EN
Яагаад графитын форм өндөр температорт зориулсан ажилд тохиромжтой
Дулааны боловсруулалтанд хэрэглэх хэрэгслийн материалыг сонгох нь үйлдвэрлэлийн амжилт болон томоохон алдагдлын хоорондын хил болно. Өндөр халуун орчинд графитын форм нь хүнд үйлдвэрийн олон салбарт шийдвэрлэхүйцээр чухал бүрэлдүүлэгч болон хувилж ирсэн. Температур ихсэх тусам сулардаг бусад материалуудтай өөрөөр, графит нь ховор тохиолдох физик үзэгдэл үзүүлдэг — хүртэл нь халахад нь хүч нь үнэндээ нэмэгддэг $2500^\circ C$ . Энэ харшилдсан зан чанар нь хайлсан метал, шил болон тусгай керамик материалыг хэлбэрлэх найдвартай орчин болгоно. Энэ материал өвөрмөц зургаан өнцөгт талст бүтэцтэй байдаг тул энергиийг үр дүнтэй тараах, харин бүтцийн хил хязгаарыг хатуу хэвээр хадгалж чаддаг. Инженер, металлургийн хувьд графит форм ашиглах гэдэг зүгээр л дулааныг тэсвэрлэх асуудал биш; энэ нь бусад хайлшгүй материалтай харьцуулахад нарийвчлалыг хүртэл хүрэхийн тулд урьдчилан таамаглагдах дулааны зан төлвийг ашиглах явдал юм.
Графиты формын үндсэн давуу тал нь вакуум камерээс эхлээд инерт хийн орчин хүртэлх өөр өөр агаарын нөхцөлд түүний олон талт чадвар юм. Ийм нөхцөлд материал нь бүтцийн сав болон дулаан зохицуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Өндөр цацрагч чадвартай байдаг нь графитыг маш үр дүнтэй дулаан шингээж, цацруулах боломжийг олгодог бөгөөд агуулагдаж буй зүйлс хурдан тэнцвэрт байдалд хүрэхэд нь тусалдаг. Энэ чадвар нь температурын нэгэн төрлийн байдал нь бүтээгдэхүүний эцсийн кристал бүтцийг тодорхойлдог шигнэх ба халуун боловсруулах зэрэг үйл явцад маш чухал юм. Гэх мэтээс бас хатуу болгосон хэрэгсэл болон онцгой керамиктай харьцуулахад графитыг машинд оруулах өртөг бага байдаг нь үйлдвэрлэгчдэд загварыг хурдан сайжруулах боломжийг олгоно. Иймээс уг материал нь их хэмжээний үйлдвэрлэлд ашиглагдах адил л шинэлэг бүтээлд чухал хэрэгсэл болдог.
Гайхалтай дулааны тогтвортой байдал ба дамжуулалт
Өндөр температуртай орчинд аливаа формийн үйл ажиллагааг үнэлэхдээ дулаан дамжуулах чадвар нь амжилтын гол хэмжигдэхүүн юм. Графитэн форм энэ хувьд илүү сайн үзүүлэлт гаргаж, ихэвчлэн олон төрлийн металлаас илүү ажилладаг. Дулаан шилжих энэ өндөр хурд нь цулмалын хайлшийн жижигхэн бүтцийг олохын тулд хайлш хурдан хөргөх боломжийг олгодог. Дулаан нүхэр торгоор маш хурдан тархаж байдаг тул хатуурах процессыг маш нарийн нарийвчлалтайгаар удирдах боломжтой. Энэ хурдан дулааны урвал нь мөн форм бүрийн циклийн хугацааг багасгаж, тоног төхөөрөмжийн бат бөх чанарыг алдагдуулахгүйгээр цахилгаан станц эсвэл тусгай лабораторийн нийт боловсруулалтын хэмжээг үр дүнтэй нэмэгдүүлдэг.
