧化速度越快。碳的氧化產(chǎn)物是CO和CO2氣體,因此,隨著氧化的進(jìn)行,石墨材料逐漸被消耗。人造石墨是一種多孔分散結(jié)構(gòu)材料。隨著氧化的進(jìn)行,孔隙變大變多,結(jié)構(gòu)變得疏松,機(jī)械強(qiáng)度大大降低。在工業(yè)現(xiàn)場可以明顯觀察到碳粉從模具表面脫落,表面變得粗糙不平,模具壁變薄。當(dāng)石墨材料氧化到一定程度時,在壓力作用下,沿模壁出現(xiàn)垂直裂紋而被破壞。事實(shí)上,為了不浪費(fèi)燒結(jié)材料,有經(jīng)驗(yàn)的操作者總是避免模具斷裂的發(fā)生,模具氧化到危險(xiǎn)程度就不再使用。提高材料的抗氧化能力是減少這種損傷的關(guān)鍵。
以上四種損傷在工業(yè)生產(chǎn)中并不是獨(dú)立存在的,而是混合在一起的,四種損傷同時在起作用,只是最后表現(xiàn)在某一種類型上。
