EN
Нарийн боловсруулалт ба хайлаахад графитын форм яаж ашигладаг вэ
Үйлдвэрлэлийн үйлдвэрт дэвшилтэт материалуудыг нэгдүүлэх нь өндөр температуртай металлурги технологийг хэрхэн хандаж буйг шинэчилсэн. Эдгээр материалын дундаас графит форм нь орчин үеийн нарийн зураасан хаяг, хайлаах үйл ажиллагааны үндсийг тодорхойлдог. Физик болон химийн онцлог шинж чанаруудынхаа өвөрмөц хослолоор энэ нь уламжлалт элс эсвэл металлын хаягны аргаар ойролцоогоор боломжгүй байдаг нарийн деталиудыг жижиг зайн хязгаартайгаар үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Графит нь маш их халуунд анхдагч бүтцийгээ сайн хадгалж, дулааны бага харьцуур тэлэлтийн коэффициенттэй байдаг тул хаягдсан деталийн эцсийн хэмжээс нь хөргөх үе явцад тогтвортой байхыг баталгаажуулдаг. Энэ тогтвортой байдал нь астрономик, электроник, эдлэл үйлдвэрлэл зэрэг салбарт маш чухал бөгөөд тамхи тунгалаг хэмжээний хазайлт ч гэсэн ажиллагааны алдагдал эсвэл томоохон материал алдагдалд хүргэж болзошгүй.
Ийм өндөр нарийвчлалын орчинд графитын загварын үр дүнтэй байдал нь ихэвчлэн өөрөө тослогдох чанар болон өндөр дулаан дамжуулах чадвараас шалтгаалдаг. Олон хайлшгүй материалтай адилгүйгээр графит нь ихэнх хайлсан металлуудыг гэдрэгжүүлдэггүй тул хайлсан металл гадаргуугийн дагуу нарийн урсаж, наалдахгүй. Энэ шинж чанар нь хатуулагдсан хэсгийг амархан авахад нь тусалдаг бөгөөд гадаргуун дутагдал эсвэл загварын өөрөө механик гэмтэл үүсэх эрсдлийг бууруулдаг. Үүнээс гадна материалын дулааныг хурдан зөөх чадвар нь хяналттай хатуурах хурдад тусладаг бөгөөд энэ нь металлын бүтцийг сайжруулахад чухал юм. Хайлсан хайлшийн ба нүүрстөрөгчийн суурьт бүтцийн хоорондын харилцан үйлчлэлийг ойлгох замаар инженерчид бүтээгдэхүүний үр ашгийг болон гоо зүйн гадаргууг сайжруулахын тулд хийлмэлийн мөчрийг үр дүнтэй болгож болно.
Өндөр үзүүлэлттэй хийлмэлд материалыг сонгох
Нарийн хийцтэй орооны чанар нь металл хайлахаас хамаагүй өмнө, орооны загварт ашиглагдах графитын тодорхой зэрэглэлийг сонгохоос эхэлдэг. Нарийн хийцтэй орооны үед өндөр нягтшилтэй изостатик графитийг ихэвчлэн илүүд үздэг бөгөөд энэ нь жигд бус бөөрөнхийн бүтэц болон изотроп шинж чанартай байдаг. Энэ жигд байдал нь дулааны циклд орох үед графитын ороо бүх чиглэлд ижил жигд тэлэлт, агшилт үзүүлж, дотор муруй, гадаргын деформаци үүсэхээс сэргийлдэг. Зөв нягтшилтийг сонгох нь ороогдсон деталийн гадаргуугийн төгсгөлийн чанарт нөлөөлдөг; графитын жижигхэн бөөрөнхийн бүтэц нь металлын гадаргууг илүү жигд болгох ба ихэвчлэн цаашид машинд оруулах, полиров хийх шаардлагыг арилгадаг.
