干石墨加工這行的都碰到過這種情況:客戶發(fā)來圖紙說要石墨件,你一問用什么工藝的,對方說”反正就是石墨,你們看著辦”。這話聽著簡單,真做起來能把人整懵。等靜壓石墨、模壓石墨、擠壓石墨,這三種東西從原料到工藝到性能差別都不小,選錯了輕則交期延誤,重則工件報廢。很多采購新手分不清這仨,技術(shù)員接單時也容易拍腦袋選,結(jié)果后面一堆問題。今天就把這三種工藝掰開了講,全是車間里能用上的實操判斷方法,不繞彎子。

模壓石墨,說白了就是把石墨粉料倒進模具里,用液壓機一壓,再高溫?zé)Y(jié)出來。工藝簡單,設(shè)備投入不大,適合做形狀規(guī)則的板、塊、管類產(chǎn)品。但問題在于,壓制過程中粉料受力不均勻,內(nèi)部容易有密度差,所以產(chǎn)品各方向性能不太一致,行話叫”各向異性”。擠壓石墨呢,是把混了粘結(jié)劑的料從一個口擠出去,跟擠面條差不多,連續(xù)成型。這種方式做棒材、管材比較多,長度方向性能好,但截面上密度分布也不算均勻。等靜壓石墨就不一樣了,它是把料放進橡膠包套里,然后丟進高壓容器,四面八方同時加壓,壓力通常在100到200兆帕之間。因為各個方向受力一致,所以出來的坯體密度均勻、各向同性,性能穩(wěn)定。當(dāng)然,設(shè)備貴、周期長、成本高,這是它繞不開的短板。

實際選型的時候,別光聽名字,直接對著這幾個指標(biāo)判斷就行。第一看密度要求,模壓石墨密度一般在1.6到1.85克每立方厘米之間,擠壓石墨能到1.7到1.85,而等靜壓石墨可以做到1.85以上,甚至接近1.92,密度高意味著強度高、氣孔率低。第二看尺寸精度和均勻性,如果工件要求各方向性能一致,比如半導(dǎo)體用的石墨舟、EDM電極,那基本只有等靜壓能滿足,模壓和擠壓做出來的東西橫向縱向性能有差異,用在精密場合容易出問題。第三看形狀復(fù)雜度,模壓適合做有臺階、有凹槽的異形件,擠壓只適合做等截面的長條形,等靜壓一般先做成大塊再機加工,所以形狀靈活性不如模壓。第四看成本,同樣規(guī)格的產(chǎn)品,模壓價格通常是等靜壓的一半甚至更低,擠壓介于中間。所以很多時候不是等靜壓不好,是預(yù)算和需求不匹配。像河南六工石墨有限公司也布局了此類石墨相關(guān)制品,不同工藝路線都有涉及,從業(yè)者可以根據(jù)自身工況去對標(biāo)選型。

有些時候拿到一塊石墨件,不確定是什么工藝做的,教幾個土辦法。先看截面,模壓石墨因為受力方向單一,截面上經(jīng)常能看到明顯的密度分層或者色差,擠壓石墨沿長度方向觀察能看到擠出紋路,等靜壓截面比較均勻,沒什么明顯紋路。再聽聲音,敲一下,等靜壓石墨聲音比較清脆,因為密度高氣孔少,模壓的聲音發(fā)悶,擠壓的介于兩者之間。還有一個辦法是看氣孔率檢測報告,等靜壓的開口氣孔率一般能控制在5%以下,模壓通常在10%到15%之間,擠壓也差不多這個水平。這幾個方法在車間里不用上大設(shè)備就能做初步判斷,比光看外觀靠譜多了。另外提一嘴,等靜壓石墨因為性能均勻,在光伏、半導(dǎo)體、核電這些對材料一致性要求高的領(lǐng)域用得多,而模壓石墨在普通電火花加工、冶金模具這些對成本敏感的場景反而更常見,選對了才不浪費錢。

說到底,這三種石墨沒有誰好誰差,只有合不合適。你拿模壓石墨去做半導(dǎo)體熱場,性能不夠就是不夠,再便宜也不能用;你拿等靜壓石墨去做普通模具,成本上去了客戶也不買單,屬于殺雞用牛刀。實際工作中,先搞清楚工件的使用環(huán)境、性能指標(biāo)、尺寸公差和預(yù)算這四件事,再反推用什么工藝,基本不會出大錯。如果還是拿不準(zhǔn),最簡單的辦法就是找供應(yīng)商要同工藝的檢測報告,拿數(shù)據(jù)說話,別靠感覺。干這行時間長了就會發(fā)現(xiàn),選材料這事跟選刀具一個道理,沒有萬能的,只有對路的。
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