一種器皿類雙開模玻璃模具材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種器皿類雙開模玻璃模具材料及其制備方法，所述器皿類雙開模玻璃模具材料由下列質(zhì)量百分比的組分組成：C3.5~3.6%、Si1.9~2.0%、Mn0.5~0.6%、P<0.08%、S＜0.08%、Mo 0.5~0.8%、V0.1~0.15%、Ti0.15~0.25%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明器皿類雙開模玻璃模具材料及其制備方法，通過設(shè)計(jì)合理的化學(xué)成分及配比，以及采用合理的制備工藝，使制成的器皿玻璃模具材料具有優(yōu)良的高溫塑性和均衡的導(dǎo)熱性能，使得器皿玻璃模具在上機(jī)使用過程中，內(nèi)腔與外壁的溫度梯度減小，交變熱應(yīng)力幅減小，從而有效的延長器皿類模具的使用壽命。
【專利說明】
一種器皿類雙開模玻璃模具材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及器皿類雙開模玻璃模具材料領(lǐng)域，特別是涉及一種器皿類雙開模玻璃模具材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃制品中的器皿類產(chǎn)品，如馬克杯，玻璃碗，酒杯等，具有復(fù)雜花紋并且需要花紋清晰，要求模具具有非常高的表面質(zhì)量，在制造的過程中采用一次沖壓成型，相對于瓶罐類玻璃模具，兩次成型過程，器皿類玻璃模具在承受高溫的同時(shí)還承受了更加大的成型壓力，而且成型內(nèi)腔面接觸面一般都比瓶罐類模具要大，這樣對模具材料的物理性能要求更尚O
[0003]通常行業(yè)內(nèi)采用耐熱合金鋼或不銹鋼作為器皿類模具生產(chǎn)的原材料。眾所周知，不銹鋼、耐熱合金鋼的機(jī)械加工難度遠(yuǎn)高于鑄鐵，導(dǎo)致的加工效率低下，成本非常高。而且該類材料的導(dǎo)熱性能遠(yuǎn)低于鑄鐵類材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種器皿類雙開模玻璃模具材料及其制備方法，能夠代替不銹鋼、耐熱合金鋼等材料，作為器皿類雙開模玻璃模具的使用材質(zhì)。使得機(jī)械加工難度降低，模具生產(chǎn)成本降低，導(dǎo)熱性能好，使用性能可以滿足玻璃器皿制品工藝的要求。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種器皿類雙開模玻璃模具材料，由下列質(zhì)量百分比的組分組成:C 3.5-3.6 %、Si 1.9-2.0%^Mn 0.5~0.6%、P〈0.08%、S<0.08%、Mo 0.5-0.8%、V0.I?0.15%、T1.15?0.25%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，O?700°C范圍內(nèi)，所述器皿類雙開模玻璃模具材料的導(dǎo)熱率不小于38 ff/(m.K) ο
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述器皿類雙開模玻璃模具材料的工作表面有一層不小于5_的致密冷激層。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述器皿類雙開模玻璃模具材料的外表面布氏硬度為 125±15HB。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述器皿類雙開模玻璃模具材料的金像組織為:內(nèi)腔工作表面15mm范圍內(nèi)為5?7級的D型石墨/B型石墨，中間及外圓處允許有不超過30%的其他片狀石墨存在;基體為80%以上鐵素體。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種上述的器皿類雙開模玻璃模具材料的制備方法，具體步驟包括:
(100)造型:為獲得5mm以上的冷激層，在普通濕型砂的基礎(chǔ)上，器皿類雙開模玻璃模具內(nèi)腔工作面，采用與內(nèi)腔形狀一致的冷鐵進(jìn)行激冷；
(200)配料:將Ql 2鑄造生鐵、廢鋼、回爐料、碳化娃、猛鐵、鑰鐵、f凡鐵和欽鐵進(jìn)彳丁化學(xué)分析;然后按所述組分質(zhì)量百分比稱取原材料，所述組分質(zhì)量百分比為:C 3.5-3.6 %、Si 1.9?I.0%、Mn 0.5-0.6%、P〈0.08%、S<0.08%、Mo 0.5-0.8%、V0.I?0.15%、T1.15?0.25%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；