Графитэн формийн дулааны харьцангуй өргөлтийн бага коэффициент (CTE) нь хурдан температурын өөрчлөлтөнд ч гэсэн хэрэгслийн хэмжээний тогтвортой байдлыг хангасаар байна. Харин цагаан тугалган форм $800^\circ C$ , графитын ороомог нь анхны хэмжээсийгээ бага зэрэг хазайлттайгаар хадгалдаг. Энэ тогтвортой байдал нь микронор жингээр хэмжигдэх нарийн нарийвчлалын хаягт чухал ач холбогдолтой юм. Энэ нь ороомогийн зүсэлтэнд "флаш" эсвэл урсгал үүсэхээс сэргийлдэг бөгөөд үйлдвэрлэсэн бүх деталь массаж дизайн дээрхийн бараг төгс хуулбар болохыг хангана. Дулааны өргөлтийн улмаас үүсэх дотоод стрессыг багасгах замаар материал нь зуун гаруй үйлдвэрлэлийн цикл явцад трещин эсвэл муруйтал үүсэх эрсдэлийг багасгадаг.
Химийн идэвхгүй байдал ба намагтлагч шинж чанар
Өндөр температурын металлургийн нэг чухал бэрхийг нь хайлангийн материал болон загварын гадаргуу хооронд явагдах химийн урвал юм. Графитын загвар нь төмөр бус металл, хайлш нарийн олон төрөлд гэрэлзээгүй гадаргуу үүсгэдэг. Энэхүү химийн инерт чанар нь хайлын цэвэр байдлыг хадгалж, ялангуяа хагас дамжуулагч, үнэт металлын болор үйлдвэрлэхэд маш чухал юм. Графит нь ихэнх шингэн металлуудын хамтлаг болох эсвэл химийн холбоо үүсгэхгүй тул бохирлогдож буй эрсдэлийг бараг бүрэн арилгаж өндөр чанартай бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд цэвэр нөхцөл бүрдүүлдэг. Энэ нь орчин үеийн материал судлалын хатуу шаардлагыг хангасан өндөр чанартай бүтээгдэхүүн гаргаж авах боломжийг олгодог.
Инерт чанарын зэрэгцээ, графитын наалдахгүй байх шинж чанар нь томоохон үйл ажиллагааны давуу тал юм. Алт, мөнгө, зэс шиг хайлсан металлууд графит формд орохдоо воскоор будсан гадаргуу дээрх усны адил байдаг. Хайлмал нь далайн бус, бөмбөлөг болон хувирч, хананд наалдахгүй байна. Энэ нь хатуулагдсан деталийг гаргахад хялбар болгох өөрөө смазкадаг эффект үзүүлдэг. Ингэснээр формноос гаргах үед хүчтэй механик ачаалал ашиглах шаардлагийг арилгадаг тул хийцний нарийн төвөгтэй дэлгэрэнгүй элементүүдийг хамгаалдаг бөгөөд формны гадаргуугийн эрт үеийн износоор хамгаалдаг. Химийн болон физикийн энэ хамтын ажиллагаа нь графитын хэрэгслүүдийг бараг ямар ч дараах боловсруулалт шаарддаггүй гадаргуу үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
Тасралтгүй болон төвөөс зугатах хийлтийн үед гүйцэтгэл
Графитын формийн хэрэглээ зогсолтын хэлбэрт хязгаарлагдахгүй бөгөөд дэвшилтэт автомат хаягчийн аргуудын хөдөлгүүр юм. Тасралтгүй хаягчид шингэн төлөөс байнгын хатуу хэлбэрт шилжих үед, форм нь шийдвэрлэхүйц зааг болон үйлчилдэг. Өндөр дулаан шингээх чадвар, бага үрэлтийн хослол нь металл хатуурах явцад гялалзан өнгөрөхийг боломж болгодог. Графитын онцгой гадаргын шинжгүй бол хөдөлж буй металлын хооронд үрэлт үүсч, гадаргын урьтал эсвэл доторх хүчдэл үүсэх тул их хэмжээний хаягдал үүснэ.
