Como fazer um molde de grafite?

O molde de grafite desempenha um papel importante no setor moderno. Ele tem boa resistência a altas temperaturas, excelente condutividade térmica, baixo coeficiente de expansão térmica e excelente estabilidade química. Isso faz com que o molde de grafite seja amplamente utilizado em muitos campos, como fundição de metal, fabricação de vidro e assim por diante. Por exemplo, na prensagem de produtos de vidro com molde de grafite, o molde de grafite pode fazer com que o vidro seja aquecido e formado de maneira uniforme. Além disso, ele pode produzir produtos de vidro de alta precisão.

Características e seleção de materiais de grafite

Os materiais de grafite têm muitas propriedades exclusivas. Sua excelente resistência a altas temperaturas ainda pode manter boas propriedades mecânicas em ambientes de alta temperatura. Ele pode suportar temperaturas de até milhares de graus Celsius. Isso o torna capaz de se adaptar a uma variedade de processos de processamento de alta temperatura. O grafite tem boa condutividade térmica e pode transferir calor de forma rápida e uniforme. Isso contribui para manter o equilíbrio da temperatura durante o processo de trabalho do molde e reduzir os defeitos do produto causados por superaquecimento ou subresfriamento local. Ao mesmo tempo, o coeficiente de expansão térmica do grafite é extremamente baixo. E sua estabilidade dimensional é alta quando a temperatura muda. Isso pode garantir a precisão do molde. Além disso, o grafite também tem boa estabilidade química. Não é fácil reagir na maioria dos meios químicos, como ácidos e álcalis. E pode resistir à erosão do líquido metálico e do líquido de vidro.

Pureza e tamanho de partícula do material de grafite

Ao escolher materiais de grafite, você deve considerar vários fatores necessários. O primeiro é a pureza do material. O grafite de alta pureza tem melhor desempenho. O baixo teor de impurezas pode reduzir o impacto adverso sobre o desempenho do molde. Por exemplo, para alguns moldes de grafite de alta precisão usados na fabricação de produtos eletrônicos, a pureza do grafite geralmente deve ser superior a 99,9%. O segundo é o tamanho da partícula de grafite. O tamanho diferente da partícula de grafite afeta a resistência, a densidade e as propriedades de processamento do molde.

Grafite fino tem alta resistência e superfície lisa, o que é adequado para a fabricação de moldes com formas complexas e requisitos de alta precisão. O grafite grosso tem boa permeabilidade a gases e usinabilidade. Ele é adequado para algumas peças de molde que não têm requisitos de resistência particularmente altos, mas precisam de processamento rápido. Além disso, é necessário selecionar materiais de grafite com resistência a choque térmico, condutividade elétrica e outras propriedades especiais correspondentes. (De acordo com o ambiente de uso específico e os requisitos de processo do molde). Por exemplo, na produção de moldes de fundição de metal, o foco pode estar mais na estabilidade e na resistência à erosão dos materiais de grafite em ambientes metálicos de alta temperatura. Para alguns moldes especiais, como a fabricação de joias de metal, pode haver requisitos mais altos para a finura e o acabamento da superfície do molde. Isso afeta a escolha dos materiais de grafite.

Tecnologia de processamento do molde de grafite

Processamento de corte

O processamento de corte é o elo básico da produção de moldes de grafite. Os métodos de corte comumente usados são o corte mecânico e o corte a laser. O corte mecânico, como a serra, é adequado para o corte preliminar de materiais de grafite de grande porte. Você pode usar ferramentas como lâminas de serra de diamante. Durante o processo de serragem, deve-se prestar atenção ao controle da velocidade de corte e da taxa de alimentação para evitar a queima e o colapso da borda dos materiais de grafite devido ao calor excessivo.

