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高密度石墨材料中钢石墨XV930电子石墨模具

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模具石墨

 

机械工业中的铸造行业大量使用石墨材料作为加压铸造、离心铸造、超硬合金的热挤压等加工的模具,大到火车车轮,小到精密零件都可以使用石墨模具。石墨模具可多次重复使用,脱模后的铸件具有较高的光洁度,有的无需进一步加工即可使用。用作铸造模具的石墨材料应该是质地致密、热膨胀系数较低、抗氧化性能较好的石墨,用于铸 造尺寸较大的铸件的石墨可以用较粗的粒度组成,而用于铸造小型精密零件的石墨必须使用细颗粒结构的石墨。

 

在模具石墨中以金属连续铸造石墨的质量要求最严,要求其热导率高,热稳定性和耐热冲击性好,润滑性好,不与熔融金属浸润,不与铸造金属反应,容易加工成尺寸精确的模具。

合成金刚石用石墨

 

工业上金刚石是重要的切割和研磨材料,但是天然开采的金刚石产量很少,且价格昂贵。石墨和金刚石同属于碳元素,只是结晶形态不同,在高温、高压下石墨可转化成金刚石结晶形态,早在1954年瑞典和美国相继成功合成人造金刚石成功,中国也在20世纪60年代合成了人造金刚石,并在20世纪70年代生产出合成人造金刚石的专用石墨材料,形成了一定的生产规模,中国生产的合成金刚石专用石墨分为3类,特点及用途见图表。

 石墨

  (1)、作耐火材料: 石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。   

  (2)、作导电材料:在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。   

  (3)、作耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下,不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和轴承,它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。   

  (4)、石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好,渗透率低等特点,就大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。   

  (5)、作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料:由于石墨的热膨胀系数小,而且能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器的铸模,使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确,表面光洁成品率高,不经加工或稍作加工就可使用,因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚,区域精炼容器,支架夹具,感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻炉炉管,棒、板、格棚等元件。   

  (6)、用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中,铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,杂质含量不应超过几十个 PPM 。特别是其中硼含量应少于 0.5PPM 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。   

  (7)、石墨还能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用 4~5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。  (8)、石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后,可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。   

  (9)、电极:石墨何以能取代铜做为电极?20世纪60年代,铜做为电极材料被广泛应用,使用率约占90%,石墨仅有10%左右;21世纪,越来越多的用户开始选择石墨作为电极材料,在欧洲,超过90%以上的电极材料是石墨。铜,这种曾经占统治地位的电极材料,和石墨电极相比它的优势几乎消失殆尽。是什么导致了这个戏剧性的变化?当然是石墨电极的诸多优势。 

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