Нягтралаас гадна графитын цэвэр байдлын түвшин чухал юм, ялангуяа ховор металл эсвэл өндөр цэвэрлэгээт дамжуулагчийг хайлуулах үед. Нүүрстөрөгчийн матриц дахь бохирдлууд өндөр температурт хайлсан металлууд руу нэвтрэх боломжтой бөгөөд эцсийн бүтээгдэхүүний цахилгаан, механик бүрэн бүтэн байдлыг алдагдуулдаг. Тусгай цэвэрлэх арга замаар хурдны агуулгийг миллионд 50-аас бага болтол бууруулах боломжтой бөгөөд ингэснээр графитын цагаан хэсгүүд ямар ч хэцүү вакуумын хайлуулах ажиллагаанд тохиромжтой болгодог. Энэ түвшний материал техник хангамж нь үйлдвэрийн газруудад стандарт хайлшлуур газраас ялгарах зэрэгцээ тогтвортой байдлыг олж авах боломжийг олгох бөгөөд бүх парти нь эрхэмлэгдэх чанарын стандартыг хангасан байхыг баталгаажуулдаг.
Хэт температурын стрессийн дорх бүтцийн бүрэн бүтэн байдал
Хайлш хайлах, хийх ажиллагааны нэг гол дардлагуудын нэг бол мянган градусын температуртай хайлсан металлын урсгал хацартай таарах үед үүсэх том температурын ялгааг зохицуулах явдал юм. Графит хацар ийм нөхцөлд онцгой тохиромжтой байдаг нь их дулааны шокийн эсэргүүцэлтэй байдагт оршино. Хайлсан ган эсвэл алтанд гэнэт нэрвэгдэх үед олон төрлийн керамик материалын хувьд задрах боломжтой ч, графитийн торон бүтэц дулааны энергийг үр дүнтэй шингээж, тараана. Энэхүү тэсвэрт чадвар нь хийх хурдыг нэмэгдүүлэх, циклийн хугацааг богиносгох боломжийг олгодог тул инвестицийн хийх эсвэл байнгын ган хацар шаарддаг шиг урт хугацааны урьдчилан халаах шаардлагагүй.
Бүтцийн бат бөхийг хадгалах нь их температурт нүүрстөрөгчийн суурьтай материалд изотонжилтын үндсэн шалтгаан болох исэлдэлтийг эсэргүүцэхийг бас багтаана. Олон тооны нарийн хайлах төхөөрөмжид графитийн ороомогийн амьдралыг уртасгахын тулд хамгаалалтын агаар мандал эсвэл хоосон зайг ашигладаг. Хүчилтөрөгчгүй орчинд ажиллах үед графит нь хэлбэр юмуу хатуулаг байдлаа алдахгүйгээр $3000^\circ C$ -аас дээш температурыг тэсвэрлэж чаддаг. Энэ боломж нь хайлсан төлөвт оруулахын тулд маш их халуун шаарддаг тоосго төмөр, тусгай хайлшийн хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд үнэ цэнэтэй юм. Материалийн дулааны шинж чанарыг ердийн хөргөлтийн хурдтай тэнцвэржүүлснээр үйлдвэрлэгчид агшаалтын хөндий эсвэл хийн нүхлэг зэрэг түгээмэл дутагдалд саатуулж чаддаг.
Тасралтгүй ба төвөөс зугатах хаягдмалд хэрэглээ
Графитын формийн олон тал нь зөвхөн тогтмол хаяглалаас гадна тасралтгүй, эргэлтийн хаяглал шиг илүү нарийн автоматжуулсан процессуудад нөлөөлж чадна. Ийм нөхцөлд форм нь металын шингэн болон хатуу төлөвийн хооронд динамик харилцах хэсэг болон үйлчилдэг. Зэс, хүрэл, хөнгөн цагаан шиг төмөр бус металл тасралтгүй хаяглалд форм нь утас, саваа, хоолойг системийн дотор татаж гаргахад түүний хэлбэрийг тодорхойлдог. Графитын өндөр дулаан дамжуулах чадвар нь энэхүү процессийн хөдөлгүүр болох бөгөөд хайлангийн цөмийн жинийг даахуйц хатуу “арьс” үүсгэхэд шаардагдах дулааныг металлаас яг зохих хурдтайгаар авч, хөргөөдөг.
