专利名称：一种合金铸铁玻璃模具材料的制作方法
技术领域：
本发明属于玻璃模具材料技术领域，具体涉及一种合金铸铁玻璃模具材料。
背景技术：
玻璃模具是玻璃制品成形的重要工艺装备。在实际生产过程中，玻璃模具内腔频繁地与1100℃左右的熔融热玻璃接触，且玻璃制品在其中冷却硬化，因而玻璃模具本身温度在一个较宽的范围内变化，在这一过程中玻璃模具不断经受氧化、腐蚀、生长、冷热疲劳冲击及内腔与热玻璃滑动接触产生的摩擦而逐渐失效，可见失效的主要因素之一为高温氧化；之二为热疲劳破坏。鉴此，对于玻璃制品生产而言，无疑要求玻璃模具具有良好的抗氧化、抗腐蚀、抗生长、耐高温和耐磨性，较高的导热性和较低的热膨胀系数。然而，对于制造玻璃模具而言，模具材料应具有良好的切削、磨削加工性能和铸造性能。
铸铁用作模具材料具有成本低，铸造性能优良和易加工的特点。最重要的是具有热而不粘的性能，广泛用于玻璃模具生产制造。铸铁玻璃模具的材料类型可分为灰铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。灰铸铁玻璃模具的导热性能较好，但其抗氧化及抗生长性能较差，球墨铸铁玻璃模具的抗氧化及抗生长性能优良，可它的导热性能较差对于玻璃模具来讲是一个致命的缺陷，蠕墨铸铁的性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间，具体偏向取决于蠕化率。总的来讲，目前这三种材料的玻璃模具的使用寿命在30～50万次/副。为了改善材料的高温性能(抗氧化、抗生长和抗热疲劳)，通常在铸铁中加入一定量的Mo、Cu、Ti和Gr等合金元素，细化石墨，以达到提高抗氧化和抗生长性能，使玻璃模具的寿命提高到50～60万次/副。而Mo、Cu等贵金属元素的加入，使模具材料的生产成本大幅度提高。因此，研究开发抗氧化、抗生长、抗热疲劳性能优良且成本低廉的模具材料成为业界追求的方向。
发明内容
本发明的任务是在于提供一种具有理想的抗氧化、抗生长和抗热疲劳性并且成本低廉的合金铸铁玻璃模具材料。
本发明的任务是这样来完成的，一种合金铸铁玻璃模具材料，其化学组成成分及质量百分比为3.0～3.8％的碳，1.9～3.0％的硅，0.2～1.0％的锰，＜0.035％的硫，＜0.05％的磷，0.08～0.25％的钛，0.08～0.4％的铬，其余为铁。
本发明所具有的优点之一，因化学成分的选择及配比合理，从而能使已有技术中的铸铁玻璃模具材料的石墨形态为变球状石墨与蠕虫状石墨的复合形态，延缓模具的氧化生长，不易开裂并且耐腐蚀性好；之二，蠕虫状石墨能弥补球状石墨导热性能欠缺的弊端，从而使模具在使用过程中具有良好的导热性；之三，配方中加入了钛和铬，有助于细化石墨且形成较多的铁素体，使玻璃模具无论是在室温，还是在使用过程中的高温下，其基体组织均为稳定的铁素体，在使用过程中不会发生共析转变，热疲劳抗力明显提高，使模具的使用寿命能够达到60～70万次/副；之四，不需要加入钼和铜等贵金属元素，有效的降低了生产模具材料的成本。
图1所示为本发明实施例一的合金铸铁玻璃模具材料的铸态金相组织照片。
图2所示为本发明实施例二的合金铸铁玻璃模具材料的铸态金相组织照片。
图3所示为本发明实施例三的合金铸铁玻璃模具材料的铸态金相组织照片。
具体实施例方式 通过申请人在下面给出的实施例，将更加有助于理解本发明，然而，不能以实施例来构成对本发明技术方案的限制。
