石墨模具损坏类型有哪些?
现代石墨模具的加工更多依赖于自动化程度高的高精高效机床。从石墨模具的粗加工和热处理,到各种精加工的质量控制和检测,都需要设备齐全,匹配合理。其中数控加工设备占很大比重,以适应单位或小批量模具的生产。石墨模具损坏类型及原因分析。
1.模具内孔尺寸较大的超差型。
30%左右的模具报废是因为使用几次后内孔变大,尺寸超差。使用中观察到模具内孔与空气接触不充分,基本没有氧化,或者氧化很轻微。在热压中,将烧结的基体材料和钻杆填充到石墨模具的内孔中。在高温下,基体材料中的金属粘合剂处于熔融或半熔融状态。虽然大多数熔融金属很难自发渗透到石墨材料中,但是在压力下,熔融金属会以薄膜的形式被挤压到模具的内壁表面,并粘附到石墨材料上。这种粘附性不仅与烧结基体材料的配方和成分有关,而且与石墨材料的孔隙率、孔的大小和模具内壁的光滑度有显著的相关性。由于这种粘附,当烧结零件冷却脱模时,一些金属残留物经常粘附在模具的内壁上,在下次使用模具之前必须将其除去。在工业生产现场,这种清理模具的操作是用金属刀片等工具手工刮,导致模具内孔尺寸变大或内壁粗糙度增加,加速了模具的损坏。减少熔融金属的粘附,提高材料的耐磨性是减少这种损伤的关键。
2.敲击脱模损伤型
由于(2)中提到的原因,有时烧结体无法从模具中拔出,只能反复敲打模具和钻杆才能脱模。这样有时模具上下边缘或外壁表面因敲击而脱落,产生缺陷,在接下来的烧结中会加速氧化。同时,这些地方也是机械应力的集中点。这就要求石狡的材料结构应精细且强度高。
3.模底棋盘格壁断裂式
由于石墨材料机械强度低或模具设计不合理,导致模底或触壁强度不足以承受热压压力。当压力加到一定程度时,沿模底与模堡内壁连接处的应力集中部位出现横向裂纹,在材料强度不足的情况下,模壁或模底也出现裂纹。
4.氧化裂纹型
这种伤害是最严重的。在空气中,石墨材料加热到一定温度就开始氧化。不同石墨材料的氧化起始温度不同,人造石墨材料的氧化起始温度约为450℃。温度越高,氧化速度越快。碳的氧化产物是CO和CO2气体,因此,随着氧化的进行,石墨材料逐渐被消耗。人造石墨是一种多孔分散结构材料。随着氧化的进行,孔隙变大变多,结构变得疏松,机械强度大大降低。在工业现场可以明显观察到碳粉从模具表面脱落,表面变得粗糙不平,模具壁变薄。当石墨材料氧化到一定程度时,在压力作用下,沿模壁出现垂直裂纹而被破坏。事实上,为了不浪费烧结材料,有经验的操作者总是避免模具断裂的发生,模具氧化到危险程度就不再使用。提高材料的抗氧化能力是减少这种损伤的关键。
以上四种损伤在工业生产中并不是独立存在的,而是混合在一起的,四种损伤同时在起作用,只是最后表现在某一种类型上。