(300)熔煉:將按比例稱量好的廢鋼、Ql2鑄造生鐵、碳化硅、和回爐料放入中頻爐中，等上述爐料熔化80%后，再將錳鐵和鉬鐵，釩鐵加入中頻爐中，繼續(xù)加熱熔化并調(diào)節(jié)鐵水溫度至1450?1480°C，使用碳硅儀進(jìn)行碳硅含量的爐前分析，并利用增碳劑或廢鋼調(diào)整碳當(dāng)量，同時(shí)加入鈦鐵，調(diào)整溫度到1540°C，撒覆蓋劑保溫3~5分鐘左右，出鐵水至澆包中；
(400)孕育及澆注:將熔化好的鐵水，倒入準(zhǔn)備好的第一澆包中，同時(shí)隨流加入75SiFe孕育劑，粒度為5?10mm，加入量為鐵水總量的0.2%;第一澆包倒入結(jié)束，然后經(jīng)行扒渣，扒渣過后，再將第一澆包中的鐵水倒入第二澆包中，第二澆包底部預(yù)先準(zhǔn)備好，75SiFe孕育劑，粒度為3?5mm，加入量為鐵水總量的0.3%，然后經(jīng)行扒渣，扒渣過后，等鐵液溫度降至13700C左右，開始澆注;澆注時(shí)，專人擋渣;在直澆道和橫澆道連接處加一層陶瓷過濾網(wǎng)，防止?fàn)t渣進(jìn)入毛坯內(nèi)部污染鐵液；
(500)落砂工藝:澆注好的鑄鐵毛坯后，等待毛坯溫度低于250°C，進(jìn)行落砂處理。然后進(jìn)行噴丸處理。噴丸結(jié)束后，切除澆冒口得到器皿類雙開模玻璃模具毛坯。
[0011]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(100)中，所述冷鐵使用前拋丸除銹，并且在其表面涂有醇基涂料，后烘干，除水和油。
[0012]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(400)中，所述第一澆包，第二澆包，在使用前進(jìn)行烘干預(yù)熱。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明器皿類雙開模玻璃模具材料及其制備方法，通過設(shè)計(jì)合理的化學(xué)成分及配比，以及采用合理的制備工藝，使制成的器皿類雙開模玻璃模具材料具有優(yōu)良的高溫塑性和均衡的導(dǎo)熱性能，使得器皿玻璃模具在上機(jī)使用過程中，內(nèi)腔與外壁的溫度梯度減小，交變熱應(yīng)力幅減小，從而有效的延長器皿類模具的使用壽命。與耐熱合金鋼、不銹鋼類材料相比，具有優(yōu)良導(dǎo)熱性能和良好的機(jī)械加工性能，產(chǎn)品成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0015]實(shí)施例一:
1、造型:為獲得5mm以上的冷激層，在普通濕型砂的基礎(chǔ)上，器皿類雙開模玻璃模具內(nèi)腔工作面，采用與內(nèi)腔形狀一致的冷鐵進(jìn)行激冷。所述冷鐵使用前拋丸除銹，并且在其表面涂有醇基涂料，后烘干，除水和油，防止與器皿類雙開模玻璃模具毛坯之間產(chǎn)生高溫氧化，粘連等不良。
[0016]2、配料:將Q12鑄造生鐵，廢鋼，回爐料，碳化硅，錳鐵，鉬鐵，純鋁進(jìn)行化學(xué)分析。然后按所述組分質(zhì)量百分比稱取原材料，所述組分質(zhì)量百分比為:C 3.5 %、Si 2.0%,Mn0.5%、Ρ 0.08%、S 0.08%、Μο 0.5%、V0.1、T1.15，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。稱取原材料放入中頻爐中熔煉。所述原材料均為國標(biāo)規(guī)定牌號。
[0017]3、熔煉:將按比例稱量好的廢鋼、Q12鑄造生鐵、碳化硅、和回爐料放入中頻爐中，等上述爐料熔化80%后，再將錳鐵和鉬鐵，釩鐵加入中頻爐中，繼續(xù)加熱熔化并調(diào)節(jié)鐵水溫度至1450?1480°C，使用碳硅儀進(jìn)行碳硅含量的爐前分析，并利用增碳劑或廢鋼調(diào)整碳當(dāng)量，同時(shí)加入鈦鐵，調(diào)整溫度到1540°C，撒覆蓋劑保溫3~5分鐘左右，出鐵水至澆包中；
4、孕育及澆注:將熔化好的鐵水，倒入準(zhǔn)備好的第一個(gè)澆包中，同時(shí)隨流加入75SiFe孕育劑，粒度為5?1mm，加入量為鐵水總量的0.2%;第一澆包倒后結(jié)束，然后經(jīng)行扒渣，扒渣過后，再將第一澆包中的鐵水倒入第二澆包中，第二澆包底部預(yù)先準(zhǔn)備好，75SiFe孕育劑，粒度為3?5mm，加入量為鐵水總量的0.3%，然后經(jīng)行扒渣，扒渣過后，等鐵液溫度降至1370°C左右，開始澆注;澆注時(shí)，專人擋渣;在直澆道和橫澆道連接處加一層陶瓷過濾網(wǎng)，防止?fàn)t渣進(jìn)入毛坯內(nèi)部污染鐵液；
