本发明涉及一种空气气氛下耐高温石墨模具的制备方法,其特征在于：通过在石墨模具表面包覆一种硫化钼材料，在650‑950℃下通过化学反应，使石墨的表面碳和硫化钼反应生成一种致密的碳化二钼保护层。其中表面包覆液的组成为醋酸甲酯：溶剂油：聚偏二氟乙烯树脂：硫化钼的质量比为10‑20:4‑10：1:1‑3；石墨模具的浸泡时间为0.5‑5小时；反应温度为650‑950℃；反应时间为24‑72小时。碳化二钼是一种极其稳定的抗氧化材料，石墨模具表面反应形成的致密碳化二钼使得高温下空气气氛中模具表面不发生任何变化，从而保证了石墨模具的长期使用而发生的尺寸误差在工况允许的范围内，减少了氮气保护环节，大幅度降低了生产成本。