石墨铸模工艺完整指南

铸造工艺在现代制造业中应用广泛。石墨模具铸造工艺具有独特的优势，具有特殊的材料特性和优异的性能。它为高精度复杂零件的制造提供了解决方案，对提高制造业的整体水平具有重要意义。

石墨模具特性

材料特性

石墨是一种由碳原子组成的晶体结构材料，具有良好的耐高温性能。其熔点高达 3652°C，这使得石墨模具在高温铸造环境中能保持稳定的物理形态，不会因高温而熔化或变形。同时，它还具有优异的化学稳定性。在铸造过程中，它不易与大多数金属和助焊剂发生反应。确保了模具的使用寿命和铸件的纯度。此外，它的热膨胀系数小，在温度急剧变化的情况下，其尺寸变化相对较小。这有利于保持模具的精度。

性能优势

高精度成型：

石墨模具 具有良好的加工性能，可以加工成各种复杂的形状。它可以满足不同产品的高精度设计要求。在铸造过程中，其光滑的表面能显著提高铸件的表面质量，减少后续加工工序。

高导热性

它能在铸造过程中快速均匀地传热。这有助于液态金属的快速凝固，缩短生产周期，提高生产效率。同时，均匀散热还有利于减少铸件内部的应力集中，降低铸件出现裂纹等缺陷的概率。 铸造.

脱模性能良好：

石墨与大多数金属之间的附着力很小，使铸件在脱模时更加光滑。并减少因脱模困难造成的铸件损坏，提高成品率。

石墨模具铸造工艺详解

准备石墨模铸造材料

材料选择

优质石墨材料是确保模具质量的基础。通常选择纯度高、密度均匀的石墨材料。根据不同的铸造需要，应选择细粒石墨或中粒石墨。细粒石墨的表面光洁度较好，适用于表面质量要求较高的铸件。中颗粒石墨具有更好的强度和韧性，适用于承受较大压力和冲击力的模具。

材料加工

首先，切割选定的石墨材料。根据模具设计尺寸，使用切割设备将石墨切割成大致形状。然后进行机械加工，通过数控加工中心等设备对石墨进行铣削、 钻孔 和其他操作，精确加工模具型腔、型芯和其他结构。确保模具的尺寸精度符合设计要求。

创建模式

设计理念

模型的设计需要根据最终铸件的形状、尺寸、精度要求和生产批量进行综合考虑。在设计过程中，应充分考虑铸件的收缩率，预留适当的加工余量。对于形状复杂的铸件，还需要设计合理的分型面和浇注系统。以保证金属液能均匀平稳地充满模具型腔。

加工方法

这主要包括机械加工和 3D 打印。机械加工适用于制作形状规则、批量大的模型。数控加工设备可以保证模型的尺寸精度和表面质量。对于一些形状复杂、结构独特的模型，三维打印技术具有明显的优势。它可以快速、准确地制作出形状复杂的模型，大大缩短了模型制作周期。

加热石墨坩埚

设备选择

常用的加热坩埚设备有 电阻炉、感应炉等。电阻炉通过加热电阻丝来加热坩埚。其温度控制较为精确，操作简单，适用于小型铸造企业或对温度稳定性要求较高的铸造工艺。感应炉利用电磁感应原理发热，加热速度快，效率高，适合大规模生产。

温度控制

在加热过程中，精确的温度控制至关重要。不同的金属材料有不同的熔点和浇注温度范围。需要根据实际情况设置合适的加热温度曲线。通过温度控制系统，可对加热功率进行实时监控和调整，确保坩埚内的温度稳定在所需范围内。并避免因温度过高或过低而造成金属液质量或铸件缺陷。

金属浇注

金属熔化

将所需金属放入加热装置 石墨坩埚 熔化。熔化时，根据金属的特性加入适量的助熔剂。除去杂质和气体以提高纯度，并搅拌使液态金属成分均匀。

铸造操作

金属液达到适当的浇注温度后，会快速、平稳地浇注到模腔中。浇注过程中要控制好速度和数量，防止出现浇注不足和冷隔等缺陷。大型或复杂铸件可能需要不同的浇注方法，如底部注入和侧面注入。确保金属液充满模具的所有角落。

去除杂质

精炼剂方法

在金属液中加入适量的精炼剂。它与杂质发生化学反应，生成浮到表面的熔渣或气体，以便清除。常用的有硼砂、碳酸钠等，不同的金属需要选择合适的精炼剂。

过滤方法

陶瓷过滤器安装在浇注系统中。当金属液流经时，杂质被过滤，以提高进入腔体的金属液的纯度。根据金属液流量和杂质大小合理选择过滤器。

脱模部件

顶出时间

顶出时间非常关键，过早铸件未凝固易变形和损坏。过晚则因摩擦力增大，增加脱模难度，甚至损坏模具。根据铸件材料、厚度、模具结构等，通过经验或模拟分析确定。

剥线操作

使用顶杆、顶块和其他机械顶出装置顶出铸件。在此过程中，顶出力均匀，避免铸件局部变形。还可以在模具表面涂抹脱模剂，以减少摩擦，使脱模更加顺畅。

结论

石墨模具铸造工艺以其独有的特点和优势，在现代制造业中发挥着重要作用。通过合理选材、精细造型、精确控制，可以生产出高质量的铸件。

常见问题

石墨模具的使用寿命有多长？

一般来说，石墨模具的使用寿命在 100-1000 次之间。其寿命受铸造材料、工艺参数、维护保养等因素的影响。在正常使用和维护的情况下，可以使用几十次到几百次。如铸造铝合金过程中模具损耗小，模具寿命则更长。高温、高腐蚀性金属铸件则寿命较短。

在石墨成型过程中，影响模具质量的关键因素有哪些？

石墨材料的质量：

纯度、密度均匀性影响模具性能，纯度低的杂质容易造成高温缺陷。

加工精度：

尺寸精度和表面粗糙度关系到模具的质量。精度不够会导致型腔尺寸偏差，影响铸件成型。

成型工艺参数：

压制压力、温度、时间不合适。这些都会造成模具内部结构不均匀，影响强度和寿命。

石墨模具是否容易损坏？

在正确使用和维护期间，它不易损坏。但是，过高的温度冲击、机械应力或不适当的外力（如操作过程中的碰撞）都可能导致损坏。长期使用后，表面磨损和腐蚀也会损坏模具，因此正确操作和定期维护非常重要。

是否应该预热石墨模具？

通常建议进行预热。预热可以减少模具与金属液之间的温差，避免热冲击造成的裂纹。预热还能使金属液在型腔中流动更顺畅，有利于铸造成型。预热温度一般根据铸造金属类型和模具材料确定，在 100°C 至 300°C 之间。