Төмөр бус саваа, хоолойн нарийвчлалтай үйлдвэрлэл
Зэсний хайлшийг тасралтгүй шахах үед графит ороомог нь гол дулаан солилцооны төхөөрөмж болдог. Хайлсан метал ороомогт орох үедээ бүтээгдэхүүний хэлбэр хадгалагдахын тулд хурдан хатаж, гэхдээ дотоод хүчдэл үүсэхгүйгээр удаан байх ёстой. Графитын үрэлтийн коэффициент бага байдгаас хатсан металл ороомгоор бага эсэргүүцэлтэйгээр татагдаж гарна. Энэ нь татах төхөөрөмжийн механик ачааллыг бууруулж, сав, дамжуурын гадаргуугийн зүсэлтийг саатуулдаг. Ороомгийн дотоод хэмжээсийн нарийвчлал нь бүтээгдэхүүний гадаад диаметрийг шууд тодорхойлдог тул эцсийн техникийн шаардлагад маш ойр байх хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
Цаашмаар, непрерывьн тохиргооны графитын зураглалын нөөцийн хугацаа нь зардлын үр дүнтэй байдлын түлхүүргэ болдог. Хөдөлж буй металын үрэлт нь эцэс шилжил эхэлтэй ч, өндөр бат бөхийн синтетик графитыг ашигласнаар зураглалыг солих шаардлагагүйгээр мянган метр материалыг үйлдвэрлэх боломжийг бүрдүүлдэг. Үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн графитын элэгдэлтэй эсэргүүцэх чадварыг илүү сайжруулахын тулд тусгай давхарууд эсвэл гадаргын эмчилгээг ашилдаг бөгөөд үйлдвэрлэлтийн явцад хэмжээний нарийвчлалыг микронд хүртэл хадгалан барих боломжийг олгодог. Энэ түвшиний найдвартай байдал нь графитыг их хэмжээний шүлтгүй металлын үйлдвэрлэлд салбарын стандарт болгож байгаа юм.
Тэгш хэлбэртэй хэсгүүдийн төвийн шидэхийн арга дахь давуу талууд
Төвөөс зугтаах орлуулах арга нь хайлсан металыг формийн доторх хананд тараахад эргэлтийн хүчийг ашигладаг бөгөөд цилиндрийн хоолойн хэсгийг үйлдвэрлэхэд графит форм ашиглах нь тодорхой давуу талуудыг олгоно. Графитийн өндөр харьцааны хүч харилцан хамаарлын улмаас форм төвөөс зугтаах ачаалал дор бүтцийн гэмтэл үүсэх эрсдэлийггүйгээр өндөр хурдтай эргэх боломжийг олгоно. Металл гадагш түлхэгдэх үед графитийн гадаргуу нягт, бохирдлын чөлөөтэй гадаад давхаргыг үүсгэдэг цэвэр, урвалд орохгүй заагийг нь үзүүлнэ. Энэ нь хүнд машин техникт ашиглагддаг өндөр чанартай палец, втулка, цагирагийг үйлдвэрлэхэд ялангуяа ашигтай.
Энд графитын загварын дулаан шилжилтийн шинж чанар дахин чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь гаднаас нь дотор нь хүртэл хурдан хатаж байгаа байдлаар хатаж байна. Энэ чиглэлтэй хаталт цилиний төвийн хэсэгт хортой болон хийн бөмбөлгийг шахдаг бөгөөд дараа нь машинд ашиглахад төвийн хэсгийг авч хаяхад бүрэн дутагүй металлургийн бүтцийг үлдээж өгдөг. Металлын загвар шигшүүрийг өндөр хурдтай эргэлтийн үед хэт халуурахыг сааруулахын тулд нарийн цаль цохины систем шаарддаг бол графитын өөрийн дулаан задрал нь машинын загварыг ихэвчлэн энгийн болгодог. Үр дүн нь статик гравитацын хаягчид байгаас илүү механик шинж чанартай деталь үйлдвэрлэх илүү үр дүнтэй хаягийн процесс юм.
