电子烧结石墨模具的制作工艺是怎样的

电子烧结石墨模具完好制作工艺

电子烧结（SPS/热压烧结）石墨模具，对纯度、密度、颗粒度、强度、低杂质要求远高于一般石墨件，材料一般选用高纯细颗粒等静压石墨，首要杂质控制在ppm等级，防止污染半导体、陶瓷、磁性电子粉料。

一、材料选材（源头决议模具寿数）

1. 基材：等静压高纯石墨（细颗粒/超细颗粒）

常规：颗粒5～10μm；高端半导体烧结用超细颗粒≤3μm

目标：固定碳≥99.95%，高体积密度、抗弯强度高、气孔率低、热稳定性好

拒绝一般揉捏石墨：气孔大、杂质高，高温简单掉粉、污染电子件

2. 配套辅料：石墨纸、石墨螺栓、石墨压头坯料，同批次石墨基材，保证热膨胀匹配

二、石墨坯料制备（石墨厂预制毛坯，模具加工厂收购毛坯）

这一步是石墨材料出产，不是机加工

1. 材料：石油焦/沥青焦+沥青粘结剂，超细粉碎，充分混合

2. 等静压成型：粉料装入橡胶模具，高压等静束缚，得到均匀致密生坯

3. 一次焙烧：800~1000℃阻隔空气焙烧，蒸腾粘结剂，形成碳骨架

4. 浸渍沥青：填充内部气孔，进步密度、强度（高端会屡次浸渍+二次焙烧）

5. 石墨化：2500~3000℃高温石墨化处理，碳转化为石墨晶体，去除金属杂质，得到高纯石墨毛坯

三、CNC数控精加工（石墨模具厂中心工序）

毛坯进厂后，CNC加工出整套模具（阴模套筒、上下压头、定位环、垫片）

1. 下料：按图纸规范锯切石墨毛坯，预留少量加工余量

2. 粗加工：高速石墨专用CNC开粗，快速铣外形、型腔、通孔，预留0.2~0.5mm精加工余量

石墨加工有必要吸尘，粉尘易燃易爆

3. 精加工：

型腔内孔、压头外圆要点控制协作空位（SPS模具空位十分要害，一般0.02~0.08mm，防止粉料溢料、卡模）
规范公役：电子烧结模具一般±0.01~±0.03mm；

外表加工：型腔内壁高亮光加工，下降粘模危险

4. 去毛刺：手艺+超声波收拾型腔边角石墨碎屑，禁止残留石墨粉尘（粉尘会污染电子烧结坯件）

四、外表处理（电子烧结模具要害工序，按需选用）

根据烧结产品类型选择处理计划：

1. 单纯抛光：精磨抛光，下降外表粗糙度，适用于部分陶瓷、磁性材料烧结
2. 浸渍处理（常用）：

树脂浸渍/白腊浸渍：封闭石墨外表开口气孔，防止金属/陶瓷粉料进入石墨孔隙，减少粘模、掉碳粉污染工件

硼浸渍（B4C涂层/浸硼）：高温抗氧化，进步模具高温运用寿数，合适长时间重复高温烧结工况

3. 涂层（高端半导体、金属粉体烧结）

B₄C碳化硼涂层、SiC碳化硅涂层：

阻隔石墨与工件反响，阻断碳涣散污染电子元器件

抗氧化、抗腐蚀，大幅减少粘模

本钱更高，涂层有厚度，加工时要预留涂层余量

许多一般SPS模具不做涂层，只做浸渍+抛光；烧结高活性金属、半导体材料才上SiC/B4C涂层。

五、清洗、质检、装置查验

1. 超声波清洗+高压气吹净：完全清掉加工残留石墨微粉

2. 全检：三坐标/千分尺检测规范、圆度、平行度；目视查看有无裂纹、崩边

3. 试配：压头与阴模试装，查看滑动顺畅度，卡滞、空位超差直接返修

4. 烘干：去除清洗残留水分，防止高温运用时水汽氧化模具

六、出厂

成套包装（套筒+上压头+下压头+石墨纸垫片），趁便图纸与运用说明。

工艺要害总结

1. 中心逻辑：先做高纯等静压石墨毛坯→CNC精密加工型腔→封孔/涂层外表改性→清洗质检

2. 和一般石墨模具最大差异：高纯+低气孔+高精度+ 防碳污染外表处理，由于电子烧结最怕碳杂质污染元器件。

 电子烧结石墨模具，选用高纯超细等静压石墨为基材。经过2800℃高温石墨化提纯，再上高速CNC精密铣削加工型腔与压头，严格控制协作空位。之后做浸渍或碳化硼涂层封闭气孔，防止碳粉污染电子粉体。最终超声除尘、规范全检，一套耐高温、导电、低污染的SPS热压石墨模具就完成了。