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水冷板石墨模具的原料与尺度分析
一、原料特性
水冷板石墨模具的中心原料为高纯度人造石墨，其关键功能指标如下：
物理功能
    纯度：≥99.99%，灰分<0.001%，蒸发分<0.12%，保证化学稳定性与耐高温性。
    密度：99.99%（固定碳含量），高密度提高导热性与结构强度。
    力学功能：紧缩强度≥200MPa，抗弯折强度≥150MPa，满意高压钎焊工艺需求。
热功能
    导热性：优良导热功能，加速冷却液与水冷板热交换功率。
    热膨胀系数：极低（仅为铜材的1/30），削减高温变形危险，保证尺度精度。
    耐热性：提高温度达3650℃，可承受钎焊高温（800℃以上）。
加工功能
    自润滑性：削减加工刀具磨损，下降杂乱流道加工难度。
    机械加工性：可切削、磨削、电火花加工，完成高精度（加工精度0.2mm）与杂乱形状。
二、典型尺度参数
    水冷板石墨模具的尺度规划需适配水冷板结构与钎焊工艺，常见参数如下：
外形尺度
    长度与宽度：300~500mm（适配水冷板散热区域），厚度10~30mm（平衡导热与强度）。
    端面尺度：例如300mm×100mm，高度580mm（模仿板坯冷却条件规划）。
流道尺度
    直径或宽度：3~8mm（优化冷却液流速与压力丢失）。
    壁厚：≥2mm（避免加工或使用中决裂）。
    流道布局：直通、蛇形或仿生分形结构，添加换热面积。
分型面与合作尺度
    平面度：≤0.05mm，保证钎焊密封性。
    合作公差：分型面间隙±0.02mm，避免高温走漏。
三、原料与尺度的协同优化
原料挑选对尺度的限制
    高纯度石墨的低热膨胀系数答应规划更薄壁流道（如2mm），提高散热功率。
    自润滑性下降加工难度，支持杂乱流道结构（如蛇形、分形）的完成。
尺度规划对原料功能的利用
    厚壁结构（如30mm）增强模具刚度，削减高温变形危险。
    流道截面积与冷却液流量匹配，优化导热功率。
四、使用事例与数据
金刚石东西热压烧结模具
    原料：超细颗粒结构石墨（平均粒径<15μm），气孔率小、结构细密。
    尺度：定制化规划，适配热压烧结工艺（温度1000±2℃，压力16~50MPa）。
    功能：使用寿命达30~40次，保证金刚石东西尺度精度与外观质量。
铝合金接连铸造模具
    原料：高纯石墨（纯度99.99%），自润滑性下降铸锭摩擦力。
    尺度：流道直径与冷却水系统匹配，完成铝合金液快速凝结。
    效果：铸锭表面光滑，结晶组织均匀，成品率提高。