EN
Графит формалар жогорку температурада колдонуу үчүн неге идеалдуу
Жылуулук иштетүү үчүн материалдарды тандоо өндүрүштүн ийгиликке жетишин же катуу ийгиликке учуратынын чегин аныктайт. Жылыш жогорку болгон муздактарда графит форма ауыр өнөр жайда маанилүү компонент болуп келинет. Температура көтөрүлгөндө баскача чайкап кетүүчү көптөгөн материалдардан айырмаланып, графит ысытылганда бердилиги арткан сейрек физикалык кубулушту көрсөтөт, бул кубулуш $2500^\circ C$ чейин созулат $2500^\circ C$ бул парадоксдуу мамиле балкытылган металлдарды, шыныны жана өзгөчө керамикалык материалдарды формалош үчүн ишенчтүү чөйрө түзөт. Материалдын өзгөчө орун алышкан кристалл структурасы бар болгондуктан ал энергияны тез таратып, катуу структуралык чек араларды сактоого мүмкүндүк берет. Инженерлер менен металлографтар үчүн графит калыбын колдонуу жөнөкөй гана жылуулукту чыдап туруу эмес, башка отко чыдамдуу материалдар жетиштүү дәлдикке жете албаганда тактыкты камсыз кылуу үчүн карбон негизинде турган материалдын болжолдоого болоор жылуулук мамилесин пайдалануу болуп саналат.
Графит формасынын негизги артыкчылыгы - вакуум камераларынан баштап инерттүү газды мүйөшкө чейинки ар кандай атмосфералык шарттарда ар кандай түрдө колдонулушунда жатат. Бул жагдайларда материал конструкциялык контейнер жана термиялык регулятор катары эле колдонулат. Жогорку излучениясы менен ал жылуулукту өтө эффективтүү жутуп, чачыратып, ичиндегилердин температурасы тез теңгерилшин камсыз кылат. Бул мүмкүнчүлүк синтерленүү жана тегеректикте кайнатуу сыяктуу процесстер үчүн маанилүү, анткени температуранын бир учуздугу продукттун акыркы кристалл структурасын аныктайт. Ошондой эле графитти ири металлдар же өзгөчө керамикадан даярдоого караганда түзөөгө кеткен төмөнкү чыгым өндүрүшчүлөрдү тез арада долбоорлорду өзгөртүп, жаңылануу үчүн да, массалык өндүрүш үчүн да колдонууга мүмкүндүк берет.
Өтө жогорку термиялык туруктуулук жана өткөрүмдүүлүк
Жогорку температурадагы калыптардын ишин баалоо үчүн жылуулук өткөрүмдүүлүгү негизги критерий болуп саналат. Графит калыбы бул жактан көп учурда металлдардан жакшыраак иштейт. Бул жылуулуктун жогорку өткөрүмдүүлүгү балкытманы тез суулатууга мүмкүндүк берет, ал эми бул куймалардын микрокристалл структурасын алуу үчүн зарыл шарт. Анткени жылуулук углерод тору аркылуу тез таратылгандыктан, катуулануу процеси чеберчилик менен башкарыла алат. Бул тез жылуулук реакциясы ар бир куюунун цикл убактысын кыскартат жана инструменттин бүтүндүгүн бузбай табигый жол менен литейный цех же илимий лабораториянын өнүмдүлүгүн арттырат.
Андан тышкары, графит калыбынын төмөнкү жылуулук кеңейиш коэффициенти (CTE) температуранын тез өзгөрүшү учурунда да калып өлчөмдүк туруктуулугун сактоого мүмкүндүк берет. Ал эми болот калыбы $800^\circ C$ графиттен болото жумшак формасы өзүнүн баштапкы өлчөмүн аз гана айырмачанып сактайт. Бул өбөлгөлөрдү микрондор менен өлчөөлөргө так куйуу үчүн бул туруктуулук маанилүү. Форманын тигинен «жарык» же «сүзгү» пайда болушун алдыга аларын көздөйт жана алынган ар бир бөлүк мастер долбоорго жакын жетелүүсүз көчүрмө экендигин камсыз кылат. Жылуулукту кеңейтүүдөн улам пайда болгон ички күчтөрдү азайтуу аркылуу материалдын өзү жүздөгөн өндүрүш циклдары бою жарылуу же бүкүлүшкө туш болушун азайтат.
