[发明专利]铁素体球墨铸铁玻璃模具材料及模具的制备方法在审

专利信息
申请号: 201811615888.4 申请日: 2018-12-27
公开(公告)号: CN109504891A 公开(公告)日: 2019-03-22
发明(设计)人: 唐剑锋 申请(专利权)人: 苏州东海玻璃模具有限公司
主分类号: C22C37/10 分类号: C22C37/10;C22C37/04;C22C33/08;C21D1/30;C21D9/00;C21D11/00;B22C15/34;B22D15/00
代理公司: 苏州诚逸知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32313 代理人: 高娟
地址: 215542 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 球墨铸铁 玻璃模具材料 铁素体 制备 模具 退火 贵重金属元素 化学元素组成 高温石墨化 质量百分比 玻璃模具 操作工艺 优良性能 杂质元素 周期缩短 铸造工艺 珠光体 铸造 保证
【说明书】:

发明公开了一种铁素体球墨铸铁玻璃模具材料及模具的制备方法,所述铁素体球墨铸铁玻璃模具材料由以下化学元素组成:碳3.5‑4.0%,硅1.5‑2.0%,锰<0.3%,磷<0.1%,硫<0.03%,镁<0.08%,其余为铁,及其他无法避免的杂质元素;以上百分比为质量百分比。本发明铁素体球墨铸铁玻璃模具材料及模具的制备方法在不添加贵重金属元素的前提下,保证了球墨铸铁玻璃模具材质的优良性能,不进行高温石墨化退火的情况下,珠光体不高于15%,铸造工艺操作工艺简单,成本节省,铸造周期缩短。

技术领域

本发明涉及玻璃模具制造领域,特别是涉及一种铁素体球墨铸铁玻璃模具材料及模具的制备方法。

背景技术

玻璃模具是生产玻璃制品的主要装备,其频繁的与1100℃左右的高温熔融玻璃液接触,作为玻璃制品外形或/及內型轮廓成型的限制作用,同时作为熔融玻璃以与环境进行热交换的媒介,起到至关重要的作用。要求玻璃模具内腔表面具有良好的抗氧化性能和耐高温性能等,藉以延长使其用寿命。

作为核心竞争力之一的玻璃模具材料,玻璃模具行业内,一般,上规模的企业都有自己的铸造车间。当前玻璃模具企业铸造车间,绝大部分都是使用湿型黏土砂造型工艺进行玻璃模具毛坯的铸造,原因在于,第一,该工艺确实适合玻璃模具铸件材质的要求,第二,工艺成熟,成本低。但由于年铸造产量小,所以,玻璃模具企业不会像传统铸造企业一样,大规模进行自动化甚至智能化生产方面的投入,导致大部分玻璃模具企业的铸造车间,设备相对落后。公开文件中,鲜有提及针对玻璃模具毛坯铸造工艺完整过程的描述,特别是玻璃模具铸件毛坯的造型工艺、设备等。玻璃模具行业中,绝大部分公开文献,主要是针对,玻璃模具铸造毛坯工艺过程中的化学成分配比,熔炼工艺过程,且都是通过添加大量贵重合金元素,从而来提高玻璃模具材料的抗氧化性能等各项性能。如“CN 108018481 A”描述“本发明的另一任务在于提供一种高碳当量高强度低应力玻璃模具材料的制备方法,该方法有助于通过内腔冷铁激冷获得大量抗氧化性能优良的D型石墨,并随着激冷能力的减弱逐渐过渡到A型石墨,满足玻璃模具的使用要求;有利于通过Cr元素形成的致密的Cr2O3薄膜提高内腔基体的抗氧化作用,以及Cr元素形成的碳化物提高材料的耐磨性能;有益于通过提高Cu、Ni元素对Cr形成的碳化物的中和作用来提高材料的韧性,以及Cu、Ni对于珠光体片间距的细化作用来提高材料的强度并且增进材料的抛光性能;有便于通过Mo元素固溶强化部分铁素体基体提高材料的高温强度,降低材料在高温中热疲劳循环中产生裂纹源的几率而藉以保障高碳当量高强度低应力玻璃模具材料的技术效果的全面体现。”

由于大量的添加贵重合金元素,一是提高了模具材料的成本,降低了市场竞争力,由于各种合金的添加,增加了材料铸造生产工序操作难度,而且产生了数量不少的珠光体。玻璃模具行业中公认的珠光体基体相较于铁素体基体弊大于利。

同时,目前行业内使用的球墨铸铁玻璃模具毛坯,由于球墨铸铁的糊状凝固方式,导致铸件的壁厚阶梯处,容易存在孤立液相区,从而产生缩孔缩松倾向,一旦有缩孔或者缩松产生,对于后续机械加工中钻垂冷孔影响非常大,钻头容易钻偏或者折断,加工成本上升,效率下降。而且由于缩孔缩松的存在,材料的致密度、连续一致性较差,降低了材料的导热性能,影响玻璃模具上机使用性能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种铁素体球墨铸铁玻璃模具材料及模具的制备方法,能够在不添加贵重金属元素的前提下,保证球墨铸铁玻璃模具材质的优良性能。

为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种铁素体球墨铸铁玻璃模具材料,由以下化学元素组成:碳 3.5-4.0%,硅 1.5-2.0%,锰 <0.3%,磷 <0.1%,硫<0.03%,镁 <0.08%,其余为铁,及其他无法避免的杂质元素;以上百分比为质量百分比。

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