Тасралтгүй боловсруулалтанд тогтмол байдлыг хадгалах
Зэсэн сав, хоолойг тасралтгүй шахуургаж үйлдвэрлэх үед графит ороомог нь цасан зэсийг удаан цаг, хэдэн хоног тэсвэрлэж ажиллах ёстой. Материал нь хайлангууд зэстэй "наалдах"-аас тэсвэрлэх чадвартай байх нь металлыг наалдахгүйгээр матриц дотор гулсуулах боломжийг олгоно. Энэ тасралтгүй урсгал нь үйлдвэрлэсэн материалд жигд диаметр, гадаргуугийн чанарыг хэдэн километр турш хадгалахад чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Графитийг тодорхой нүхлэгтэйгээр үйлдвэрлэж болох учраас металл дахин хийг барихаас сэргийлж, хийг гаргахад нь тусалдаг. Иймээс эдгээр нь бүтцийн сул тал эсвэл гадаргуун цоорхой үүсэхээс сэргийлнэ.
Эдгээр автоматжуулсан системийн графит формны тэсвэрт чанар нь термик хөндлөнгийн эсэргүүцлийн тогтвортой байдлаас хамаарч сайжирдаг. Тасралтгүй зуучилгааны үед форм нь багцаар хийгдэх үеийн цикл хүчдэлд орохоос илүү тогтмол дулааны ачаалалд өртөнө. Графит нь металл загваруудад нөлөөлдөг ижил байгууламжийн өсөлтийн эвдрэлд өртдөггүй тул энэ тогтвортой өндөр температуртай ажиллагаанд онцгой тохиромжтой юм. Орчинг хүчилтөрөгчгүйгээр хадгалж байвал графит бүтцийн хувьд бат бөх байдалтай үлдэх бөгөөд формыг солих засварын ажилд цаг хэмнэж, удаан үргэлжлэх үйлдвэрлэлийг боломж болгодог. Энэ найдвартай байдал нь шууд үйлчилгээний зардлыг бууруулах, илүү урьдчилан тодорхойлсон үйлдвэрлэлийн хуваарьтай болоход хүргэдэг.
Өндөр хурдны төвийн зүгээр ажиллагааны тэсвэрт чанар
Төвөөс зугтах орхисны хуванцар хэлбэр нь графитын хэлбэрт өөр төрлийн шаардлагыг тавьдаг бөгөөд өндөр эргэлтийн хүчийг тэсвэртэй байлгахын зэрэгцээ маш их дулааныг зохицуулах шаардлагатай. Графитын хүчтэй жин харьцаа нь эдгээр эргэх хэлбэрүүдэд туйлын тохиромжтой сонголт болгож байна. Хайлсан металл төвөөс зүгээр хүчээр хэлбэрийн дотор ханан дээр шахагдах үед графит нь хэлбэрээ алдалгүй, тэлтэлгүй байдалд байх чадвартай. Энэ нь бушингууд эсвэл цагирагнууд шиг цилиндрийн хэсгүүдийн ханын зузаан нь төгс тойрог байх, нягт, нэгэн төрлийн металлургийн бүтцийг бүрдүүлэхийг хангана.
Төвөнхийн төрхийн графит ороомогт хурдан хөргөлт нь гаднаас доторлуу чиглэсэн хайлшрах үйл явцыг дэмждэг. Энэхүү процесс нь ямарч бохирдлыг эсвэл хийн баглаасыг деталийн дотогш диаметр лүү түлхэж, дараа нь хялбархан машиндаж авах боломжийг олгодог. Эелдэг болон өндөр хурдтай эргэлтийн үед дарагдаад хэт халж, хатуулагдсан цайрын ороомогтой харьцуулахад графитийн дулаан зохицуулах чадвар нь процессийг тогтвортой байлгадаг. Үр дүнд нь өндөр ашиг шимтэй, хүнд машин техник болон өндөр түвшний автомашиндын хэрэглээнд ашиглагддаг өндөр үзүүлэлттэй деталиудыг үйлдвэрлэх боломжийг бүрдүүлдэг.
Вакуум цементжүүлэлт ба порошков металлургид үүрийн роль
Шингэн металлын хийлтийн захын, графитын ороомог нь порлоу металлурги болон вакуумын спекрлэлтийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Эдгээр процессуудад металлын эсвэл керамик нунтагийг ороомогт шахан дарж, жижиг хэсгүүд нь хоорондоо холбогдох хүртэл халаадаг. Энэ нь ихэвчлэн уламжлалт металлын тоног төхөөрөмжийг хайлуулж эсвэл боловсруулагдаж буй материалтай нь нэгдүүлдэг температурт явагддаг. Графит нь хайлах цэг өндөр байх, вакуумд тогтвор сайтай байдгаараа чөлөөт металлууд шиг вольфрам, молибден зэрэг өндөр нягтшлын деталуудыг үйлдвэрлэхэд цорын ганц боломжит сонголт болдог.