Химиялык инерттүүлүк жана ылгачтык эмес касиеттери
Жогорку температурадагы металлургиянын эң маанилүү кыйынчылыктарынын бири - балкытылган материал менен калып бетинин химиялык реакциясы. Графит калыбы түстүү эмес металлдардын жана иймес-чиймесинин кең спектри үчү табигый түрдө реакция кылбаган бетти камсыз кылат. Бул химиялык инерттүүлүк балкытманын тазалыгы сакталышын камсыз кылат, ал жартылай өткөргүчтөр жана кооз металлдардың куймаларын өндүрүүдө өтө маанилүү. Графит чогуу металлдардын көбү менен ийме же химиялык байланыш түзбөгөндүктөн, ластануу коркунучу толугу менен жок болот. Бул таза процесс жана заманбап материал илиминин катуу талаптарына ылайык келген жогорку сапаттуу даяр өнүм алууга мүмкүндүк берет.
Инерттүүлүктүн бирик чогуу, графиттин ылгачтык касиети чоң иштөөчү ыңгайчылык болуп саналат. Алтын, күмүш жана медь сыяктуу балкып жаткан металлдар графит формага тийип калганда, боздордун үстүндөгү суу сыяктуу тамчыланат. Суюк тамчылар таралып, форманын дубалына жабышып калбай, өзүнөн-өзүнө майланат. Бул катуу бөлүктүн алынышын өбүгөй кылат. Формадан чыгаруу үчүн күчтүү механикалык күч колдонууга муктаж эмес, бул куйган бөлүктүн тактагын коргошот жана форманын бетинин өңчүлөп изилешине боз жол коёт. Химия менен физиканын бул синергиясы графит куралдардын таза түзүлгөн беттерди чыгаруусун мүмкүн кылат.
Үзгүлтүксүз жана ылдам куйуу үчүн өзгөчөлүк
Графит формасынын колдонулушу статикалык формаларга чектелбейт; ал автоматташтырылган куюмдун жеткинчил ыкмаларынын арка-таяныгы болуп саналат. Металл суюк абалдан даымды твердый профилге үздүксүз өтөргөн үзгүлтүксүз куюмдо, форма маанилүү интерфейс катары иштейт. Жогорку жылуулук чачылануусу менен төмөнкү үйкүлүштүн үйлшүмү катуулашкан сайын металлдын жеңил өтүшүн камсыз кылат. Графиттин биргебир бетинин касиеттери болбосо, кыймылдагы металл менен форманын ортосундагы үйкүлүш беттин жыртылып чыгышына же ички кернеугө алып келет, натыйжада кыймыл көлөмү жогору болот.
Үзгүлтүксүз иштетүүдө бир учуздукту сактоо
Меднун куйуунун түз сызыктуу куюшында, графит формасы бир нече саат, эгер чачын болбосо, күндөрлөрчө созгон ысыкка туруш керек. Материалдын балкыган медьге «жылгычтуулукту» каршы турган касиети метал көптүн ичинен жабышпай сырданып өтүшүн камсыз кылат. Бул үзгүлтүксүз агым бир нече чакырым тарткан өндүрүлгөн материалдын бир убакытта диаметри менен бетинин сапатын сактоо үчүн маанилүү. Графит белгилүү деңгээлдеги чөптүлүккө ылайык жасалышы мүмкүн, андан тышкары башкача металлдын ичинде кармалып калган газдардын чыгышына жардамчы болот, бул структуралык бузулуштарына же бетинин чокулушуна алып келет.
Бул автоматташтырылган системалардагы графит калыбынын төзүмдүүлүгү материалдын жылуулуктук чаргууго каршы туроо кабилетинен улам артат. Үздүксүз куймалоодо калып партиялык куймалоонун циклдүү кернешине карата туруктуу жылуулуктук жүктөмгө дуушар болот. Графит бул туруктуу жогорку температурадагы иштөөгө өзгөчө лайык, анткени ал металл өлчөмдөрүн таасирине учраткан ошол эле деңээдеги танба өсүүсүнө батып калбайт. Мүйөш чийинде оттек болбо, графит структуралык түрдө бекем болуп калат, бул калыпты алмаштыруу үчүн минималдуу токтоп тургууга мүмкүндүк берип, узак мөөнөттүк өндүрүштү камсыз кылат. Бул ишенчтүүлүк туруктуу төмөнкү иштөө чыгымдарына жана иштеп чыгуу графиктерине түз эле арилет.
