一种铸铁合金玻璃模具材料及玻璃模具的制造方法 |
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| 申请号 | CN201710463650.3 | 申请日 | 2017-06-19 | 公开(公告)号 | CN107419162A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 常熟市兄弟玻璃模具有限公司; | 发明人 | 汪兴元; 张卫江; 张乾锋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 铸 铁 合金 玻璃模具材料及玻璃模具的制造方法，该方法包括步骤：(1)原材料准备；(2)按照C 3.0～3.6％、Si 1.4～1.6％、Mn 1.2～1.8％、P≤0.02％、S≤0.02％、Ni 1.5～2.5％、Mo 0.3～0.8％、V 0.7～0.9％、Ti 0.22～0.26％，余量为Fe的组分比例进行配料；(3)采用500kg的中频感应电炉进行熔炼；(4)加入孕育剂做随流孕育；(5)造型采用 湿 型砂 ，静压造型线生产获得玻璃模具；本发明在不牺牲玻璃模具原有性能的情况，大大提高其材料热导率，从而提升玻璃制品的 质量 和生产效率，以及提升玻璃模具的使用寿命。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铸铁合金玻璃模具材料，其特征在于包含以下重量百分比组分：C 3.0～3.6％、Si 1.4～1.6％、Mn 1.2～1.8％、P≤0.02％、S≤0.02％、Ni 1.5～2.5％、Mo 0.3～0.8％、V |
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| 说明书全文 | 一种铸铁合金玻璃模具材料及玻璃模具的制造方法技术领域背景技术[0002] 在玻璃制品成形过程中，模具频繁地与1100℃以上的熔融玻璃接触，经受氧化、生长及热疲劳等作用，同时，模具的各个接触面由于与玻璃的摩擦而被磨损。这就要求玻璃模具具有抗氧化、抗生长、抗热疲劳和耐磨等性能。此外，玻璃模具在实际生产时，要求在高温下能够进行快速热交换，并且模具的各个部位的温度场力求保持均匀，这就要求玻璃模具材料具有良好的导热性能，这直接影响着玻璃制品的质量和生产效率。良好的导热率会使模具的温度梯度降至最小，从而延长玻璃模具的寿命。 [0003] 铸铁作为制造玻璃模具的材料，目前占有主导地位，预计在今后相当长的时期内也不会改变，而D型石墨的灰铸铁材料是玻璃模具的主要材料。其原因是D型石墨是枝晶间点状石墨，由于其石墨呈点状并且被枝晶隔离，因而，其具有良好的抗氧化性而被玻璃模具广泛地应用。再辅以一定的合金化，利用V、Ti、Mo等元素来提高材料的耐磨性能，高温性能和抗氧化性能。因而，该种合金铸铁已经成为了玻璃模具的主流，其寿命也稳定达到了80万次以上，得到了市场和客户认可。 [0004] 但D型石墨的灰铸铁也存在显著的弊端，就是其导热性能极差，不利于玻璃模具在生产过程中得到较好地热交换，严重影响了玻璃制品企业的生产质量和效率。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种铸铁合金玻璃模具材料，该材料在不牺牲玻璃模具原有性能的情况，大大提高其材料热导率，从而提升玻璃制品的质量和生产效率，以及提升玻璃模具的使用寿命。 [0006] 为了达到上述技术目的，本发明的技术方案是： [0007] 一种铸铁合金玻璃模具材料，其包含以下重量百分比组分：C 3.0～3.6％、Si 1.4～1.6％、Mn 1.2～1.8％、P≤0.02％、S≤0.02％、Ni 1.5～2.5％、Mo 0.3～0.8％、V 0.7～0.9％、Ti 0.22～0.26％，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0008] 作为优选，所述组分重量百分比为：C 3.2％、Si 1.6％、Mn 1.6％、P≤0.02％、S≤0.02％、Ni 1.5％、Mo 0.75％、V 0.9％、Ti 0.26％，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0009] 玻璃模具的毛坯是铸造而来的，要保证内腔得到良好的D型石墨，就要保证铁液具有较大的过冷度和较大的冷却速度，而5mm以外要保证形成A型石墨，这有要求铁液具有较小的过冷度和冷却速度，要在同一个毛坯上解决该对矛盾，是该项目的难点，也是项目的创新之处。 [0010] Mo、Ni不宜加入较高的量，不仅仅是因为Ni、Mo为贵重金属。主要是因为：虽然Mo、Ni能改善合金的塑性、抗氧化性和体积稳定性，并且有使石墨细化的能力。但弊端也是明显的，即其是珠光体稳定元素。因此，本发明优化选择上述的加入量。同时，Mo、Ni加入的同时，还需加入V的配合。本发明中，V作为提高合金耐热性能的基础上，有效促进合金元素的石墨化，在保留合金中Mo、Ni有益作用的同时，阻碍石墨化促进基体组织中珠光体形成的不利影响。 [0011] 本发明通过组分的优化配比，保持原有V、Ti、Mo铸铁的优点，并且工作面为D型石墨，这样玻璃模具的抗氧化充分得以保证。但原材料其余位置也基本为D型石墨为主，而本项目研发成为5mm以外基本全部为A型石墨(注：B型石墨四周围A型，中间点位D型，所以也主要是A型石墨)，而A型石墨的导热性能远远由于D型石墨。 [0012] 一种铸铁合金玻璃模具的制造方法，其包括以下步骤： [0014] (2)按照C 3.0～3.6％、Si 1.4～1.6％、Mn 1.2～1.8％、P≤0.02％、S ≤0.02％、Ni 1.5～2.5％、Mo 0.3～0.8％、V 0.7～0.9％、Ti 0.22～0.26％，余量为Fe的组分比例进行配料。 [0015] (3)采用500kg的中频感应电炉进行熔炼。所述中频感应电炉的熔炼温度为1330～1400℃，优选1380℃。 [0016] (4)加入孕育剂做随流孕育；作为优选，所述孕育剂为硅钡孕育剂，所述孕育剂粒度为12～13mm。 [0018] 上述方法获得的玻璃模具内腔3～5mm以内D型石墨95％以上，石墨大小小于7级；内腔往外5～10mm，100％为B型石墨，石墨大小为5～6级；内腔往外10mm以上，95％以上为A型石墨，石墨大小4～5级。 [0019] 本发明材料制造的玻璃模具有益效果： [0020] 1)制瓶机工作效率提升20％以上； [0021] 2)周期保养时间延长30％以上； [0022] 3)模具的使用寿命延长30％以上； [0023] 4)单位产品的模具摊分成本降低25％以上。 具体实施方式[0024] 实施例1 [0025] (1)准备生铁、废钢、回炉铁、钒铁、钛铁、钼铁、硅铁、锰铁、镍铁、孕育剂作为原材料。 [0026] (2)按照C 3.6％、Si 1.5％、Mn 1.8％、Ni 1.5％、Mo 0.3％、V 0.7％、Ti 0.22％，余量为Fe的组分比例进行配料，P、S均控制在0.02％以下。 [0027] (3)采用500kg的中频感应电炉进行熔炼，所述中频感应电炉的熔炼温度为1330℃。 [0028] (4)加入孕育剂做随流孕育；作为优选，所述孕育剂为硅钡孕育剂，所述孕育剂粒度为13mm。 [0029] (5)造型采用湿型砂，静压造型线生产获得玻璃模具。 [0030] 实施例2 [0031] (1)准备生铁、废钢、回炉铁、钒铁、钛铁、钼铁、硅铁、锰铁、镍铁、孕育剂作为原材料。 [0032] (2)按照C 3.2％、Si 1.6％、Mn 1.6％、Ni 1.5％、Mo 0.75％、V 0.9％、Ti 0.26％，余量为Fe的组分比例进行配料，P、S均控制在0.02％以下。 [0033] (3)采用500kg的中频感应电炉进行熔炼，所述中频感应电炉的熔炼温度为1380℃。 [0034] (4)加入孕育剂做随流孕育；作为优选，所述孕育剂为硅钡孕育剂，所述孕育剂粒度为12mm。 [0035] (5)造型采用湿型砂，静压造型线生产获得玻璃模具。 [0036] 实施例3 [0037] (1)准备生铁、废钢、回炉铁、钒铁、钛铁、钼铁、硅铁、锰铁、镍铁、孕育剂作为原材料。 [0038] (2)按照C 3.0％、Si 1.4％、Mn 1.2％、Ni 2.0％、Mo 0.8％、V 0.7％、Ti 0.26％，余量为Fe的组分比例进行配料，P、S均控制在0.02％以下。 [0039] (3)采用500kg的中频感应电炉进行熔炼，所述中频感应电炉的熔炼温度为1380℃。 [0040] (4)加入孕育剂做随流孕育；作为优选，所述孕育剂为硅钡孕育剂，所述孕育剂粒度为12mm。 [0041] (5)造型采用湿型砂，静压造型线生产获得玻璃模具。 [0042] 实施例4 [0043] (1)准备生铁、废钢、回炉铁、钒铁、钛铁、钼铁、硅铁、锰铁、镍铁、孕育剂作为原材料。 [0044] (2)按照C 3.5％、Si 1.6％、Mn 1.5％、Ni 2.5％、Mo 0.7％、V 0.9％、Ti 0.22％，余量为Fe的组分比例进行配料，P、S均控制在0.02％以下。 [0045] (3)采用500kg的中频感应电炉进行熔炼，所述中频感应电炉的熔炼温度为1350℃。 [0046] (4)加入孕育剂做随流孕育；作为优选，所述孕育剂为硅钡孕育剂，所述孕育剂粒度为13mm。 [0047] (5)造型采用湿型砂，静压造型线生产获得玻璃模具。 [0048] 检测工艺： [0049] 1)上述实施例铸件做解剖后，利用金相显微镜检测各个部位的石墨形态分析； [0051] 3)利用销盘磨损试验机做材料的耐磨性能检测； [0052] 4)利用导热系数测量仪对材料的导热性能做检测。 [0053] 经检测，上述实施例获得的玻璃模具内腔3～5mm以内D型石墨95％以上，石墨大小小于7级；内腔往外5～10mm，100％为B型石墨，石墨大小为5～6级；内腔往外10mm以上，95％以上为A型石墨，石墨大小4～5级。从而实现在不牺牲玻璃模具原有性能的情况下，大大提高其材料热导率。 [0054] 上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。 |
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