摘要:石墨模具是制造高硬度、耐高温及耐腐蚀性等特殊用途的铸件,如高温合金压模、粉末冶金制品模具等。
北京晶龙特碳科技有限公司
由于这些产品对模具材料的要求非常苛刻,所以目前市场上还没有理想的替代品。本文就如何提高高硬度石墨模具的耐磨性和抗热震性能进行。
1高硬度的要求
随着工业的发展和科学技术水平的进步,各种新材料和新不断出现并得到应用,特别是一些新型材料的出现使传统铸造方法已无法满足其使用要求。随着我国国民经济的高速发展以及航空航天工业的迅猛崛起和快速发展,对各类精密铸件的产量和质量提出了越来越高的要求和挑战。
例如在航空发动机领域内广泛应用的耐热钢、不锈钢和高强度铝合金等高性能结构材料的应用比例越来越大;在航天航空领域内广泛采用的复合材料(包括金属基复合材料和陶瓷基复合材料)的使用量也在逐年增加;此外还大量使用了钛合金和锆合金等其他特种金属材质的新型结构材料等等[1][2]。因此传统的铸造方法已经难以适应上述新形势发展的需要而逐渐被取代或改进为新的铸造方法[3]。
由于这些新产品在使用过程中所承受的热应力较大并且具有很高的温度敏感性,因此对其使用的铸件表面质量和尺寸精度也提出了更高的要求[4]。同时由于这些产品的生产周期短且批量大等特点使其生产成本很高而且生产效率较低[5],因而采用一种既经济又高效的加工手段就显得尤为重要[6,7]。
2高硬度的定义及分类
根据相关文献资料报道可知:所谓的高硬度一般是指高于hv~的超高硬度的碳素工具钢或铸铁[2];根据热处理方式的不同可分为固溶态高硬度和时效态的高硬度两种类型[2];根据化学成分不同又分为马氏体组织的高硬度和奥氏体组织的高硬度两种类型;另外还有按显微组织特征分为铁索体组织的超细晶粒状石墨型和高碳微球状结构的非晶质型的几种形式。
热处理对于提高超高硬质石墨制品的性能起着决定性的作用。