تطبيقات المواد الكاشطة من الجرافيت

في الوقت الحاضر، تم استخدام قوالب الجرافيت على نطاق واسع في الجوانب التالية:

قالب الجرافيت للصب المستمر وشبه المستمر للمعادن غير الحديدية

في السنوات الأخيرة، يتم الترويج لطرق الإنتاج المتقدمة مثل التصنيع المستمر المباشر (أو شبه المستمر) للقصب أو الأنابيب من حالة المعدن المنصهر في الداخل والخارج. محليًا، بدأت صناعة النحاس، وسبائك النحاس، والألمنيوم، وسبائك الألمنيوم وغيرها من الجوانب في استخدام هذه الطريقة. يُعتبر الجرافيت الصناعي هو المادة الأكثر ملاءمة للصب المستمر أو شبه المستمر للمعادن غير الحديدية. لقد أثبتت الممارسة الإنتاجية أنه بسبب استخدام قالب الجرافيت، وبفضل توصيله الحراري الجيد (حيث يحدد التوصيل الحراري معدل التصلب للمعدن أو السبيكة)، فإن أداء التشحيم الذاتي للقالب جيد وعوامل أخرى، لا يتم تحسين سرعة الصب فحسب، بل أيضًا بسبب دقة حجم القالب، وسطحه الأملس، وبنية التبلور الموحدة، يمكن معالجته مباشرة في العملية التالية. هذا لا يحسن فقط بشكل كبير من معدل المنتج النهائي، ويقلل من الفاقد، بل تم تحسين جودة المنتج أيضًا بشكل كبير. هناك طريقتان للصب المستمر: طريقة الصب المستمر العمودي وطريقة الصب المستمر الأفقي.

قالب الصب بالضغط

تم استخدام مواد الجرافيت الاصطناعي بنجاح في صب المعادن غير الحديدية بالضغط. على سبيل المثال، تم استخدام سبائك الزنك وسبائك النحاس التي تم إنتاجها بواسطة قوالب صب الضغط المصنوعة من مواد الجرافيت الاصطناعي في أجزاء السيارات وما إلى ذلك.

قالب الجرافيت للصب المركزي

تم تطبيق قالب الجرافيت بنجاح في الصب المركزي. استخدمت الولايات المتحدة قالب صب جرافيت اصطناعي بسمك جدار يزيد عن 25 مم لصب غلاف البرونز بطريقة الطرد المركزي. لمنع احتراق قالب الجرافيت الاصطناعي، يمكن اتخاذ تدابير معينة لمكافحة الأكسدة. بعد صب عدد معين من القوالب، إذا تم العثور على أن السطح الداخلي للقالب محترق، يمكن توسيع حجم الثقب في القالب لصب غلاف كبير.

قالب الضغط الساخن

تمثل قوالب الضغط الساخن من الجرافيت الصناعي المستخدمة في ضغط كربيد الأسمنت الخصائص التالية: أولاً، إذا تم زيادة درجة حرارة الضغط إلى 1350-1450 درجة، يمكن تقليل الضغط المطلوب إلى 67-100 كيلوجرام قوة/سنتيمتر مربع (أي 1/10 من ضغط الضغط البارد)؛ ثانياً، يتم الضغط والتسخين في نفس العملية، ويمكن الحصول على أجسام متكلسة كثيفة بعد فترة قصيرة من التلبيد.

قوالب تشكيل الزجاج

نظرًا لأن مادة الجرافيت تتمتع بالاستقرار الكيميائي، ولا يسهل اختراقها بواسطة الزجاج المنصهر، ولن تغير تركيبة الزجاج، فإن مادة الجرافيت تتمتع بأداء جيد في مقاومة الصدمات الحرارية، وتتغير الأبعاد مع درجة الحرارة، وما إلى ذلك، لذا في السنوات الأخيرة، أصبحت مادة قوالب لا غنى عنها في صناعة الزجاج، ويمكن استخدامها لصنع أنابيب زجاجية، وأنابيب منحنية، وقمع وغيرها من أنواع زجاجات الزجاج ذات الأشكال المختلفة.