Вакумтай хайлах, цэвэрлэхэд графитын үүрэг
Чийдэхүйн орчинд хайлаах нь полупроводник industry-д ашиглагддаг онц зөөлөн ган, давуу хайлш болон өндөр цэвэршилттэй металлыг үйлдвэрлэхэд чухал үйл явц юм. Энэ хяналттай орчинд графит форм нь зөвхөн л сав биш харин химийн цэвэршүүлэх үйл явцыг дэмжигч нь болж тус үүрэг гүйцэтгэдэг. Чийдэхүйн орчинд хайлаах нь агаарын хийг зайлуулдаг тул формны материалын цэвэршилт илүү чухал болдог. Өндөр цэвэршилттэй графит нь чийдэхүйн орчны түвшинд сөргөөр нөлөөлөх эсвэл хайласан металлд бохирдуурах боломжтой нарийн шаталт гаргадаггүй тул цэвэр үйлдвэрлэлийн орчинг хадгалахад таарсан сонголт болдог.
Полупроводник ангийн хайлаалтын цэвэршилтийг сайжруулах
Нарны эс, цахилгаан чип үйлдвэрлэх үед графитийн хальс нь хайлуулах, хөргөх үе шатанд болорыг хэлбэржүүлэхэд ашигладаг. Энэ салбарт цэвэр байдлын шаардлага нь аливаа салбараас илүү өндөр байдаг. Графит доторх ямар ч металл бохирдол нь цахиур руу шилжиж, цахилгаан дамжуулах чадварыг маш ихээр бууруулах боломжтой. Иймээс эдгээр хальсуудыг химийн цэвэрлэлтэнд дээд зэргээр подвергается бөгөөд ихэвчлэн карбид (SiC) шиг материалтай бүрхүүлээр бүрхэж, нүүрстөрөгч ба хайлсан цахиур хооронд бүрэн саад бий болгоно. Энэ нь үүссэн талст бүтэц боломжийн хязгаарт нь ойр байхыг баталгаажуулна.
Графитын загвар нь хайлан дэхь жигд температурын тархалтыг олгодог. Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд термалын эгзэгтэй бол кристалын торлогт тархалт үүсэх бөгөөд материал ашиггүй болох болно. Графитын өндөр цацрагийн чадал, дулаан дамжуулах чадвар нь вакуумийн зууханд халах, хөргөх горимыг нарийвчлан удирдах боломжийг олгодог. Эдгээр параметрийг нарийвчлан тохируулах замаар үйлдвэрлэгчид том, өндөр чанартай боломжийг бий болгох бөгөөд эдгээр нь орчин үеийн электроник технологийн үндсийг бүрдүүлдэг гэдгийг харуулж байна. Иймээс энгийн графитын деталь нь өндөр технологийн хөгжлийн түлхүүр болдог.
Нисэх онгоцны хэсгүүдийн супер хайлшыг боловсруулах
Турбинын хөвч, хөдөлгүүрийн багц зэрэг нисэх онгоцны деталиудыг ихэвчлэн хэт өндөр механик ачаалал, мөн температурт тэсвэртэй байх ёстой суперхайлшуудаар хийдэг. Эдгээр хайлшнуудыг хайлуулахын тулд ихэнх металлууд зөөлөрдөг эсвэл хайладаг температурт ч гэсэн тогтвортой байж чадах графитэн ороомог шаардлагатай. Нүхний өсөлтийг удирдахын тулд шаардлагатай урт хугацааны хөргөлтийн үе явцад эдгээр деталиудын нарийн хэлбэрүүдийг хадгалж байхын тулд нүүрстөрөгчийн суурьтай ороомог шаардлагатай дулааны тогтвортой байдлыг олгоно. Энэ нь металл нүхний чиглэл нь деталийн эцсийн хүч чухал байдаг цорын ганц кристаллын хийцэд ялангуяа чухал.
Энэхүү хүрээнд графитын ороомог нь нарийвчлалтай төвөгтэй геометр хэлбэрт машиндаж чаддаг байх нь томоохон давуу тал юм. Компьютерийн тоон хяналт (CNC) нь графитын блокод дотор хаалттай хөргөлтийн сувгууд болон аэродинамик профайлыг шууд боловсруулах боломжийг олгоно. Энэ түвшний нарийвчлал нь хайлшруу хийгдэх үед шилжих бөгөөд цөөн хэдэн эцсийн боловсруулалт шаардлагатай, бараг цэвэр хэлбэрт деталь үүсгэдэг. Уламжлалт керамик хайлшилтын аргатай харьцуулахад графитыг ашигласнаар авиаци, цахилгаан үйлдвэрлэл зэрэг аюулгүй байдлын хувьд маш чухал деталиудад шаардагдах хэмжээсийн давтамж болон цэвэр гадаргуугийн төгсгөлд илүү сайн үр дүн өгдөг.
