電子燒結石墨模具

電子燒結石墨模具完好制造工藝

電子燒結（SPS/熱壓燒結）石墨模具，對純度、密度、顆粒度、強度、低雜質要求遠高于一般石墨件，質料一般選用高純細顆粒等靜壓石墨，首要雜質控制在ppm等級，避免污染半導體、陶瓷、磁性電子粉料。

一、質料選材（源頭決議模具壽命）

1. 基材：等靜壓高純石墨（細顆粒/超細顆粒）

常規：顆粒5～10μm；高端半導體燒結用超細顆?！?μm

指標：固定碳≥99.95%，高體積密度、抗彎強度高、氣孔率低、熱穩定性好

拒絕一般揉捏石墨：氣孔大、雜質高，高溫容易掉粉、污染電子件

2. 配套輔料：石墨紙、石墨螺栓、石墨壓頭坯料，同批次石墨基材，確保熱膨脹匹配

二、石墨坯料制備（石墨廠預制毛坯，模具加工廠采購毛坯）

這一步是石墨資料出產，不是機加工

1. 質料：石油焦/瀝青焦+瀝青粘結劑，超細粉碎，充沛混合

2. 等靜壓成型：粉料裝入橡膠模具，高壓等靜限制，得到均勻致密生坯

3. 一次焙燒：800~1000℃阻隔空氣焙燒，蒸發粘結劑，形成碳骨架

4. 浸漬瀝青：填充內部氣孔，提高密度、強度（高端會屢次浸漬+二次焙燒）

5. 石墨化：2500~3000℃高溫石墨化處理，碳轉化為石墨晶體，去除金屬雜質，得到高純石墨毛坯

三、CNC數控精加工（石墨模具廠中心工序）

毛坯進廠后，CNC加工出整套模具（陰模套筒、上下壓頭、定位環、墊片）

1. 下料：按圖紙尺度鋸切石墨毛坯，預留少數加工余量

2. 粗加工：高速石墨專用CNC開粗，快速銑外形、型腔、通孔，預留0.2~0.5mm精加工余量

石墨加工必須吸塵，粉塵易燃易爆

3. 精加工：

型腔內孔、壓頭外圓重點控制配合空隙（SPS模具空隙十分關鍵，一般0.02~0.08mm，避免粉料溢料、卡模）
尺度公差：電子燒結模具通?！?.01~±0.03mm；

外表加工：型腔內壁高光潔加工，降低粘模風險

4. 去毛刺：手工+超聲波整理型腔邊角石墨碎屑，禁止殘留石墨粉塵（粉塵會污染電子燒結坯件）

四、外表處理（電子燒結模具關鍵工序，按需選用）

依據燒結產品類型挑選處理計劃：

1. 單純拋光：精磨拋光，降低外表粗糙度，適用于部分陶瓷、磁性資料燒結
2. 浸漬處理（常用）：

樹脂浸漬/白臘浸漬：封閉石墨外表開口氣孔，避免金屬/陶瓷粉料進入石墨孔隙，削減粘模、掉碳粉污染工件

硼浸漬（B4C涂層/浸硼）：高溫抗氧化，提高模具高溫運用壽命，適合長期重復高溫燒結工況

3. 涂層（高端半導體、金屬粉體燒結）

B?C碳化硼涂層、SiC碳化硅涂層：

阻隔石墨與工件反應，阻斷碳分散污染電子元器件

抗氧化、抗腐蝕，大幅削減粘模

成本更高，涂層有厚度，加工時要預留涂層余量

很多一般SPS模具不做涂層，只做浸漬+拋光；燒結高活性金屬、半導體資料才上SiC/B4C涂層。

五、清洗、質檢、裝配查驗

1. 超聲波清洗+高壓氣吹凈：完全清掉加工殘留石墨微粉

2. 全檢：三坐標/千分尺檢測尺度、圓度、平行度；目視查看有無裂紋、崩邊

3. 試配：壓頭與陰模試裝，查看滑動順利度，卡滯、空隙超差直接返修

4. 烘干：去除清洗殘留水分，避免高溫運用時水汽氧化模具

六、出廠

成套包裝（套筒+上壓頭+下壓頭+石墨紙墊片），順便圖紙與運用說明。

工藝要點總結

1. 中心邏輯：先做高純等靜壓石墨毛坯→CNC精細加工型腔→封孔/涂層外表改性→清洗質檢

2. 和一般石墨模具最大區別：高純+低氣孔+高精度+ 防碳污染外表處理，由于電子燒結最怕碳雜質污染元器件。

 電子燒結石墨模具，選用高純超細等靜壓石墨為基材。經過2800℃高溫石墨化提純，再上高速CNC精細銑削加工型腔與壓頭，嚴格控制配合空隙。之后做浸漬或碳化硼涂層封閉氣孔，避免碳粉污染電子粉體。最終超聲除塵、尺度全檢，一套耐高溫、導電、低污染的SPS熱壓石墨模具就完成了。