电子烧结石墨模具

电子烧结石墨模具完好制造工艺

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，质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，避免污染半导体、陶瓷、磁性电子粉料。

一、质料选材（源头决议模具寿命）

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

指标：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，高温容易掉粉、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，确保热膨胀匹配

二、石墨坯料制备（石墨厂预制毛坯，模具加工厂采购毛坯）

这一步是石墨资料出产，不是机加工

1. 质料：石油焦/沥青焦+沥青粘结剂，超细粉碎，充沛混合

2. 等静压成型：粉料装入橡胶模具，高压等静限制，得到均匀致密生坯

3. 一次焙烧：800~1000℃阻隔空气焙烧，蒸发粘结剂，形成碳骨架

4. 浸渍沥青：填充内部气孔，提高密度、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：按图纸尺度锯切石墨毛坯，预留少数加工余量

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

石墨加工必须吸尘，粉尘易燃易爆

3. 精加工：

型腔内孔、压头外圆重点控制配合空隙（SPS模具空隙十分关键，一般0.02~0.08mm，避免粉料溢料、卡模）
尺度公差：电子烧结模具通常±0.01~±0.03mm；

外表加工：型腔内壁高光洁加工，降低粘模风险

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

四、外表处理（电子烧结模具关键工序，按需选用）

依据烧结产品类型挑选处理计划：

1. 单纯抛光：精磨抛光，降低外表粗糙度，适用于部分陶瓷、磁性资料烧结
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，避免金属/陶瓷粉料进入石墨孔隙，削减粘模、掉碳粉污染工件

硼浸渍（B4C涂层/浸硼）：高温抗氧化，提高模具高温运用寿命，适合长期重复高温烧结工况

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：

阻隔石墨与工件反应，阻断碳分散污染电子元器件

抗氧化、抗腐蚀，大幅削减粘模

成本更高，涂层有厚度，加工时要预留涂层余量

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

五、清洗、质检、装配查验

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/千分尺检测尺度、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，查看滑动顺利度，卡滞、空隙超差直接返修

4. 烘干：去除清洗残留水分，避免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），顺便图纸与运用说明。

工艺要点总结

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

2. 和一般石墨模具最大区别：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精细铣削加工型腔与压头，严格控制配合空隙。之后做浸渍或碳化硼涂层封闭气孔，避免碳粉污染电子粉体。最终超声除尘、尺度全检，一套耐高温、导电、低污染的SPS热压石墨模具就完成了。