Графитын хэрэгсэлийн найдвартай байдал, үйлчилгээ
Графит нь бат бөх материал боловч хайлуурт орчинд ашиглах хугацаа нь ихэвчлэн түүнийг хэрхэн ашиглах, засвар үйлчилгээ хийхээс шууд хамаарна. Графит форм нь чанарын хувьд хийсэн хөрөнгө оруулалт юм бөгөөд формийн нэгжийн нийт зардлыг бууруулахын тулд ажиллах хугацаагаа хамгийн их болгох нь чухал юм. Графитийн үндсэн эсрэг байдал нь исэлдэлт юм. Энэ нь материалыг агаарт $400^\circ C$ -аас дээш хэмд нээх үед эхэлдэг. Тиймээс хийц системийн загвар нь формонд хийгдэх хортой нөлөөг багасгах зорилгоор инерт хийгээр цэвэрлэх эсвэл формыг агаарт нээхээс өмнө температурыг хурдан бууруулах зэрэг арга хэмжээтэй байх ёстой.
Формны ажиллах хугацааг уртасгахын тулд баримтлах зөвлөмж
Графитэн загварын амьдралыг уртасгахын тулд операторууд материал нь зөвшөөрсөн хязгаараас хэтрэх механик цохилт, дулааны гэнэт өөрчлөлтийг багасгахад анхаарлаа хандуулах ёстой. Графит нь дулааны гэнэт өөрчлөлтөнд тэсвэртэй ч гэсэн хэт, хэрэггүй их температурын хэлбэлзэл нь эцэст нь микротрещин рүү хүргэж болзошгүй юм. Агаараас шингээсэн чийгийг зайлуулахын тулд загварыг тунамал халаахыг ихэвчлэн зөвлөдөг, учир нь уур болон тэлэлт нь графитын порын бүтцийг гэмтээж болно. Мөн графит байгалийн шимжих чанартай ч чанарын тохиромжтой тосны нөөц ашиглах нь деталь салгах үед үрэлтийг багасган, хайлангийн хайлшийг шавхаж гэмтээхээс загварын гадаргууг хамгаална.
Хадгалах нь цаашдаа анхаарал татахгүй байгаа нэгэн чухал аспект юм. Графит нь нүхтэй бөгөөд ажлын орчноос тос, чийг, бохирдлыг шингээж авдаг. Хэвийг халаах үед эдгээр бодисууд задран, урвалд орж гадаргуугийн цоорхой үүсгэх эсвэл хайлмыг бохирдуулах боломжтой. Графит хэвийг цэвэр, хуурай газар эсвэл агаарын орчныг хянасан шүүгээнд хадгалснаар дараагийн үйлдвэрлэлийн мөчлөгт бэлэн байх болно. Эдгээр аргачлалыг дагаж мөрдөх нь цутгамжийн газруудад нэг хэвээр хийх боломжит цутгалтын тоог ихэсгэх, үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны ашгийг шууд сайжруулах боломжийг олгоно.
Ашиглаж дууссан хэвийг засварлах, сэргээх
Харин цахиур зэвсэгтэй зарим форматай харьцуулахад нэг удаа ашигласны дараа задардаг бол графитын формыг ихэвчлэн дахин сэргээж, ашиглах хугацааг нь уртасгаж болдог. Хайлсан металлын урсгалын улмаас формны гадаргуу шархалт эсвэл бага зэрэг илүүдэлтэй болсон тохиолдолд түүнийг ихэвчлэн дахин машинд оруулж, цэвэрлэж анхдагч гадаргууг нь сэргээж болно. Энэ нь хүнд чулуулаг, багц материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг том формунуудын хувьд тусгайлан өртөгийн хувьд үр дүнтэй байдаг. Эцсийн бүтээгдэхүүний зөвшөөрөгдөх хэмжээний хязгаарт хэмжээний өөрчлөлтүүд багтаж байвал графитын нэг блокийг хэд хэдэн удаа дахин ашиглаж болно.