Даралттай спекрлэлтийн нарийн ажиллагаанд нарийвчлал
Халуун шахалт эсвэл даралттай спекрлэлтийн үед графитын ороомог нь нунтгийг халаах үед механик даралт үзүүлэхэд ашигладаг. Материал нь $2000^\circ C$ эдгээр хэрэглээнд ихэвчлэн ижил хэмжээний даралт тараах чадвартай, ачаалал дор муруйх явцад эсэргүүцдэг тул өндөр бат бөхийн изостатик графитыг ашигладаг. Графитийг маш нарийн нарийвчлалтайгаар машинд оруулах чадвар нь спекерийн хэсэг зөв хэмжээтэй гарч ирэх боломжийг олгох бөгөөд ирээдүйд үнэт цаасан шавар ашиглах шаардлагыг багасгадаг.
Графитийн загварын өндөр дулаан дамжуулах чадвар нь поророог бүх талаас нь жигд халаах боломжийг хангана. Спечерийн үед температурын ялгаа нь чанарын эсрэг юм; хэсгийн нэг тал нөгөөгөөсөө халуун байвал нягтрал жигд бус, хэлбэрээ алдах боломжтой. Графит нь дулааныг эзлэхүүндээ жигд тарааж чаддаг тул эдгээр эрсдэлийг хамгийн бага болгодог. Энэ нь бронь хамгаалалт эсвэл тусгай зориулалтын үйлдвэрийн хэрэгсэл шиг том, нарийн хэсгүүдийг бүх бүрэлдэхүүн хэсгийн дагуу тогтвортой шинж чанартайгаар үйлдвэрлэх боломжийг олгоно. Энэ нь зөвхөн нүүрстөрөгчийн өвөрмөц дулааны онцлогийг шаарддаг.
Хоосон орчинд бохирдохоос хамгаалах
Цахилгаан эсвэл агаарын нөлөөнд маш мэдрэг байдаг материалуудыг ихэвчлэн хоосон зай дахь спекерлэх аргыг ашигладаг. Өндөр чанартай графит форм нь хий ялгаруулах чанар багатай байдаг тул боловсруулж буй материалын цэвэр байдлыг алдагдуулах боломжтой хоосон орны камер руу ноцтой уур ялгаруулахгүй. Үнэндээ зарим өндөр температуртай тохируулгын үед графит өөрөө "геттер"-ийн үүрэг гүйцэтгэж, хүчилтөрөгчийн хямархан хэмжээгээр урвалд орж, боловсруулж буй деталь дэргэдэх атмосферийг илүү их цэвэршүүлнэ. Энэ хамгаалах чанар нь электроник болон агаарын нисэх тэргүүдийн салбарт ашиглагддаг авсаархай керамик болон өндөр цэвэршилттэй хайлшуудыг үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.
Вакуумын орчныг графитын загвартай хослуулах нь печенийг засвартай байлгахыг хялбаршуулдаг. Загварт наалдаж байхаас сэргийлэхийн тулд хэрэглэх тос, давхарууд шаарддаггүй тул вакуумын печений дотор цэвэр бөгөөд бохирлогддоггүй. Энэхүү бохирлогийн дутагдал нь халаагч элементүүд болон дулаацуулагчийн амьдралыг сунгаж, зэсэлтийн дараах хэсгүүдийн гадаргыг цэвэрхэн байлгахад тусалдаг. Графитын тохиромжтой зэрэглэлийг сонгосноор үйлдвэрлэгчид бусад хэрэгсэлтэй материалуудын хувьд боломжгүй цэвэр үйл явцыг хангаж чаддаг бөгөөд графит өндөр вакуумын дулааны боловсруулалтад эрдэнийн стандарт болохыг баталдаг.
