粉環(huán)燒結(jié)石墨模具的工作原理

粉環(huán)燒結(jié)石墨模具的作業(yè)原理基于石墨資料的導(dǎo)熱性、耐高溫性及化學(xué)穩(wěn)定性，經(jīng)過支撐粉環(huán)生坯、促進熱量傳遞并操控?zé)Y(jié)環(huán)境，完成粉環(huán)的細密化與成型。以下從中心功用、技術(shù)完成、使用優(yōu)勢三個層面展開剖析：
一、中心功用：支撐與導(dǎo)熱
支撐粉環(huán)生坯
    模具作為承燒板或容器，直接承載粉環(huán)生坯，避免其在高溫?zé)Y(jié)過程中因重力或熱應(yīng)力導(dǎo)致變形。例如，在熱壓燒結(jié)中，石墨模具需承受16-50MPa的壓力，同時堅持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
促進熱量傳遞
    石墨的導(dǎo)熱系數(shù)可達100-200W/(m·K)，遠高于普通陶瓷資料。在燒結(jié)爐中，模具經(jīng)過高效導(dǎo)熱使粉環(huán)均勻受熱，縮短燒結(jié)周期。例如，將燒結(jié)溫度從753K提高至773K后，粉環(huán)細密度明顯提升，這得益于石墨模具的快速傳熱能力。
二、技術(shù)完成：熱壓同步與氣氛操控
熱壓同步工藝
    在熱壓燒結(jié)中，石墨模具兼具發(fā)熱元件與模具支撐功用。經(jīng)過加壓加熱同步進行，使粉環(huán)在1350-1450℃高溫下短時刻細密化，單位壓力可降至冷壓的1/10。例如，硬質(zhì)合金燒結(jié)中，石墨模具可完成67-100公斤力/平方厘米的低壓成型。
氣氛保護與隔熱
    防氧化辦法：在模具表面面包裹石墨氈，避免外側(cè)散熱導(dǎo)致溫度梯度，影響燒結(jié)質(zhì)量。
    隔層規(guī)劃：粉體與模具壓桿間用2層石墨紙離隔，既避免粘結(jié)，又提高導(dǎo)電性。例如，在SPS（放電等離子燒結(jié)）中，石墨紙可保證直流脈沖電流順暢穿過粉體。
三、使用優(yōu)勢：高效、精準(zhǔn)與經(jīng)用
高效細密化
    石墨模具的熱膨脹系數(shù)低（僅為銅的1/30），在高溫下尺寸穩(wěn)定性強，可削減粉環(huán)燒結(jié)后的收縮裂紋。例如，經(jīng)過延長保溫時刻至40分鐘，粉環(huán)細密度得到明顯改善。
加工精度高
    石墨模具可加工成雜亂形狀，如“凹”字形截面成型模與通孔截面中心模組合，降低生產(chǎn)能耗。同時，其機械加工功能優(yōu)于金屬，可制造高精度模具。
使用壽命長
    采用電火花燒結(jié)工藝制成的石墨模具，成本僅為傳統(tǒng)機加工模具的1/10，但使用壽命提高6.4倍。例如，涂敷陶瓷粉末后，模具耐熱功能提升，可燒結(jié)WC-Co合金等高硬度資料。

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