[发明专利]自润滑玻璃冲头及其制造方法

说明书

本发明公开了一种自润滑玻璃冲头，包括依次设置的基体、表面强化焊层以及自润滑层，其中，基体采用蠕墨铸铁制成；表面强化焊层采用自熔合金粉末制备的金属基材料制成，表面强化焊层采用粉末微弧等离子喷焊技术喷焊在基体上；自润滑层的材料为固体润滑相、黏结相以及硬质相的混合物，自润滑层以热喷涂的方法在表面强化焊层上形成覆层。本发明提出的自润滑玻璃冲头，提高了玻璃冲头的寿命，进而达到了提高工件的精度以及表面质量的目的。

技术领域

本发明涉及玻璃模具技术领域，尤其涉及一种自润滑玻璃冲头及其制造方法。

背景技术

随着玻璃行业的不断的发展，玻璃制品的质量要求也越来越高。而玻璃成形过程中会发生的许多复杂的物理化学和机械过程，因而对模具材料所提出的要求越来越广泛。模具材质应具备下列一些最主要性质：导热性好，线膨胀系数小，耐热，耐磨，组织致密均匀等等。实际上，迄今还没有一种均质金属同时具备这些性能要求。根据玻璃模具的服役条件和失效分析以及实际生产要求，对模具材料的要求主要是耐热冲击性、导热性及热疲劳抗力等性能，其中以热疲劳抗力为主要性能。玻璃冲头是指在玻璃瓶成形过程中使用的压制坯料的冲头模具。玻璃坯料在玻璃冲头的作用下与玻璃型腔模具完全贴合，才能完成玻璃成形的过程。从流体力学的观点来看，玻璃冲头是一个玻璃成形的动力元件，即通过施加载荷，使玻璃液克服自身高黏度产生的摩擦力充满型腔，从而达到成形的目的。

目前，玻璃冲头在玻璃制品生产中充当着一个重要的部件，但却总是存在着各种失效形式而降低生产效率，增大生产成本。而冲头表面磨损、表面下陷、剥落以及疲劳失效是玻璃冲头失效的主要原因。其中，玻璃冲头由于表面质量不高而产生磨损以及表面下陷等问题；疲劳失效则是由于玻璃冲头长期处于交变冷热应力作用而萌生裂纹，并逐渐向纵深发展，扩展到一定尺寸时，严重削弱玻璃冲头的承载能力而引起的断裂。以上原因影响着传统玻璃冲头的长期使用和玻璃制品工业的可持续发展。

此外玻璃冲头存在冷却水降温系统，这种系统存在冷却水管，而冷却水管就会产生水管破裂等一系列问题而出现安全事故或损坏设备，安全性能比较低。同时，在冷却水管及长期的冷热交变温度作用下，玻璃冲头内部容易产生冷热应力，从而使得玻璃冲头表面出现皲裂、起皮等现象，影响玻璃制品的精度与表面质量，降低了玻璃冲头的寿命，增加了更换玻璃冲头的频率，增大了生产成本。

综上所述，提出一种能够集安全、长寿于一身的制备玻璃冲头尤为重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自润滑玻璃冲头及其制造方法，旨在提高玻璃冲头的寿命，进而提高玻璃制品的精度以及表面质量。

为实现上述目的，本发明提供一种自润滑玻璃冲头，包括依次设置的基体、表面强化焊层以及自润滑层，其中，

所述基体采用蠕墨铸铁制成；

所述表面强化焊层采用自熔合金粉末制备的金属基材料制成，表面强化焊层采用粉末微弧等离子喷焊技术喷焊在基体上；

所述自润滑层的材料为固体润滑相、黏结相以及硬质相的混合物，自润滑层以热喷涂的方法在表面强化焊层上形成覆层。

优选地，所述蠕墨铸铁为RuT420、RuT380或RuT340，基体结构采用实心结构。

优选地，所述表面强化焊层厚度为1.6-2.0mm，所述自润滑层厚度为0.3-0.6mm。

优选地，所述表面强化焊层中的自熔合金粉末为Ni460或Ni420。

优选地，所述自润滑层中，黏结相的质量分数为60-70%，硬质相和润滑相的质量分数为30-40%。

优选地，所述自润滑层中，黏结相为Ni、Mo和Al的混合物，硬质相为Cr₂O₃，润滑相为BaF₂和/或CaF₂以及MoS₂的混合物。