鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:808次 | 2022年08月22日
超級(jí)材料石墨烯涂層,新材料技術(shù)突破
除了開發(fā)高可用的石墨烯鋰電池以外,作為納米級(jí)材質(zhì)的石墨烯又有了新的開發(fā)方向與用途。石墨烯的材質(zhì)結(jié)構(gòu)十分特殊,僅為單片六邊形結(jié)構(gòu),而其厚度僅為分子厚度。因此在納米級(jí)材料中,石墨烯擁有最強(qiáng)的硬度、最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)與最具抗剪切力的特點(diǎn)等。最近,針對(duì)石墨烯的開發(fā)研究有了新的突破。
輕量化材質(zhì)與模具
沖壓一直被制造業(yè)視為生命基石的存在,但由于目前市場(chǎng)對(duì)于產(chǎn)品精度的不斷提升,對(duì)于模具的損耗非常大。同時(shí)在產(chǎn)品端對(duì)于輕量化的應(yīng)用,更是對(duì)模具的性能有更高的要求。傳統(tǒng)工藝下對(duì)于輕量化材料的零部件遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到預(yù)期的效果。這也使得制造成本不斷增加,同時(shí)還伴有不低的失敗率。而且最為重要的加工工具,模具并非反復(fù)使用的。因?yàn)樵斐闪撕艽蟮馁Y源浪費(fèi)。
就輕量化材料而言,常見的有鋁合金材質(zhì),鎂合金等。但由于我國(guó)鋁合金的年限使用普遍為10年。而且鋁在加工中雖然有很好的硬度與柔韌性,但鋁的氧化生成抗腐蝕的鋁膜在焊接中會(huì)帶來(lái)一定的難度。我國(guó)鎂資源非常的豐富,占據(jù)全球70%儲(chǔ)備。鎂鋁合金在作為輕量化材質(zhì)中有著非常突出的優(yōu)勢(shì),擁有不屬于鋁合金的比強(qiáng)度與穩(wěn)定性。但比鋁合金更輕,硬度更高,柔韌性更好,抗剪切能力更好的特性。也正因?yàn)槿绱吮粡V泛用于航天器材上。但這些輕量化高性能材質(zhì)對(duì)于加工難度和磨具損耗上是非常大的。很多加工企業(yè)表示,成本增加了,產(chǎn)品的精細(xì)度卻下降了,模具和設(shè)備的損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以前。所以模具性能的掣肘對(duì)于加工裝配業(yè)來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。
石墨烯涂層模具
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鎂合金變形是全球沖壓界所共同面對(duì)的難題,因?yàn)樵跊_壓過(guò)程中模具上的涂層容易受高溫高壓的影響而脫落,這一點(diǎn)成為了鎂合金變形難題的30%。我國(guó)青島石墨烯產(chǎn)業(yè)園的卡爾本新材料公司成功的開發(fā)出了一種利用石墨烯涂層的模具研發(fā)。這種模具和傳統(tǒng)模具相比具有耐高溫高壓,低摩擦,高抗剪切的特點(diǎn)可以使沖壓速度與精度提高30%左右。而這種模具最大的特點(diǎn)是可以改變模具一次性使用的特點(diǎn)。在模具達(dá)到使用壽命后重新添加涂層便可以延長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)??梢詫⒛>呦目s減至原來(lái)的六分之一。
“生長(zhǎng)涂層”理念與加工1mm的鎂合金制品
傳統(tǒng)的涂層在大家的認(rèn)知里是噴涂在模具表面的,但石墨烯涂層是通過(guò)營(yíng)造特殊環(huán)境,石墨烯涂層“生長(zhǎng)”在磨具表面的。所以這種由內(nèi)到外的技術(shù)理念讓其具備了抗高溫高壓不脫落的特性。據(jù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)石墨烯涂層模具可以實(shí)現(xiàn)加工1mm厚度的鎂合金制品。這在加工業(yè)是技術(shù)難度相當(dāng)高的。石墨烯為今后高難度高強(qiáng)度新材料加工提供了可靠的保障。