Жогорку ылдамдыктагы центрге карай багытталган иштөөдө төзүмдүүлүк
Центрифугалдуу төгүү графит формасына башка талаптар коёт, ал эми экстремалдуу жылынтыга каршы турган форманын жогорку айлануу күчтөрүнө турушу керек. Графиттин салмагына караганда жогорку беримдүүлүгү аны ушундай айлануучу формалар үчүн идеалдуу материал кылат. Балкытылган металл центрифуга күчү менен форманын ички стенкаларына түшкөндө, графит формасы чогулбоо же бузулбоого тийиш. Бул бушинктар же саккалар сыяктуу цилиндр формасындагы бөлүкчөлөрдүн дагы ортосунда симметриялуу калыңдыкта болушун жана тыгыз, бирдей металл структурасын камсыз кылат.
Центрифугадагы графит формасынын тез суулатуусу бөлүктүн сырттан ичине карай багытталган кристалдаштырууну камсыз кылат. Бул процесс бөлүктүн ички диаметрине карай чечилген заттарды же газдын кабынчаларын тез аралыкта сыртка чыгарып, аларды кийинки этапта жеңил түрдө түзөтүп жок кылууга мүмкүнчүлүк берет. Тез айланганда кызданып, өзүнүн катуулугун жогото турган болот, анын айырмалуу, графиттин өзүнчөлүк жылуулук башкаруусу процесстин туруктуулугун сактап келет. Натыйжеси, тейлек жабдуу, жогорку класс автомашинанын колдонулушуна чейинки бардык нерсеге колдонулган жогорку өнүмдүүлүккө жетүү үчүн жогорку өнүмдүү ыкма.
Вакуумдук синтерлео жана тоз көмүрдүн ролу
Суюк металл куйманынан тышкары, графит формасы порошок металлургиясы жана вакуумдук чачындырууда колдонулуп келген негизги элемент болуп саналат. Бул процесстерде металл же керамикалык порошоктор формага басылып, бөлүчөлөр бири-бирине байланганга чейин кыздырылат. Бул көбүнчө традициялык металл куралдар эрип калар же деталь менен биригип калар мүнөттө иштетилет. Графиттин эриү температурасынын жогоруулугу жана вакуумдагы туруктуулугу аны тантал, молибден сыяктуу отко чыдамдуу металлдардан тыгыз компоненттерди жасоо үчүн гана жарактуу тандоого айландырат.
Басым астында чачындыруу колдонулушунда тактык
Ысытканда порошокко механикалык басым тийгизүү үчүн ысытканда графит формасы колдонулат. Материал мындан башкара бир нече тонналык күчтү $2000^\circ C$ температурада деформацияланбай чыдай алышы керек $2000^\circ C$ жогорку берекеттүү изостатикалык графит бул колдонуулар үчүн жалпысынан колдонулат, анткени ал бир тегермөлдүү басымды таратат жана жүктө иретке чыгышка каршы турат. Графиттин жогорку тактыкта иштеле алуусу спрессовкаланган бөлүк кийинчерээк кымбат алмаздын цинкование зарыл эмес так өлчөмдө чыгышын камсыз кылат.
Графит калыптын жогорку жылуулук өткөргүчтүгү дагы порошокту бардык жактан бир тегермөлдүү кыздырууну камсыз кылат. Спрессовкалоодо температура градиенттери сапатка каршы; бөлүктүн бир жагы экинчисинен жылдуу болсо, бул тыгыздыктын теңсиздигин жана мүмкүн болгон бүктелүүнү түзөт. Көлөмү аркылуу жылуулукту бир тегермөлдүү таратуу мүмкүнчүлүгү графиттин бул коркунучтарды минималдаштырат. Бул бардык компонент боюнча туруктуу касиеттерге ээ болгон коргоо плита же өзгөчө өнөр жай режиссёрдүк каражаттар сыяктуу чоң, татаал бөлүктөрдү өндүрүүгө мүмкүндүк берет, бул карбон гана бери ала турган өзгөчө жылуулук профилин талап кылат.