Para peças de molde de grafite com alta precisão e formato complexo, o corte a laser tem vantagens óbvias. O corte a laser pode realizar cortes de alta precisão. Sua largura de corte é estreita e a zona afetada pelo calor é pequena. Ele pode cortar uma variedade de formas complexas, como contornos finos, ranhuras estreitas e assim por diante. Durante o corte a laser, você deve definir parâmetros como a potência do laser e a velocidade de corte de forma razoável. De acordo com a espessura e as propriedades dos materiais de grafite para garantir a qualidade do corte. Os fabricantes de grafite podem cortar sob medida qualquer molde de grafite que você precisar com base nos desenhos.

Usinagem com controle numérico

O processamento do molde de grafite adota principalmente a tecnologia de processamento de controle numérico. A fresagem de controle numérico é um método de usinagem comumente usado. Ao escrever um programa de controle numérico preciso, várias estruturas de molde complexas, como superfície e cavidade, podem ser usinadas. No processo de fresamento, é necessário escolher a ferramenta adequada. Por exemplo, a ferramenta revestida de diamante, que tem alta dureza e boa resistência ao desgaste. Além disso, ela pode melhorar efetivamente a eficiência e a precisão do processamento.

Devido à textura frágil do material de grafite, é necessário usar uma profundidade de corte menor. Além disso, é possível alimentar a quantidade durante o processamento para evitar a força de impacto excessiva da ferramenta no material de grafite. Isso resulta em quebra da lâmina e danos ao material. Ao mesmo tempo, um bom sistema de resfriamento e lubrificação deve ser usado para reduzir o desgaste da ferramenta e a geração de pó de grafite. Por exemplo, o uso de ar comprimido ou de um líquido refrigerante especial para resfriamento e lubrificação pode não apenas garantir o bom andamento do processo de processamento, mas também remover oportunamente os resíduos de grafite gerados durante o processo de processamento. Isso pode evitar o impacto adverso na precisão do processamento e no equipamento da máquina-ferramenta.

Tratamento de superfície

O tratamento da superfície do molde de grafite é muito importante para melhorar o desempenho e a vida útil do molde. Os métodos comuns de tratamento de superfície são o tratamento de revestimento e o tratamento de polimento. A superfície do molde de grafite pode ser revestida com uma camada de materiais de alta temperatura, resistentes ao desgaste e à corrosão. Por exemplo, revestimento de carbeto de silício, revestimento de nitreto de boro, etc. Os métodos de revestimento incluem deposição de vapor químico (CVD) e deposição de vapor físico (PVD). Revestimento CVD tem as vantagens da espessura uniforme do revestimento e da forte força de ligação. Isso pode melhorar efetivamente a resistência à oxidação e ao desgaste do molde de grafite. O revestimento PVD tem as características de baixa temperatura de deposição, pouca influência na matriz do molde, etc.. Isso é adequado para alguns moldes de grafite com requisitos de alta precisão e não é adequado para tratamento de alta temperatura.

O polimento pode suavizar a superfície do molde de grafite e reduzir a rugosidade da superfície. Além disso, reduz a aderência do líquido metálico ou de outros materiais de processamento na superfície do molde. Além disso, pode melhorar o desempenho da liberação e a qualidade da superfície do produto. O polimento pode ser mecânico, químico ou eletrolítico e outros métodos. De acordo com os requisitos de precisão da superfície e as características de formato do molde, é necessário escolher o processo de polimento adequado. Por exemplo, para moldes de vidro óptico com requisitos de rugosidade de superfície extremamente altos, você pode usar um método de polimento composto químico-mecânico para remover a rugosidade microscópica da superfície por meio de corrosão química. Em seguida, o polimento mecânico melhora ainda mais o acabamento da superfície.

 Fundição em molde de grafite

Molde de grafite A fundição é o processo de injeção de metal líquido ou outros materiais na cavidade do molde de grafite. Com isso, obtém-se o produto formado após o resfriamento e a solidificação. Antes da fundição, o molde de grafite deve ser pré-aquecido. A temperatura geral de pré-aquecimento está entre 200-500 ℃. O objetivo é reduzir a diferença de temperatura entre o molde e o material líquido de alta temperatura. E para evitar que o material líquido apresente defeitos devido ao resfriamento acentuado durante a injeção. Como isolamento a frio, vazamento insuficiente, etc. Mas também para melhorar a vida útil do molde.