5、落砂工藝:澆注好的鑄鐵毛坯后，等待毛坯溫度低于2500C，進(jìn)行落砂處理。然后進(jìn)行噴丸處理。噴丸結(jié)束后，切除澆冒口得到器皿類雙開模玻璃模具毛坯。
[0018]實(shí)施例二
配料步驟中，各組分的質(zhì)量百分比為C 3.6%、Si 1.9%、Mn 0.6%、P 0.03%、S 0.03%、Mo0.8%、V0.15、T1.25，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其余步驟與實(shí)施例一相同。
[0019]實(shí)施例三
配料步驟中，各組分的質(zhì)量百分比為C 3.55%、Si 1.95%、Μη 0.55%、Ρ 0.06%、S 0.06%、Mo 0.7%、V0.12、T1.23，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其余步驟與實(shí)施例一相同。
[0020]實(shí)施例四
配料步驟中，各組分的質(zhì)量百分比為C 3.5%、Si 1.9%、Μη 0.5%、Ρ 0.06%、S 0.06%、Μο0.5%、V0.1、T1.15，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其余步驟與實(shí)施例一相同。
[0021 ]實(shí)施例五
配料步驟中，各組分的質(zhì)量百分比為C 3.6 %、Si 2.0%、Μη 0.6%、Ρ 0.02%、S 0.02%、Μο0.8%、V0.15、T1.25，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其余步驟與實(shí)施例一相同。
[0022]本發(fā)明器皿類雙開模玻璃模具材料，具有以下性能:在O?700°C，使用溫度范圍內(nèi)，材料的導(dǎo)熱率不小于38 ff/(m.K)。外表面布氏硬度為125±15HB，金像組織為:內(nèi)腔工作表面15mm范圍內(nèi)為5?7級的D型石墨/B型石墨，中間及外圓處允許有不超過30%的其他片狀石墨存在;基體為80%以上鐵素體。所述器皿類雙開模玻璃模具材料的工作表面有一層不小于5mm的致密冷激層。
[0023]本發(fā)明器皿類雙開模玻璃模具的正常使用壽命達(dá)12萬次以上。產(chǎn)品成本只有目前耐熱合金鋼、不銹鋼同類產(chǎn)品的三分之一左右，并且后續(xù)機(jī)械加工性能好，產(chǎn)品生產(chǎn)周期可以大大縮短。
[0024]本發(fā)明器皿類雙開模玻璃模具材料及其制備方法有以下優(yōu)點(diǎn):
1、通過設(shè)計(jì)合理的化學(xué)成分及配比，以及采用合理的制備工藝，使制成的器皿類雙開模玻璃模具材料，以鐵素體為基體，具有優(yōu)良的高溫塑性，配合均衡的石墨分布形態(tài)，使得材料擁有良好的導(dǎo)熱性能，在上機(jī)使用過程中，內(nèi)腔與外壁的溫度梯度減小，交變熱應(yīng)力幅減小，從而有效的延長器皿類模具的使用壽命。
[0025]2、通常耐熱合金鋼、不銹鋼類材料制作器皿類玻璃模具，首先要對材料做嚴(yán)格要求的熱處理，比如調(diào)質(zhì)等，材料難加工，加工成本高，生產(chǎn)周期比較長。使用方面性能方面，主要是導(dǎo)熱性相對差，需要模具維修成本高。本發(fā)明提供的器皿類雙開模玻璃模具材料具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和良好的機(jī)械加工性能，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品成本低。可以代替一部分耐熱合金鋼、不銹鋼類材料作為制作器皿類玻璃模具的材料。