粉环烧结石墨模具的工作原理

粉环烧结石墨模具的作业原理基于石墨资料的导热性、耐高温性及化学稳定性，经过支撑粉环生坯、促进热量传递并操控烧结环境，完成粉环的细密化与成型。以下从中心功用、技术完成、使用优势三个层面展开剖析：
一、中心功用：支撑与导热
支撑粉环生坯
    模具作为承烧板或容器，直接承载粉环生坯，避免其在高温烧结过程中因重力或热应力导致变形。例如，在热压烧结中，石墨模具需承受16-50MPa的压力，同时坚持结构稳定性。
促进热量传递
    石墨的导热系数可达100-200W/(m·K)，远高于普通陶瓷资料。在烧结炉中，模具经过高效导热使粉环均匀受热，缩短烧结周期。例如，将烧结温度从753K提高至773K后，粉环细密度明显提升，这得益于石墨模具的快速传热能力。
二、技术完成：热压同步与气氛操控
热压同步工艺
    在热压烧结中，石墨模具兼具发热元件与模具支撑功用。经过加压加热同步进行，使粉环在1350-1450℃高温下短时刻细密化，单位压力可降至冷压的1/10。例如，硬质合金烧结中，石墨模具可完成67-100公斤力/平方厘米的低压成型。
气氛保护与隔热
    防氧化办法：在模具表面面包裹石墨毡，避免外侧散热导致温度梯度，影响烧结质量。
    隔层规划：粉体与模具压杆间用2层石墨纸离隔，既避免粘结，又提高导电性。例如，在SPS（放电等离子烧结）中，石墨纸可保证直流脉冲电流顺畅穿过粉体。
三、使用优势：高效、精准与经用
高效细密化
    石墨模具的热膨胀系数低（仅为铜的1/30），在高温下尺寸稳定性强，可削减粉环烧结后的收缩裂纹。例如，经过延长保温时刻至40分钟，粉环细密度得到明显改善。
加工精度高
    石墨模具可加工成杂乱形状，如“凹”字形截面成型模与通孔截面中心模组合，降低生产能耗。同时，其机械加工功能优于金属，可制造高精度模具。
使用寿命长
    采用电火花烧结工艺制成的石墨模具，成本仅为传统机加工模具的1/10，但使用寿命提高6.4倍。例如，涂敷陶瓷粉末后，模具耐热功能提升，可烧结WC-Co合金等高硬度资料。

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