Durante o processo de fundição, a posição e o tamanho da porta e do riser devem ser razoavelmente projetados. A função da porta é guiar o material líquido para que ele flua suavemente para dentro da cavidade do molde. Sua posição deve ser selecionada na parte propícia para que o material líquido preencha a cavidade. E isso pode garantir que o tamanho da porta seja adequado. E para evitar a dificuldade de encher o molde devido à pequena porta. Ou a taxa de fluxo do material líquido é muito rápida, resultando em turbulência, enrolamento e outros defeitos. O riser é usado principalmente para compensar a contração do volume de materiais líquidos no processo de resfriamento e solidificação. Isso evita que a fundição apresente furos de contração, encolhimento e outros defeitos. O tamanho e a altura do riser devem ser projetados de acordo com a forma, o tamanho e as características de solidificação da peça fundida.

Considerações sobre a fabricação de moldes de grafite

Ao selecionar o material de fundição, você deve considerar sua adequação ao molde de grafite. Por exemplo, para a fundição de metais de baixo ponto de fusão, como alumínio e magnésio, os moldes de grafite têm boa adaptabilidade. Para a fundição de alguns metais de alto ponto de fusão, como ferro, ligas à base de níquel, etc., é necessário realizar um tratamento especial dos moldes de grafite ou selecionar materiais de grafite de desempenho superior para suportar a erosão e a erosão de líquidos metálicos de alta temperatura.

Ao mesmo tempo, no processo de fundição, é necessário controlar rigorosamente os parâmetros do processo de fundição. Tais como temperatura de vazamento, velocidade de vazamento, temperatura do molde e assim por diante. A alta temperatura de vazamento aumentará a sucção e a oxidação do material líquido. E também pode levar à erosão excessiva do molde de grafite. Se a temperatura de vazamento for muito baixa, a fluidez do material líquido se tornará ruim. E é difícil preencher a cavidade. Uma velocidade de vazamento muito rápida pode facilmente produzir turbulência e enfraquecimento. Uma velocidade de vazamento muito lenta pode levar a um vazamento insuficiente e a outros problemas. A temperatura do molde também deve ser mantida em uma faixa adequada para garantir que o processo de solidificação dos materiais líquidos no molde seja normal e que sejam obtidas peças fundidas com organização uniforme e bom desempenho.

Montagem e depuração do molde de grafite

A montagem do molde de grafite é o processo de montagem de cada peça processada de acordo com os requisitos do projeto. Antes da montagem, você deve limpar cada peça e inspecionar para remover as impurezas da superfície e a margem de processamento. Para garantir que a precisão dimensional e a qualidade da superfície das peças atendam aos requisitos. Ao montar, você deve usar ferramentas e métodos de montagem adequados para garantir que a posição de instalação de cada componente seja precisa e firmemente conectada. Por exemplo, para algumas peças conectadas por parafusos, é necessário controlar o torque de aperto dos parafusos. Para evitar a deformação do molde ou falha na conexão devido a aperto ou folga excessivos.

Após a conclusão da montagem, é necessário fazer a depuração. A depuração inclui principalmente a inspeção da ação de abertura e fechamento do molde para garantir que o molde possa abrir e fechar sem problemas. E o curso e a velocidade de abertura e fechamento atendem aos requisitos do processo. Ao mesmo tempo, o sistema de resfriamento e o sistema de aquecimento (se houver) do molde devem ser testados para verificar se podem operar normalmente. E se o controle de temperatura é preciso.

Por exemplo, no molde de injeção, o bom funcionamento do sistema de resfriamento é essencial para controlar o ciclo de moldagem e a qualidade do produto. E é necessário garantir que o canal de água de resfriamento esteja desimpedido durante a depuração. E o fluxo e a temperatura do meio de resfriamento podem atender às necessidades de dissipação de calor do molde. Para moldes de fundição sob pressão, é necessário verificar se o mecanismo de ejeção é flexível e confiável. E ele pode ejetar com sucesso a peça fundida da cavidade do molde após a solidificação. No processo de depuração, se o problema for encontrado, ele deverá ser ajustado e reparado a tempo até que os indicadores de desempenho do molde atendam aos requisitos do projeto.

