石墨模具在复合材料成型领域的应用研究
1 引 言复合材料问世以来,以其轻质、高强的优异力学性能和其材料本身独特的可设计性得到航空、航天等众多制造工业的青睐。尤其在航空、航天领域,复合材料在飞行器结构上的用量已然成为了评价其是否先进的衡量标准之一。随着近几十年来航空、航天事业的发展,我们对复合材料设计、制造有了更加深入的认识,复合材料构件逐渐趋于大型化、整体化

[1]。与此同时,也对复合材料的制造工艺、尺寸精度及稳定性等方面提出了更高的要求。传统复合材料模具都是由金属材料制作,然而从模具制作及使用过程来看,传统的金属材料具有模具质量大,制作型面复杂模具的难度高,以及在成型复合材料时金属模具与复合材料构件之间的热膨胀系数不匹配、构件制造精度难以提高等缺点,因此,寻找金属模具的替代材料成为复合材料成型模具制造的新思路。石墨以其良好的物理和化学性能逐渐成为模具制作的选材料
.2 石墨的特点及在传统模具加工中的应用石墨是一种结晶形碳,其特点:
①优良的导热及导电性能;
②耐化学腐蚀,与多数金属不易发生反应;
③热膨胀系数低,具有很好的热稳定性;
④具有良好的润滑和抗磨性;
⑤在高温下( 在多数铜基胎体烧结温度 800℃以上) 强度随温度升高而增大;
⑥机械加工性能好,可以制作成形状复杂、精度高的模具。目前,石墨模具主要在 6 个方面得到了广泛的应用:
( 1) 有色金属连续铸造及半连续铸造用石墨模具。因其导热性能良好,模具的自润滑性能好等因素,不但可以使铸锭的尺寸精确,表面光滑,结晶组织均匀,而且使铸型速度提高,可直接进行下道工序的加工。这大大提高了成品率,使产品质量也有大幅度的提高。
⑥机械加压铸造用模具: 人造石墨材料已成功地用于有色金属的加压铸造上。
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[1]。与此同时,也对复合材料的制造工艺、尺寸精度及稳定性等方面提出了更高的要求。传统复合材料模具都是由金属材料制作,然而从模具制作及使用过程来看,传统的金属材料具有模具质量大,制作型面复杂模具的难度高,以及在成型复合材料时金属模具与复合材料构件之间的热膨胀系数不匹配、构件制造精度难以提高等缺点,因此,寻找金属模具的替代材料成为复合材料成型模具制造的新思路。石墨以其良好的物理和化学性能逐渐成为模具制作的选材料
.2 石墨的特点及在传统模具加工中的应用石墨是一种结晶形碳,其特点:
①优良的导热及导电性能;
②耐化学腐蚀,与多数金属不易发生反应;
③热膨胀系数低,具有很好的热稳定性;
④具有良好的润滑和抗磨性;
⑤在高温下( 在多数铜基胎体烧结温度 800℃以上) 强度随温度升高而增大;
⑥机械加工性能好,可以制作成形状复杂、精度高的模具。目前,石墨模具主要在 6 个方面得到了广泛的应用:
( 1) 有色金属连续铸造及半连续铸造用石墨模具。因其导热性能良好,模具的自润滑性能好等因素,不但可以使铸锭的尺寸精确,表面光滑,结晶组织均匀,而且使铸型速度提高,可直接进行下道工序的加工。这大大提高了成品率,使产品质量也有大幅度的提高。
⑥机械加压铸造用模具: 人造石墨材料已成功地用于有色金属的加压铸造上。
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