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西格里石墨EK72石墨舟 石墨工藝品

模具石墨

機(jī)械工業(yè)中的鑄造行業(yè)大量使用石墨材料作為加壓鑄造、離心鑄造,、超硬合金的熱擠壓等加工的模具,，大到火車車輪，小到精密零件都可以使用石墨模具,。石墨模具可多次重復(fù)使用,，脫模后的鑄件具有較高的光潔度，有的無(wú)需進(jìn)一步加工即可使用,。用作鑄造模具的石墨材料應(yīng)該是質(zhì)地致密,、熱膨脹系數(shù)較低、抗氧化性能較好的石墨,，用于鑄 造尺寸較大的鑄件的石墨可以用較粗的粒度組成,，而用于鑄造小型精密零件的石墨必須使用細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)的石墨。

在模具石墨中以金屬連續(xù)鑄造石墨的質(zhì)量要求最嚴(yán),，要求其熱導(dǎo)率高,，熱穩(wěn)定性和耐熱沖擊性好，潤(rùn)滑性好,，不與熔融金屬浸潤(rùn),，不與鑄造金屬反應(yīng)，容易加工成尺寸精確的模具,。

合成金剛石用石墨

工業(yè)上金剛石是重要的切割和研磨材料,，但是天然開采的金剛石產(chǎn)量很少，且價(jià)格昂貴,。石墨和金剛石同屬于碳元素,，只是結(jié)晶形態(tài)不同，在高溫,、高壓下石墨可轉(zhuǎn)化成金剛石結(jié)晶形態(tài),，早在1954年瑞典和美國(guó)相繼成功合成人造金剛石成功，中國(guó)也在20世紀(jì)60年代合成了人造金剛石,，并在20世紀(jì)70年代生產(chǎn)出合成人造金剛石的專用石墨材料,，形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模，中國(guó)生產(chǎn)的合成金剛石專用石墨分為3類，特點(diǎn)及用途見圖表,。

高純石墨

高純石墨一般指含碳量在99.99%以上的石 墨,，在組織結(jié)構(gòu)上可分為粗顆粒結(jié)構(gòu)、細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)和超細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)三類,，高純石墨大量用于直拉單晶硅爐中,。集成電路的基礎(chǔ)材料主要是硅單晶芯片，目前硅單晶的成長(zhǎng)工藝主要采用直拉法,，其他方法還有磁場(chǎng)直拉法,、區(qū)域法以及雙坩堝拉晶法，直拉單晶硅爐中的石墨件是消耗品,，采用高純石墨材料加工成直拉單晶硅爐的加熱系統(tǒng),。

高純石墨另一重要用途是加工成各類坩堝，用于生產(chǎn)貴金屬,、稀有金屬或高純金屬,、非金屬材料。光譜分析用石墨電極也是一種高純石墨,，可用于除碳元素以外的所有元素的光譜化學(xué)分析,，光譜分析用石墨電極用擠壓方法成型。成品的雜質(zhì)元素含量應(yīng)不大于6*10-5,。在光譜分析中制備標(biāo)準(zhǔn)樣品和用化學(xué)方法捕集雜質(zhì)時(shí)需用光譜純炭粉或光譜純石墨粉,，這兩種高純材料對(duì)雜質(zhì)含量的要求都是在6*10-5；在某些用途方面,，需要含碳量達(dá)到99.9995%,，總灰分含量小于5*10-6。高純石墨的成型方法有擠壓成型,、模壓成型及等靜壓成型三種,。

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加壓鑄造用模具

人造石墨材料已成功地用于有色金屬的加壓鑄造上。例如,，用人造石墨材料制造的加壓鑄造用模具生產(chǎn)的鋅合金和銅合金的鑄件已用于汽車零件等方面,。

離心鑄造用石墨模具

石墨模已成功應(yīng)用于離心鑄造上。美國(guó)已采用壁厚為25 毫米以上的人造石墨鑄模來(lái)離心 鑄造青銅套管,。為了防止人造石墨模的燒損,，可采取一定的防氧化措施。澆鑄一定數(shù)量的鑄件后,，如果發(fā)現(xiàn)鑄模內(nèi)表面燒損,，可以將鑄模內(nèi)孔的尺寸擴(kuò)大以便用來(lái)鑄造大規(guī)格套管,。

熱壓壓模 模具

人造石墨熱壓壓模用于硬質(zhì)合金的加壓燒結(jié)方面具有下述特點(diǎn)：　一是若壓制溫度提高到1350-1450 度時(shí),，則所需單位壓力可降到67-100 公斤力/ 平方厘米（即為冷壓壓力的1/10 ）就可; 二是加壓和加熱在同一道工序進(jìn)行，經(jīng)短時(shí)間的燒結(jié)就能得到致密的燒結(jié)體。

玻璃成型用模具

由于石墨材料具有化學(xué)穩(wěn)定性,，不易受熔融玻璃的浸潤(rùn),，不會(huì)改變玻璃的成分，石墨材料耐熱沖擊性能良好,，尺寸隨溫度變化小等特點(diǎn),，所以近年來(lái)在玻璃制造中成為的模具材料，可以用它來(lái)制造玻璃管,，彎管,，漏斗及其它各種異型玻璃瓶的鑄模。

燒結(jié)模及其它金剛石燒結(jié)模具

利用人造石墨材料熱變形極小的特點(diǎn),，可制造晶體管的燒結(jié)模具和支架,，現(xiàn)已廣泛使用，它已成為發(fā)展半導(dǎo)體工業(yè)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(jié)金剛石工具用石墨模具,在金剛石工具制造過程中擔(dān)負(fù)著發(fā)熱元件和模具支撐的雙重作用,石墨模具質(zhì)量的優(yōu)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(jié)工藝要求:溫度達(dá)到(1 000±2)℃,成型壓力16～50 MPa,保溫保壓時(shí)間為15～30 min,環(huán)境為非真空狀態(tài),。在此工況條件下,既要求成型及發(fā)熱元件的石墨模具具有導(dǎo)電性、較高的電阻率,、足夠的機(jī)械強(qiáng)度,還需要其具有良好的抗氧化性能和較長(zhǎng)的使用壽命,以確保金剛石工具的尺寸精度和優(yōu)異性能,。目前,西方發(fā)達(dá)國(guó)家金剛石工具制造用石墨模具材料,主要為超細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)致密、表面光潔度高,、抗氧化性較強(qiáng),平均使用壽命可達(dá)30～40次,。金剛石模具要求材質(zhì)硬度高，抗氧化性能好,，加工精度高等特點(diǎn),，采用優(yōu)質(zhì)石墨原材料大大延長(zhǎng)了模具使用壽命和提高了抗氧化性能。