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種器皿類雙開模玻璃模具材料，其特征在于，由下列質(zhì)量百分比的組分組成:C3.5-3.6 %、Si 1.9-2.0% ^ Mn 0.5?0.6%、P〈0.08%、S<0.08%、Mo 0.5?0.8%、V0.I?0.15%、T1.15-0.25%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器皿類雙開模玻璃模具材料，其特征在于，O?700°C范圍內(nèi)，所述器皿類雙開模玻璃模具材料的導(dǎo)熱率不小于38 ff/(m.K)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器皿類雙開模玻璃模具材料，其特征在于，所述器皿類雙開模玻璃模具材料的內(nèi)腔工作表面有一層不小于5mm的致密冷激層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器皿類雙開模玻璃模具材料，其特征在于，所述器皿類雙開模玻璃模具材料的外表面布氏硬度為125 ±15HB。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的器皿類雙開模玻璃模具材料，其特征在于，所述器皿類雙開模玻璃模具材料的金像組織為:內(nèi)腔工作表面15mm范圍內(nèi)為5?8級的D型石墨/B型石墨，中間及外圓處允許有不超過30%的其他片狀石墨存在;基體為80%以上鐵素體。6.一種器皿類雙開模玻璃模具材料的制備方法，其特征在于，具體步驟包括: (100)造型:在普通濕型砂的基礎(chǔ)上，器皿類雙開模玻璃模具內(nèi)腔工作面，采用與內(nèi)腔形狀一致的冷鐵進(jìn)行激冷； (200)配料:將Q12鑄造生鐵、廢鋼、回爐料、碳化娃、猛鐵、鑰鐵、f凡鐵和欽鐵進(jìn)彳丁化學(xué)分析;然后按所述組分質(zhì)量百分比稱取原材料，所述組分質(zhì)量百分比為:C 3.5-3.6 %、Si 1.9?I.0%、Mn 0.5-0.6%、P〈0.08%、S<0.08%、Mo 0.5-0.8%、V0.I?0.15%、T1.15?0.25%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)； (300)熔煉:將按比例稱量好的廢鋼、Q12鑄造生鐵、碳化硅、和回爐料放入中頻爐中，等上述爐料熔化80%后，再將錳鐵和鉬鐵，釩鐵加入中頻爐中，繼續(xù)加熱熔化并調(diào)節(jié)鐵水溫度至1450?1480°C，使用碳硅儀進(jìn)行碳硅含量的爐前分析，并利用增碳劑或廢鋼調(diào)整碳當(dāng)量，同時(shí)加入鈦鐵，調(diào)整溫度到1540°C，撒覆蓋劑保溫3~5分鐘左右，出鐵水至澆包； (400)孕育及澆注:將熔化好的鐵水，倒入準(zhǔn)備好的第一澆包中，同時(shí)隨流加入75SiFe孕育劑，粒度為5?10mm，加入量為鐵水總量的0.2%;第一澆包倒入結(jié)束，然后經(jīng)行扒渣，扒渣過后，再將第一澆包中的鐵水倒入第二澆包中，第二澆包底部預(yù)先準(zhǔn)備好，75SiFe孕育劑，粒度為3?5mm，加入量為鐵水總量的0.3%，然后經(jīng)行扒渣，扒渣過后，等鐵液溫度降至13700C左右，開始澆注;澆注時(shí)，專人擋渣;在直澆道和橫澆道連接處加一層陶瓷過濾網(wǎng)，防止?fàn)t渣進(jìn)入毛坯內(nèi)部污染鐵液； (500)落砂工藝:澆注好的鑄鐵毛坯后，等待毛坯溫度低于250°C，進(jìn)行落砂處理，然后進(jìn)行噴丸處理，噴丸結(jié)束后，切除澆冒口得到器皿類雙開模玻璃模具毛坯。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的器皿類雙開模玻璃模具材料的制備方法，其特征在于，步驟(100)中，所述冷鐵使用前拋丸除銹，并且在其表面涂有醇基涂料，后烘干，除水和油。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的器皿類雙開模玻璃模具材料的制備方法，其特征在于，步驟(400 )中，所述第一澆包，第二澆包，在使用前進(jìn)行烘干預(yù)熱。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的器皿類雙開模玻璃模具材料的制備方法，其特征在于，O?700°C范圍內(nèi)，所述器皿類雙開模玻璃模具材料的導(dǎo)熱率不小于38 ff/(m.K)。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的器皿類雙開模玻璃模具材料的制備方法，其特征在于，所述器皿類雙開模玻璃模具材料的工作表面有一層不小于5mm的致密冷激層。
【文檔編號】B22C9/08GK105838978SQ201610387872
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】唐劍鋒
【申請人】蘇州東海玻璃模具有限公司