在粉末冶金炉中,石墨承烧板作为要害功用部件,首要依据其耐高温性、导热性、化学安稳性及润滑性等特性,在粉末冶金全流程中结束承载、传热、脱模、维护及结构支撑等核心作用,具体如下:
1.承载与支撑:高温环境下的结构安稳性
耐高温性:石墨的熔点达3850±50℃,沸点4250℃,在慵懒环境中可长时间承受3000℃以上高温。在粉末冶金烧结炉中,石墨承烧板作为工件承载途径,需在1600-2200℃下坚持结构安稳,保证烧结过程中无变形或分裂。例如,在真空烧结炉中,其可承受高温熔融金属的冲击,保证烧结件均匀受热。
低热膨胀系数:石墨的热膨胀系数极低,在急冷急热环境下(如从室温骤升至2000℃)不易开裂,适用于高频次出产场景。例如,在接连烧结炉中,石墨承烧板可承受数千次循环加热而不损坏。
2.传热与温度操控:优化烧结工艺的要害
高导热性:石墨导热系数达100-400W/(m·K),是铜的3-5倍,可快速传递热量,削减烧结件内部应力。例如,在硬质合金刀具烧结中,石墨模具能将温度梯度操控在±5℃以内,防止部分过热导致变形或开裂。
温度均匀性:通过结构设计(如舟皿的均匀分布),石墨承烧板可结束烧结炉内温度均匀性,削减部分过热或过冷缺陷。例如,在钕铁硼磁体烧结中,其可防止稀土元素氧化损耗,行进材料性能。
3.脱模与润滑:削减冲突与磨损
自润滑性:石墨层状结构使其冲突系数低(相似二硫化钼),在机械部件中运用广泛。在粉末冶金中,石墨承烧板作为模具内衬或舟皿,可削减与金属粉末的冲突,防止烧结件粘连,行进脱模功率。例如,在MIM(金属打针成型)工艺中,石墨模具可下降脱模力,延伸模具寿数。
化学慵懒:在氢、氮等维护气氛中,石墨不与金属粉末反响,保证烧结成分安稳。例如,在钛合金涡轮叶片烧结中,石墨模具可防止杂质污染,产品密度达理论值的98%。
4.化学安稳性:维护设备与材料
耐腐蚀性:石墨对酸、碱、盐及有机溶剂具有杰出耐腐蚀性,在化工范畴常作为反响槽内衬或管道材料。在粉末冶金中,其可抵抗熔融金属(如铜、银、镍基高温合金)的腐蚀,延伸设备运用寿数。例如,石墨坩埚熔炼黄金的能耗较氧化铝坩埚下降22%。
抗氧化性:在慵懒气氛(如真空、氩气)中,石墨无需涂层即可长时间运用;在氧化性气氛中,通过碳化硅或氮化硼涂层可进一步行进寿数。例如,涂层石墨坩埚在氧化性气氛下的运用寿数延伸40%。
5.工艺优化与本钱效益
高纯度操控:高纯石墨(灰分含量<50ppm)可防止杂质污染,适用于半导体封装用焊料(如金锡合金)的熔炼。例如,在电子元件烧结中,高纯石墨承烧板可削减缺陷率,行进产品良率。
可加工性:石墨可通过数控加工(CNC)制成杂乱型腔,满足微型电子元件(如手机卡托)的精密成型需求。例如,某轿车零部件企业选用石墨模具烧结钛合金涡轮叶片,外表粗糙度优化至Ra1.6μm。
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