 Controle de qualidade e testes

O controle de qualidade percorre todo o processo de produção de moldes de grafite. No elo de inspeção da matéria-prima, os indicadores de desempenho dos materiais de grafite devem ser testados. Por exemplo, pureza, densidade, tamanho das partículas etc., para garantir que as matérias-primas atendam aos requisitos de produção. No processo de processamento, a qualidade do produto de cada processo de processamento deve ser inspecionada. Por exemplo, a precisão dimensional após o corte, a precisão da forma após o processamento e a rugosidade da superfície, etc. Os equipamentos de medição, como ferramentas de medição, profilômetros e medidores de rugosidade, devem ser usados para medições precisas. E o que estiver fora da tolerância deve ser corrigido a tempo.

Depois que o molde de grafite for feito, você deve realizar um teste de desempenho abrangente. Para o molde de fundição sob pressão, o fundição sob pressão pode ser realizado para observar a qualidade de moldagem da peça fundida. E verificar se há defeitos como poros, furos de contração, rachaduras e assim por diante. E medir se a precisão dimensional da peça fundida atende aos requisitos. No caso do molde de injeção, o teste de moldagem por injeção é realizado para investigar a qualidade da aparência dos produtos plásticos, a precisão dimensional e o desempenho de abertura e fechamento do molde.

Além disso, os testes de desempenho térmico também podem ser realizados em moldes de grafite. Tais como testes de condutividade térmica, testes de coeficiente de expansão térmica, etc. Para avaliar o desempenho dos moldes no ambiente real de temperatura de trabalho. Por meio de testes e controle de qualidade rigorosos, a qualidade e a confiabilidade do molde de grafite podem ser garantidas. E você pode melhorar seu efeito de uso e vida útil na produção industrial.

 Manutenção e conservação do molde de grafite

O molde de grafite precisa de manutenção regular e manutenção durante o uso. Após cada uso, é necessário limpar oportunamente os resíduos de metal, a escória de vidro e outras impurezas na superfície do molde. Isso pode ser soprado com ar comprimido e limpo com uma escova. Para algumas sujeiras difíceis de remover, pode-se usar um solvente químico adequado para a limpeza. Mas você deve observar que o solvente não pode causar corrosão no molde de grafite.

No processo de uso prolongado, o molde de grafite pode apresentar desgaste, descolamento do revestimento da superfície e outros problemas. Quando a superfície do molde estiver levemente desgastada, é possível repará-la por meio de polimento e outros métodos para restaurar o acabamento da superfície e a precisão dimensional. No caso das peças em que o revestimento cai, ele deve ser revestido novamente a tempo de garantir o desempenho do molde. Ao mesmo tempo, é necessário verificar regularmente a integridade estrutural do molde. Por exemplo, verificar se a cavidade e o núcleo do molde apresentam deformações, rachaduras e outros fenômenos. E reparar ou substituir as peças a tempo quando o problema for encontrado.

Além disso, o molde de grafite deve prestar atenção às condições ambientais quando armazenado. Ele deve ser armazenado em um ambiente seco e bem ventilado para evitar a umidade e a oxidação. Quando armazenado, você pode aplicar uma camada de óleo antiferrugem ou agente protetor na superfície do molde para evitar que a superfície do molde enferruje ou seja contaminada por outras impurezas. Por meio de medidas científicas e razoáveis de manutenção e conservação, a vida útil dos moldes de grafite pode ser estendida. Os custos de produção podem ser reduzidos e a eficiência da produção pode ser aprimorada.

 Conclusão

A produção de moldes de grafite é um processo complexo que envolve muitos elos e tecnologias. Desde as características do materiais de grafite pesquisa e seleção, aplicação de tecnologia de processamento avançada, fundição de precisão, montagem e comissionamento, controle de qualidade rigoroso, testes e manutenção científica. Cada elo tem um impacto importante sobre o desempenho final e a vida útil dos moldes de grafite.