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刀具烧结石墨盘的基体层规划需围绕资料功用优化、结构稳定性提高及工艺适配性打开，以下是关键规划关键及分析：
一、资料挑选：高纯度、高密度石墨为核心
纯度与杂质控制
    基体层需选用高纯度石墨（如等静压石墨），杂质含量（如硫、硅）需严格控制在0.1%以下。杂质会下降石墨的耐氧化性，导致烧结过程中外表氧化脱落（炭粉剥离），缩短模具寿数。例如，金刚石刀头烧结时，石墨模具作废的首要原因即为外表氧化。
密度与孔隙率平衡
    石墨密度需≥1.8g/cm3，孔隙率≤15%。低密度石墨易吸附烧结液相（如金属粉末），导致模具与刀头黏连，脱模时损伤模具外表。高密度石墨可削减液相渗透，同时保持恰当的透气性，防止烧结过程中气体滞留引发产品缺点。
石墨化程度与电阻率
    选用石墨化程度高的资料（电阻率≥10μΩ·m），可提高加热功率。内热式烧结中，石墨的电阻特性使其能经过电流直接发热，削减热传导损失，完成模腔内温度快速均匀上升（升温速率可达50℃/min以上）。
二、结构规划：强化机械功用与热稳定性
层状复合结构
    碳纤维增强：在石墨基体中嵌入碳纤维（体积分数5%-10%），可明显提高抗弯强度（从30MPa提高至80-100MPa）和抗热震性（承受1000℃/min急冷急热循环不开裂）。
    梯度过渡层：在基体层与功用层（如铜管）界面处设置铜-石墨梯度资料，逐渐缓解热膨胀系数差异，防止界面脱层。
几许形状优化
    双V形模具规划：用于金刚石刀头烧结时，V形槽视点设为60°-90°，便于排水排渣，削减刀头内部缺点。
    模块化结构：将基体层规划为可拆卸模块（如分段式石墨套筒），便于清洗、更换及适应不同尺寸刀具的烧结需求。
外表处理
    纳米涂层：在基体层外表堆积碳化钛（TiC）或金刚石颗粒（厚度1-5μm），提高外表硬度（HV≥3000）和耐磨性，延长使用寿数。
螺纹衔接或压合工艺：增强基体层与功用层的机械互锁，防止高温下松动。
三、热应力管理：防止开裂与变形
热膨胀系数匹配
    经过资料挑选或复合结构规划，使基体层热膨胀系数与烧结资料（如金刚石、陶瓷）挨近。例如，Al2O2-TiC微叠层复合陶瓷刀具烧结时，基体层热膨胀系数需略高于微叠层资料，利用热失配产生压应力，按捺裂纹扩展。
隔热与散热规划
    隔热套筒：在基体层外缘包裹石墨毡或陶瓷纤维（厚度5-10mm），削减热量流失，下降能耗。
    散热通道：在基体层内部规划微通道（直径0.5-1mm），经过循环冷却水或惰性气体加速散热，防止部分过热。
应力缓冲结构
    柔性衔接件：在铜管与石墨基体衔接处选用波纹管或弹簧片，吸收热膨胀差异引起的应力。
    预应力加载：烧结前对基体层施加预压应力（5-10MPa），抵消烧结过程中的拉应力，削减开裂风险。
四、工艺适配性：满足不同烧结需求
冷等静压成型
    对复杂形状刀具（如整体式磨边轮），选用冷等静压成型基体层，确保坯体密度均匀性（≥98%理论密度），削减烧结收缩缺点。
分段烧结控制
    低温排胶：对含有机粘结剂的刀具资料，基体层需规划透气孔（直径0.1-0.5mm），促进粘结剂分化产品排出。
     高温细密化：烧结终温需根据资料特性调整，保温时刻30-60分钟，确保资料充沛细密。
气氛维护规划
    基体层需具备气密性，配合真空或惰性气体（如Ar气）维护，防止烧结资料氧化。