模具石墨 机械工业中的铸造行业大量使用石墨材料作为加压铸造、离心铸造、超硬合金的热挤压等加工的模具，大到火车车轮，小到精密零件都可以使用石墨模具。石墨模具可多次重复使用，脱模后的铸件具有较高的光洁度，有的无需进一步加工即可使用。用作铸造模具的石墨材料应该是质地致密、热膨胀系数较低、抗氧化性能较好的石墨，用于铸 造尺寸较大的铸件的石墨可以用较粗的粒度组成，而用于铸造小型精密零件的石墨必须使用细颗粒结构的石墨。 在模具石墨中以金属连续铸造石墨的质量要求 严，要求其热导率高，热稳定性和耐热冲击性好，润滑性好，不与熔融金属浸润，不与铸造金属反应，容易加工成尺寸精确的模具。 合成金刚石用石墨 工业上金刚石是重要的切割和研磨材料，但是天然开采的金刚石产量很少，且价格昂贵。石墨和金刚石同属于碳元素，只是结晶形态不同，在高温、高压下石墨可转化成金刚石结晶形态，早在1954年瑞典和美国相继成功合成人造金刚石成功，中国也在20世纪60年代合成了人造金刚石，并在20世纪70年代生产出合成人造金刚石的专用石墨材料，形成了一定的生产规模，中国生产的合成金刚石专用石墨分为3类，特点及用途见图表。

石墨具有较高的散射截面和极低的热中子吸收截面，较高的散射截面用以慢化中子，低的吸收截面防止中子被吸收，使得核反应堆能够利用少量燃料达到临界或正常运行。 石墨是耐高温材料，它的三相点，15MPa时为4024℃，因此不能采用熔化、铸造、锻造等热加工方法制造而只能采用类似粉末冶金的方法。它不像金属那样强度随温度而下降，而是略有增加，在2000℃以下应用，不会出现问题。 石墨有良好的导热性能，在堆内可以有效地降低温度梯度，不致产生太大的热应力。 石墨化学性质非常稳定。除了高温下的氧化、水蒸气外，可以耐酸、碱、盐的腐蚀，因而可以用作熔盐核反应堆和铀铋核反应堆的堆芯构件。 石墨抗辐照性能好，能长期在堆内服役30～40年。 石墨可加工性好，可以加工成各种形状的构件。 石墨原料丰富，价格便宜，容易制成纯度高、强度大、不同密度要求的各种核石墨，但石墨也有缺点，它是各向异性晶体结构，成层状分布，原子密集于a、b晶面，同层原子近距离为0.141nm，相互为共价结合，具有较强的结合力；而层距离为0.335nm，层间结合力为范德瓦尔力，结合力较弱。这种各向异性在石墨的物理、强度、辐照等行为中都会强烈地表现出来。

石墨电极的优点 　　注：电火花加工用石墨电极 　　1：模具几何形状的日益复杂化以及产品应用的多元化导致对火花机的放电度要求越来越高。石墨电极的优点是加工较容易，放电加工去除率高，石墨损耗小，因此，部分火花机客户放弃了铜电极而改用石墨电极。另外，有些特殊形状的电极无法用铜制造，但石墨则较容易成型，而且铜电极较重，不适合加工大电极，这些因素都造成部分火花机客户应用石墨电极。 　　2：石墨电极较容易加工，且加工速度明显快于铜电极。比如采用铣削工艺加工石墨，其加工速度较其它金属加工快2～3倍且不需要额外的人工处理，而铜电极则需要人手挫磨。同样，如果采用高速石墨加工中心制造电极，速度会更快，效率也更高，还不会产生粉尘问题。在这些加工过程中，选择硬度合适的工具和石墨可减少刀具的磨损耗和铜公的破损。如果具体比较石墨电极与铜电极石墨电极的铣削时间，石墨较铜电极快67%，在一般情况下的放电加工中，采用石墨电极的加工要比采用铜电极快58%。这样一来，加工时间大幅减少，同时也减少了制造成本。 　　3：石墨电极与传统铜电极的设计不同。许多模具公司通常在铜电极的粗加工和精加工有不同的预留量，而石墨电极则使用几乎相同的预留量，这减少了CAD/CAM和机器加工的次数，单是这个原因，就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。 　　当然，模具公司由铜电极转用石墨电极后，首先应该清楚的是该如何使用石墨材料以及考虑其他相关因素。如今部分火花机客户采用石墨以电极放电加工，这免除了模具型腔抛光和化学物品抛光的工序却仍然能达到预期的表面光洁度。如不增加时间和抛光的工序，铜电极不可能制作出这样的工件。另外，石墨分为不同的等级，在特定的应用程序下使用适当等级的石墨和电火花放电参数才能达到理想的加工效果，若在使用石墨电极的火花机上操作人员使用与铜电极相同的参数，那么结果肯定是令人失望的。如果要严格控制电极的物料，可将石墨电极在粗加工时设于非损耗状态（损耗少于1%），但铜电极则不使用。 　　石墨具有以下铜无法比拟的优质特性： 　　加工速度：高速铣粗加工较铜块3倍；高速铣精加工较铜块5倍 　　可加工性好，能实现复杂的几何造型 　　重量轻，密度不足铜的1/4，电极容易夹持 　　可减少单个电极的数量，因为可捆绑做成组合电极 　 热稳定性好，不变形无加工毛刺