Графитын хэрэгсэлтийн амьдралыг сунгах
Графитын загас бол тэсвэртэй, бат бөх хэрэгсэл боловч цуглуурт ашигладаг орчны нөлөөллөөр түүний амьдрал тодорхойлогдоно. Хамгийн өндөр чанартай графит ч өндөр темперерт хүчилтөрчдөггүй эсвэл муу зохисон тохиолдолд элэгдэх болно. Нүүрстөрөгчийн суурь болсон материалд гарах элэгдлийн механизмийг ойлгох нь эдгээр хэрэгслээс хамгийн их өгөөжийг гаргах түлхүүргэн болно. Загасыг зөв ашиглах, хадгалах дүрэм журамыг баримтлах замаар нэг загасыг засвартай, солихгүйгээрээ хоёр, гурав дахин их удаа ашиглах боломжтой болно.
Хүчилтөрөх, гадаргын элэгдлийг урьдчилан сэргийлэх
Графитын загасыг $400^\circ C$ агаарт байх үед нүүрстөрөгчийн атомууд хүчилтөрөгчтэй урвалд орж, нүүрсхүчлийн хий үүсгэдэг. Энэ нь зууралтын гадаргууг удаан хугацаанд эвдэх, хэмжээсийн нарийвчлалыг алдах шалтгаан болдог. Үүнийг саатуулахын тулд ихэвчлэн өндөр температуртай үйлдвэрлэлд азот, аргон шиг хамгаалах орчинг эсвэл вакуумд ажилладаг. Хэрэв ямар нэгэн үйл явц нээлттэй агаарт явагдах ёстой бол графитын гадаргуу дээр цахиур шиг хашилт түрхэх боломжтой. Эдгээр хашилтууд нь керамик шиг саатуулагч үүсгэж, исэлдэх хурдыг ихэд удашруулан зууралтын бүтцийг хамаагүй урт хугацаагаар хадгалж өгдөг.
Гадаргын элэгдэл нь их саармаг хийх эсвэл урсгалт шахах үед хайлангийн графит дээгүүр хайлсан метал хурдан урсах үед тухайн хайлшийн зэвүүн чанар нь графитын дотор талын хэмжээсийг элэгдүүлэх боломжтой. Графит нь байгалийн тосны чанартай ч гэсэн тодорхой хайлш нь дотоод гадаргыг элэгдүүлэх боломжтой. Илүү өндөр нягтшилт, жижигхэн бөөмтэй графит сонгох нь энэхүү элэгдлийг бууруулдаг. Нягт бөөмтэй бүтэц нь хайлсан металлын механик хүчний үйлчлэлд илүү тэсвэртэй байдаг. Бага зэрэг элэгдэл гарвал цаг алдалгүй олж илрүүлэхийн тулд матрицын гадаргууг зохих үед нь шалгахыг зөвлөж байна. Ингэснээр матрицыг дахин төлөвлөхөд хялбар арга хэмжээ авах боломжтой.
Засвар үйлчилгээ болон хадгалалтын зөвлөмж
Матрицын хадгалалтын графитын цагаан хэсгүүд хэрэглээний хооронд хэрхэн хөргөж, хадгалагдаж байгаас эхэлнэ. Дулааны гэнэт өөрчлөлт нь материалд үнэхээр цөөн тохиолдолд асуудал болдоггүй ч, хурдан хөргөх нь агаараас чийгийг графитын порт конденсаци болгон хураахад хүргэдэг. Хэрэв чийглэг ороомог гэнэт дахин халахад уур түргэн хурдан задарч дотоод микротрещиныг үүсгэж болно. Үүнээс сэргийлэхийн тулд ороомогт салангид, температур хяналттай орчинд хадгалах ёстой. Мөн циклийн эхний цутгалтын өмнө ороомогийг удаан халаах нь мөн сайн арга зам юм. Учир нь ингэснээр шингээсэн чийгийг аюулгүй аргаар нисгэж болно.
