超级材料石墨烯涂层，模具一次性的时代终结，新材料的技术突破

除了开发高可用的石墨烯锂电池以外，作为纳米级材质的石墨烯又有了新的开发方向与用途。石墨烯的材质结构十分特殊，仅为单片六边形结构，而其厚度仅为分子厚度。因此在纳米级材料中，石墨烯拥有最强的硬度、最稳定的结构与最具抗剪切力的特点等。最近，针对石墨烯的开发研究有了新的突破。



轻量化材质与模具

冲压一直被制造业视为生命基石的存在，但由于目前市场对于产品精度的不断提升，对于模具的损耗非常大。同时在产品端对于轻量化的应用，更是对模具的性能有更高的要求。传统工艺下对于轻量化材料的零部件远远不能达到预期的效果。这也使得制造成本不断增加，同时还伴有不低的失败率。而且最为重要的加工工具，模具并非反复使用的。因为造成了很大的资源浪费。



就轻量化材料而言，常见的有铝合金材质，镁合金等。但由于我国铝合金的年限使用普遍为10年。而且铝在加工中虽然有很好的硬度与柔韧性，但铝的氧化生成抗腐蚀的铝膜在焊接中会带来一定的难度。我国镁资源非常的丰富，占据全球70%储备。镁铝合金在作为轻量化材质中有着非常突出的优势，拥有不属于铝合金的比强度与稳定性。但比铝合金更轻，硬度更高，柔韧性更好，抗剪切能力更好的特性。也正因为如此被广泛用于航天器材上。但这些轻量化高性能材质对于加工难度和磨具损耗上是非常大的。很多加工企业表示，成本增加了，产品的精细度却下降了，模具和设备的损耗远远大于以前。所以模具性能的掣肘对于加工装配业来说既是机遇也是挑战。

石墨烯涂层模具



镁合金变形是全球冲压界所共同面对的难题，因为在冲压过程中模具上的涂层容易受高温高压的影响而脱落，这一点成为了镁合金变形难题的30%。我国青岛石墨烯产业园的卡尔本新材料公司成功的开发出了一种利用石墨烯涂层的模具研发。这种模具和传统模具相比具有耐高温高压，低摩擦，高抗剪切的特点可以使冲压速度与精度提高30%左右。而这种模具最大的特点是可以改变模具一次性使用的特点。在模具达到使用寿命后重新添加涂层便可以延长时长。可以将模具消耗缩减至原来的六分之一。

“生长涂层”理念与加工1MM的镁合金制品



传统的涂层在大家的认知里是喷涂在模具表面的，但石墨烯涂层是通过营造特殊环境，石墨烯涂层“生长”在磨具表面的。所以这种由内到外的技术理念让其具备了抗高温高压不脱落的特性。据实验证实石墨烯涂层模具可以实现加工1mm厚度的镁合金制品。这在加工业是技术难度相当高的。石墨烯为今后高难度高强度新材料加工提供了可靠的保障