下面的实施例提供的合金铸铁玻璃模具材料的石墨形态为球状+蠕虫状石墨的复合形态，经熔炼、蠕化孕育处理、浇注、冷却和退火，再经过机械加工而获得。模具的具体生产过程是1)、确定金属元素，按照成份配比；2)、按照工艺所规定的加料顺序，依次加入到中频电炉中进行熔化，在浇注前进行蠕化孕育处理，并在规定的时间内浇入具有冷铁的铸型中；3)、冷却到一定程度，将模具毛坯取出，放入退火炉中进行退火处理；4)、退火后的毛坯经过机械加工，制造出所需的玻璃模具的使用寿命达到60～70万次/副。
实施例一 3.0％的碳(C)，2.1％的硅(Si)，0.3％的锰(Mn)，0.02％的硫(S)，0.04％的磷(P)，0.1％的钛(Ti)，0.30％的铬(Cr)，其余为铁(Fe)。
经申请人对本实施例成分配比所得的模具进行测试，结果表明，基体组织为铁素体，石墨形态为球状+蠕虫状石墨，750℃热疲劳试验，首先出现可见裂纹的次数为34次，在第50次时的裂纹长度为5.4mm，经过相同的循环次数以后，其试样直径的最大变形量为0.32mm，试样的相对磨损量为73％，同批模具交与客户使用，客户反馈同批模具的使用寿命达到64万次/副，其铸态金相组织照片见图1。
实施例二 3.8％的碳(C)，2.4％的硅(Si)，0.3％的锰(Mn)，0.03％的硫(S)，0.04％的磷(P)，0.05％的钛(Ti)，0.10％的铬(Cr)，其余为铁(Fe)。
经申请人对本实施例成分配比所得的模具进行测试，结果表明，基体组织为铁素体，石墨形态为细小球状+蠕虫状石墨，750℃热疲劳试验，首先出现可见裂纹的次数为30次，在第50次时的裂纹长度为5.8mm，经过相同的循环次数以后，其试样直径的最大变形量为0.36mm，试样的相对磨损量为78％，同批模具交与客户使用，客户反馈同批模具的使用寿命达到61万次/副，其铸态金相组织照片见图2。其余同对实施例1的描述。
实施例三 3.5％的碳(C)，2.8％的硅(Si)，0.2％的锰(Mn)，0.03％的硫(S)，0.04％的磷(P)，0.2％的钛(Ti)，0.30％的铬(Cr)，其余为铁(Fe)。
经申请人对本实施例成分配比所得的模具进行测试，结果表明，基体组织为铁素体，石墨形态为细小球状+蠕虫状石墨，750℃热疲劳试验，首先出现可见裂纹的次数为38次，在第50次时的裂纹长度为4.5mm，经过相同的循环次数以后，其试样直径的最大变形量为0.21mm，试样的相对磨损量为70％，同批模具交与用户使用，用户反馈同批模具的使用寿命达到69万次/副，其铸态金相组织照片见图3。其余同对实施例1的描述。
权利要求
1、一种合金铸铁玻璃模具材料，其化学组成成分及质量百分比为3.0～3.8％的碳，1.9～3.0％的硅，0.2～1.0％的锰，＜0.035％的硫，＜0.05％的磷，0.08～0.25％的钛，0.08～0.4％的铬，其余为铁。
全文摘要
一种合金铸铁玻璃模具材料，属于玻璃模具材料技术领域。其化学组成成分及质量百分比为3.0～3.8％的碳，1.9～3.0％的硅，0.2～1.0％的锰，＜0.035％的硫，＜0.05％的磷，0.08～0.25％的钛，0.08～0.4％的铬，其余为铁。优点能延缓模具的氧化生长，不易开裂并且耐腐蚀性好；使模具在使用过程中具有良好的导热性；热疲劳抗力明显提高，使模具的使用寿命能够达到60～70万次/副；有效的降低了生产模具材料的成本。
文档编号C22C37/00GK101555566SQ20091002650
公开日2009年10月14日 申请日期2009年5月11日 优先权日2009年5月11日
发明者戈剑鸣 申请人:苏州东方枫晟科技有限公司