Хэрэглэх нь мөн адил чухал юм. Их температурт тэсвэртэй боловч графитыг унаах эсвэл металл хэрэгслээр ойргоход хугарч, гэмтэх магадлалтай. Хийцэн дээрх чухал таглах гадаргуугаас гарах гэнэтийн гэмтлийг саатуулахын тулд зөөлөн толбот цохигч, шархлахгүй хавчуургыг ашиглах хэрэгтэй. Олон хайлшны үйлдвэрүүд графит хийцний нөөцийг системтэйгээр эргэлтэнд оруулдаг бөгөөд тус бүрт тогтоосон тооны ашиглалтын дараа цэвэрлэж, шалгадаг. Энэ идэвхтэй арга зам нь гадаргуугийн дутагдал бүр бүтээгдэхүүний чанарт нөлөөлөхөөс өмнө арилгагдахыг баталгаажуулж, нийт үйлдвэрлэлийн явцад нарийвчлалын өндөр стандартыг хадгалж байдаг. 
Түгээмэл асуулт
Графит хийц яагаад сталийг хайлуулах температурт хайлагдахгүй байдаг вэ?
Стандарт атмосферийн даралтанд графитын ердийн хайлах цэг байдаггүй; харин ойролцоогоор $3600^\circ C$ энэ нь сталийн, зэсийн эсвэл хайлш ихэнх тугалмал хайлшийн хайлах цэгтэй харьцуулахад хамаагүй өндөр юм. Ийм дулааны зааг нь графит форм бусад металл хэрэгслүүд хайлж эсвэл хэтэрхий зөөлрөх орчинд байдал үл хамааран бүтцийн хувьд хатуу, ажиллах чадвартай байхад нөлөөлдөг.
Графит форм хэдэн удаа дахин ашиглагдах вэ?
Графит формийг хэдэн удаа дахин ашиглах нь ихэвчлэн ажиллаж буй орчин болон хийц формлож буй материалд маш ихаар хамаардаг. Хийн цорго эсвэл инерт агаарын орчинд ийм форм нь хэт ихэвчлэн хийн исэлдэлтгүй тул зуун эсвэл мянган цикл хүртэл үргэлжлэх боломжтой. Их температуртай нээлттэй агаарын орчинд формийн гадаргуу идэвхтэй исэлдэж эхлэхээс өмнө зөвхөн 20-50 цикл үргэлжилж болно. Нягт ихтэй графит болон хамгаалах давхаргыг ашигласнаар энэ үеийн хугацааг хамаагүй сайжруулж болно.
Графит формийг нарийн дүрстэй хэлбэрт машинд оруулан боловсруулах нь хэцүү юу?
Үнэндээ, графитын нэг хамгийн их давуу тал нь түүний илүүтэй машиндаж чадах чадвар юм. Энгийн CNC тоног төхөөрөмжийг ашиглан хялбархан эргүүлж, тосгоно, нүхлэх боломжтой. Графит нь (металлуудтай харьцуулахад) зөөлөн материал учраас машиндаж боловсруулахад өндөр зардал шаарддаггүй бөгөөд сталь боловсруулахад үүсдэг шиг дотоод хүчлэгийг үүсгэдэггүй. Энэ нь графитын загварт маш нарийн дэлгэрэнгүй, нарийн олон өнцгийн дүрсийг бий болгох боломжийг олгож, эдгээр нь эцсийн шидэлтийн хэсэгт бүрэн шилжих болно.
Графитын зэрэг нь шидэлтийн хэсгийн чанарт нөлөөлөх үү?
Тийм, графитын зэрэг нь эцсийн бүтээгдэхүүний чанарыг тодорхойлоход маш чухал. Өндөр нягт, жижигхэн бөөмтэй графит (жишээ нь изостатик графит) гадаргууг илүү жигд болгох бөгөөд хэмжээний тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. Хэрэв доогуур зэргийн, цоорхор графит ашиглавал хайлангуй метал нүхтэй хэсгүүдэд нэвтрэх магадлалтай бөгөөд ингэснээр гадаргуу илүү шавхайж, деталийг авахад хэцүү болно. Нарийн нарийвчлал шаардсан хэрэглээнд өндөр цэвэршилт, өндөр нягттай зэрэг сонгох нь хамгийн сайн металлурги шинж чанар болон урт хугацаагаар ашиглах форм үзүүлэлтийг хангана.