Зарим тохиолдолд жижиг хагарлууд эсвэл трещинуудыг засварлахад тусгай графитан цементийг ашигладаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн формийн шийдэш хэсэгт л хамаардаг. Тоног төхөөрөмжийг өөрчлөх эсвэл засварлах боломж нь графитыг ган эсвэл зэсээр хийсэн байнгын металл формуудаас илүү уян хатан болгодог тул тэдгээрийг машинд оруулах нь хэцүү, солих нь үнэтэй байдаг. Энэ зохицуулалт нь үйлдвэрлэгчдэд дизайн дээрээ илүү хурдан сайжруулалт хийх боломжийг олгох тул графитан формийг судалгаа хөгжүүлэлт болон их хэмжээний үйлдвэрлэлд аль ч тохиолдолд дуртай хэрэгсэл болгож байна. 
Түгээмэл асуулт
Графитан формийг металлын формтой харьцуулахад ямар гол давуу талууд байдаг вэ?
Графитан форм нь маш өндөр температурт илүү их дулааны тэвчээр, давуу дулааны түрхэлтийн эсэргүүцэл, бага коэффициенттой дулааны томролтын шинж чанараас бусад олон чухал давуу талуудтай. Металл формуудтай харьцуулахад графит нь $1000^\circ C$ , иймд хайлах цэг нь өндөртэй металтай хайлшруу хайлахад тохиромжтой. Нэмэлтээр, графитын өөрийгөө шингэлэгч, наалддаггүй шинж чанар нь хэт их хучлага хэрэглэхгүйгээр л бүтээгдэхүүнийг илүү хялбар авах, гадаргын чанарыг сайжруулах боломжийг олгодог.
Графитын загварыг олон удаагийн хайлшруулах горимд дахин ашиглаж болох уу?
Тиймээ, графитын загваруудыг тасралтгүй хайлшруулах, вакуумтай хайлах зэрэг олон удаагийн ашиглах зориулалттайгаар зохион байгуулдаг. Давталтын тоо нь хайлшруулах температур, хийцэлтийн метал, хүчилтөрөгчийн байдалд нөлөөлнө. Инеркийн хий эсвэл вакуумын орчинд графитын загварыг зуу, магадгүй мянган удаа хэрэглэж болно. Гэхдээ нээлтэй агаарт, исэлжилт нь загварыг элэгдүүлж, хэмжээсийн хязгаарыг давж, солих эсвэл засвар хийх шаардлагатай болно.
Ямар металтайг графитын загварт хайлшруулахад хамгийн тохиромжтой?
Графитийн загварууд нь маш олон төрлийн хэрэглээтэй бөгөөд эрдэс бус металлууд болох алт, мөнгө, зэс, хөнгөн цагаан, хар тугалга зэрэгт өргөн ашигладаг. Мөн цагаан чулуун чулуу болон зарим онцгой хайлш хайлахад стандарт болдог. Графит нь химийн эсрэг тэсвэртэй тул дүрсжүүлэлтийн цэвэр шохой, уян хатан металл түүхийлгийн ялгаварт шохойгоор ялгах зэрэг бохирдолоос сэргийлэх нь хамгийн чухал шаардлага бүхий өндөр цэвэр шохойд илүүдэлтэй ашигладаг.
Графитийн нүхлэгт байдал нь хайлуургын чанарт яаж нөлөөлөх вэ?
Графит формын нүхлэгт байдал нь хайлш оруулах явцад хийг зохицуурахад нөлөө үзүүлдэг. Тодорхой хэмжээний нүхлэгт байдал нь формын материал дотор агаар болон хийг гадагшлуулах боломжийг олгоож, металл хэсэгт цоорхой үүсэх эрсдэлийг бууруулдаг. Гэсэн хэдий ч графит ихэвчлэн нүхлэгтэй бол хайлангуут метал нь гадаргуугаар нь нэвтрэх магадлалтай бөгөөд ингэснээр гадаргуу нь товгор болох эсвэл деталийг авахад хэцүү болдог. Иймээс вентиль, гадаргуугийн чанарын хооронд зохистой тэнцвэрийг бий болгохын тулд графитын нягт, ангиллыг зөв сонгох нь маш чухал.