قوالب التلبيد وغيرها من قوالب تلبيد الماس

باستخدام خصائص مادة الجرافيت الاصطناعي ذات التشوه الحراري الأدنى، يمكن تصنيع قالب التلبيد والدعامة للترانزستورات، وقد تم استخدامها على نطاق واسع، وأصبحت مادة لا غنى عنها في تطوير صناعة أشباه الموصلات. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم قوالب الجرافيت أيضًا في قوالب الحديد الزهر، والقوالب المتينة لمختلف المعادن غير الحديدية، وقوالب الصلب المصبوب، وقوالب المعادن المقاومة للحرارة (مثل التيتانيوم، والزركونيوم، والموليبدينوم، إلخ) وقوالب اللحام الحراري للحام السكك الحديدية. يلعب قالب الجرافيت المستخدم في ضغط الساخن لأدوات الماس الدور المزدوج كعنصر تسخين ودعم القالب في عملية تصنيع أدوات الماس. تؤثر جودة قوالب الجرافيت بشكل مباشر على الدقة الأبعاد والمظهر لأدوات الماس. متطلبات عملية تلبيد الضغط الساخن: يجب أن تصل درجة الحرارة إلى (1 000±2)℃، وضغط التشكيل يتراوح بين 16~50 ميجا باسكال، ومدة الحفاظ على الحرارة والضغط تتراوح بين 15~30 دقيقة، والبيئة غير فراغية. تحت هذه الظروف العمل، يُطلب أن يكون لقالب الجرافيت لعناصر التشكيل والتسخين موصلية كهربائية، ومقاومة عالية، وقوة ميكانيكية كافية، كما يحتاج أيضًا إلى مقاومة أكسدة جيدة وعمر خدمة طويل لضمان الدقة الأبعاد والأداء الممتاز لأدوات الماس. حاليًا، فإن مواد قوالب الجرافيت لتصنيع أدوات الماس في الدول الغربية المتقدمة تتكون أساسًا من هيكل جزيئات نانوية، ونقاء عالي، ومواد جرافيت عالية التبلور، حيث يتطلب أن يكون متوسط حجم الجسيمات أقل من 15 ميكرومتر، أو حتى أقل من 10 ميكرومتر، وحجم المسامية المتوسطة أقل من 2 ميكرومتر. يتميز قالب الجرافيت المصنوع من هذه المادة الخام الكربونية بمسامية صغيرة، وهيكل كثيف، وتشطيب عالي السطح، ومقاومة أكسدة قوية، وعمر خدمة متوسط يتراوح بين 30~40 مرة. يتطلب قالب الماس صلابة عالية للمادة، ومقاومة جيدة للأكسدة، ودقة معالجة عالية، حيث أن استخدام مواد جرافيت خام عالية الجودة يطيل بشكل كبير عمر خدمة القالب ويحسن مقاومة الأكسدة.

تكنولوجيا المعالجة

أولاً وقبل كل شيء، يتم تصميمه من قبل مصمم القالب وفقًا لمتطلبات استخدام المنتجات (الأجزاء)، ويتم تصميم هيكل القالب، ورسم الرسومات من قبل العمال الفنيين وفقًا لمتطلبات الرسومات من خلال مجموعة متنوعة من المعالجة الميكانيكية (مثل المخرطات، والمجرفات، وآلات الطحن، وآلات الطحن، والتفريغ الكهربائي، والقطع بالأسلاك وغيرها من المعدات) للقيام بكل جزء على القالب، ثم يتم تجميعه وضبطه حتى يمكنه إنتاج منتجات مؤهلة.

الوضع الحالي والتطور

اليوم، تلعب صناعة قوالب الجرافيت دورًا حيويًا في حياة الإنسان وتطوره، حيث يعتمد تطوير العديد من القطاعات الصناعية (مثل الميكانيكية والكهربائية، السيارات، الأجهزة المنزلية، الصناعة الخفيفة، أدوات القياس الكهربائية، الاتصالات، الذخائر، إلخ) على تحسين وتطوير تكنولوجيا صناعة القوالب. لقد استثمرت جميع دول العالم الكثير من الموارد البشرية والمالية في تطوير صناعة قوالب الجرافيت. مثل شركة SGL الألمانية وشركة Toyo Carbon اليابانية اللتين حققتا مكانة رائدة في صناعة قوالب الجرافيت الدولية. كما أن الصين تولي أهمية كبيرة لتطوير صناعة القوالب، وقد أصبح مستوى تكنولوجيا إنتاج القوالب رمزًا مهمًا لقياس مستوى تصنيع المنتجات في أي دولة، لأن القالب يحدد إلى حد كبير جودة وكفاءة وقدرة تطوير المنتجات الجديدة. منذ عام 1997، بدأت الجهات المعنية في بلادنا في إيلاء الاهتمام والدعم لتطوير صناعة قوالب الجرافيت، ودعمت بقوة تطوير الشركات المحلية الصينية في صناعة قوالب الجرافيت، وقد حققت الآن نتائج جيدة وساهمت في عائدات الصين من النقد الأجنبي. بالنسبة لاتجاه تطوير صناعة القوالب في المستقبل، فإن من يمكنه إكمال إنتاج القوالب في أقصر وقت ممكن، هو من سيفوز بالعملاء والسوق. لقد أثبت قالب الجرافيت (القطب الكهربائي الجرافيتي) بأدائه المتفوق في جميع الجوانب، أنه قد أسس مكانة رائدة مهمة في صناعة القوالب واتجاه التطوير المستقبلي.