Вакуумдуу чөйрөдөгү булгануудан коргоо
Вакуумдуу спекция көбүнчө окистешүүгө же азот жутууга карата эң сезимтал материалдар үчүн колдонулат. Жогорку сапаттагы графит форманын газ чыгаруу касиети төмөн болгондуктан ал вакуум камерасына иштетилүүчү материалдын тазалыгын бузуп көчүрбөй турган зыяндуу бууларды чыгара албайт. Чындыгында, кээ бир жогорку температурадагы орнотууларда графит өзү иштеп чыккан бөлүктөрдүн айланасындагы абаны тазалоо үчүн «гиетер» катары реакция кыла алат. Бул коргоо касиети электроника жана аэрокосмостук секторлордо колдонулган жаңы ыкма керамика жана жогорку тазалыктагы металл ирипмелерин өндүрүү үчүн маанилүү.
Вакуумдуу чөйрө менен графит формасынын өз ара аракети пештин техникалык кызматын да жөнөтүүнү жөнөкөйлөтөт. Формага бекип калууну болгоно үчүн майлаштыргыч же каптоо керек эмес, анткени вакуумдуу пештин ичинде тазалык сакталат жана калдыктар пайда болбойт. Бул ластануунун болбошу жылыткыч элементтердин жана изоляциянын узакка чейин иштешин камсыз кылат, ошондой эле спрессовкаланган бөлүкчөлөргө таза беткүү жылтырдык берет. Графиттин туура деңгээлин тандап алуу менен өндүрүүчүлөр башка кактар материалдарын колдонгондо жеткиликсиз болгон процесс тазалыгына жетишет, бул графиттин жогорку вакуумдуу жылуулук өңдөө үчүн алтын стандарт болуп кала берээрин түшүндүрөт.
Графит кактардын иштөө мөөнөтүн узартуу
Графиттик калып чыдамдуу жана кыйынчылыкка төөмөн болушуна карабай, анын жылылуулугу куйуу ортосунда кантип башкарылбагына байланыштуу. Эң жогорку сапаттуу графит тийишеми жогорку темперацияларда оттун ыктын кабыл алса же каралоо менен каралса, ал жабыртала берет. Карбон негиздүү материалдардын ташталышынын механизмдерин түшүнүү бул куралдар үчүн инвестициянын кайтарылышын максималдуу пайдалануу үчүн негиз болуп саналат. Тийиштүү каботоо жана сактоо дагылын ишке ашыруу менен, бир иштөөчү калыптын жөндөмө керек же алмаштыруу керек болгонгө чейинки циклдарды эки же үч эсе көбөйтө алат.
Оксидденеш жана беттин эрозиясын алдын алуу
Оксидденеш графит калып үчүн башкы коркунуч болуп саналат, аны $400^\circ C$ темперациядан жогоруда колдонулганда $400^\circ C$ ауа болгондо. Көмүр атомдору оттек менен реакцияга кирип, көмүр диоксидин түзөт, бул калып бетин жайылганда жаракалууга жана өлчөмдүн тактыгын жоготууга алып келет. Булду болоттогон үчүн, көптөгү жогорку температтуу иштер коргонгон атмосфераны, мисалы азотту же аргонду колдонот же вакуумда иштешет. Эгер процесс ачык ашында аткарылышы керек болсо, графит бетине ыңгайлаштырылган тотубак маселерин тийгинизүүчү кабылдарды тийгизүүгө болот. Бул кабылдар керамикага окшош бекемдикти түзөт, бул тотубактын жылдамдыгын кыйла баягылайт, калыптын бүтүндүгүн кыйла узак убакыт сактап калат.
Беттин эрозиясы - бул жылдырык металл тез агып өткөн жогорку басымдагы күйүш же үзүлбөсэн күйүш үчүн өзгөчө маанилүү фактор. Графит табигый смазка болсо да, алай боюнча иштөөнүн абразивдүү сыйытышы графиттин ички өлчөмүн соңунда таштап калат. Бул эрозияны жоюу үчүн тыгыздыгы жогору жана дарын өлчөмү кичине болгон графит форманы тандоо керек. Тыгыз дарын структурасы туюлуп турган металлдын механикалык кыр күчүнө каршы турууга мүмкүндүк берет. Форманын бетин регулярдуу текшерүү керек, анткени кичинекей ташталышты убактылы кармоо форманы толугу менен жаңыртуудан гөрө жөнүндө сиыртканга мүмкүндүк берет.
Техникалык кызмат көрсөтүү жана сактоо боюнча эң жакшы практикалар
Сактоонун графиттик формалоо молд колдонулбаган убакытта кандай сакталып, суулуу жана сакталышы менен башталат. Материалдын өзү үчүн термиялык шок сейрек гана маселе болуп саналат, бирок тез суулуу графиттин пораларына ауадагы ным чогулушуна алып келет. Эгер дымдуу калыпка кайрадан тездик менен жылытылса, буу тез кеңейип, ички микрокубултуу пайда кылат. Муну болгоно алдын алуу үчүн калыптар кuruу, температурасы башкарылган мурункуга сакталышы керек. Циклдин биринчи куюмунан мурда калыпты жайгач жылытуу - да бул практикага ылайык, анткени абсорбцияланган ным коопсуз чыгарылат.
Иштетүү дагы барабар маанилүү. Жогорку температурада берекем болгон менен, графит металл куралдар менен түшүп же чайканганда сынгыч жана чокуларга каршы төөмөнкү болушу мүмкүн. Калыптын иштөөчү беттерине жаңылык келтирилбес үчүн, жумшак беттүү молотокторду жана башкаруучу жабдуу пайдалануу керек. Көптөгөн литейный цехтар графит калыптардын запасын системалуу алмаштырып, ар бир куралды белгилүү саны менен колдонудан кийин тазалап жана текшерип отурат. Бул алдын ала ыкма өнүмдүн сапатына таасирин тийишүүнчү беттик кемчелерди өндүрүштүн бардык мезгилинде тактактын жогорку стандартын сактап, даяр өнүмдүн сапатына таасирин тийгизбей эле дагы кара кылат. 
ККБ
Графит калып неге болсо да болбос, болотту балкыткан температурада балкыбайт?
Графит адистик атмосфералык басымда traditionalдуу балкып өтүшүнө ээ болбойт; ал түз кыйла 3600°C температурада кыйла катуу күйдөн гана газга өтөт $3600^\circ C$ бул болот, мүзөк же көптөгөн отко чыдамдуу ириктердин балкып жайылуу температурасынан да эселеген жогору. Ушул нааразы термиялык чегине байланыштуу графит формасы башкача металл каражаттар эрип же күчтөн айрылып калган чөйрөлөрдө да структуралык катуулугун жана функциясын сактап калат.
Графит форманы канча жолу колдонууга болот?
Графит форманы кайрадан колдонуу саны иштөө чөйрөсүнө жана куймалоого алынган материалга байланыштуу өзгөрүп турат. Вакуумда же инерттүү атмосферада, оксидденгенге чейин, форманы жүздөгөн же миңдеген циклдар бою колдоно аласыз. Ачык ашында жогорку температурада, беттин оксидденүүсү маанилүү болуп калганга чейин форманы 20–50 циклдан ашык колдоно албайсыз. Жогорку тыгыздыктагы графитти жана коргоочу каптоолорду колдонуу ушул пайдалануу мөөнөтүн күчөтөт.
Курчуштуу формаларга ээ болгон графит форманы иштеп чыгуу кыйынбы?
Акынча, графиттин эң мыкты пайдалуу жактарынын бири – анын жогорку деңгээлдеги иштетилүүчүлүгү. Ал стандарттуу CNC техникасын колдонуп оңойлон кайчыланат, фрезерленет жана тесмеленет. Металлдарга салыштырмалуу жумшак материал болгондуктан, аны иштөө үчүн кымбат каражаттар керек эмес жана болоттон иштөөдө пайда болгон ички кернеши пайда кылбайт. Бул графит формага абдан татаал деталдарды жана татаал геометрияны түзүүгө мүмкүндүк берет, алар андан соң акыркы куюлган бөлүккө так которулуп берилет.
Графиттин сорттоосу куюлган бөлүктүн сапатына таасирин тийгизеби?
Ооба, графиттин сапаты акыркы өнімдин сапаты үчүн маанилүү. Жогорку тыгыздыктуу, уйка графит (изостатикалык графит сыяктуу) бетинин жумшакчылыгын жана өлчөмдүк тургундугун жакшыртат. Төмөнкү сапаттуу, чөптүү графит колдонулса, балкып жаткан металл поролорго кирип, бетинин чибыш болушуна жана бөлүктү алууга кыйынчылык түзүшүнө алып келет. Так тактап өлчөө үчүн жогорку тазалыктуу, жогорку тыгыздыктуу сортту тандоо эң жакшы балкытма натыйжаларын жана калыптын узакка мөөрөлөшүн камсыз кылат.
