一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料，由以下按照重量份的原料组成：铁原料85?92份、氮化钽12?15份、硅化钨6?10份、钨粉3?5份，其中，所述铁原料由生铁、锰铁和镍铁组成，所述铁原料中各元素重量百分比为：C 3.9?4.2%、Si 1.3?1.7%、Ni 0.3?0.4%、Mn 0.3?0.4%、P≤0.02%、S≤0.02%，其余为Fe。本发明还提供了所述耐热抗疲劳的玻璃模具材料的制备方法。本发明制备的玻璃模具材料具有较高的强度和硬度，且该玻璃模具材料的耐热抗疲劳性能比常规的普通铸铁材料提高了110?130%，导热性能表现良好，使用寿命长，能够长期处于高温状态下工作以及承受反复的开模合模。
【专利说明】
-种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及模具领域，具体是一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 玻璃是一种古老的建筑材料，随着现代科技水平的迅速提高和应用技术的日新月 异，各种功能独特的玻璃纷纷问世，兴旺了玻璃家族。玻璃主要由二氧化娃和其他化学物质 烙融在一起形成的，在烙融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化致使其 结晶的娃酸盐类非金属材料，被广泛应用于建筑物。在玻璃制品的成型过程中，玻璃模具需 要频繁的接触IlOOC W上的烙融玻璃，承受氧化、生长及热疲劳等作用。由于玻璃模具长期 处于高溫状态下工作而且反复的开模合模的过程中产生摩擦，因此需求玻璃模具组织致密 均匀，应具有良好的耐热、耐磨、耐腐蚀、抗热疲劳、抗氧化、导热性好等特性。目前最常用的 玻璃模具材料为铸铁材料，普通铸铁具有良好的导热性能，但耐热性、抗疲劳性、耐磨性能 较差，在使用过程中容易产生裂纹、龟裂等现象，使模具报废。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法，W解决上 述【背景技术】中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] -种耐热抗疲劳的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料组成：铁原料85-92 份、氮化粗12-15份、娃化鹤6-10份、鹤粉3-5份，其中，所述铁原料由生铁、儘铁和儀铁组成， 所述铁原料中各元素重量百分比为:〔3.9-4.2%、511.3-1.7%、化0.3-0.4%、]?110.3-0.4%、P<0.02%、S<0.02%，其余为化。
[0006] 作为本发明进一步的方案：由W下按照重量份的原料组成:铁原料86-91份、氮化 粗13-14份、娃化鹤7-9份、鹤粉4-5份。
[0007] 作为本发明再进一步的方案：由W下按照重量份的原料组成:铁原料89份、氮化粗 13份、娃化鹤8份、鹤粉4份。
[000引所述耐热抗疲劳的玻璃模具材料的制备方法，步骤如下：
[0009] 1)称取氮化粗、娃化鹤和鹤粉，在1300-1350°C下进行烧结，获得烧结料；
[0010] 2)将烧结料粉碎，放入球磨机中，球磨6-化，并过150目筛，获得烧结粉末，备用；
[0011] 3)将生铁、儘铁和儀铁组成的炉料进行化学分析，对生铁、儘铁和儀铁进行配置， 使炉料满足各元素重量百分比为：〔3.9-4.2%、511.3-1.7%、化0.3-0.4%、]?110.3-0.4%、P<0.02%、S<0.02%，其余为化；
[0012] 4)将配置好的炉料放入中频感应炉中，并加入烧结粉末，升溫至1560-1580°C，将 各物料烙化并揽拌均匀，获得铁水；
[0013] 5)向铁水中加入球化剂，球化剂的加入量为铁水总重量的0.2-0.4%，再对铁水进 行诱注，获得模具毛巧；
[0014] 6)对模具毛巧在800°C下进行退火处理，退火处理时间为3-4h，退火处理后自然冷 却至室溫即可。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明制备的玻璃模具材料具有较高的 强度和硬度，且该玻璃模具材料的耐热抗疲劳性能比常规的普通铸铁材料提高了 110-130%，导热性能表现良好，使用寿命长，能够长期处于高溫状态下工作W及承受反复的开 模合模。本发明制备的玻璃模具材料中加入了娃化鹤，娃化鹤与其他材料配合，有利于提高 玻璃模具材料的抗弯强度和硬度。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
[0017]实施例1
[0018] -种耐热抗疲劳的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料组成:铁原料85份、氮 化粗12份、娃化鹤6份、鹤粉3份，其中，所述铁原料由生铁、儘铁和儀铁组成，所述铁原料中 各元素重量百分比为：C 3.9%、Si 1.3%、Ni 0.3%、Mn 0.3%、P 0.01%、S 0.01%、Fe 94.18%。
[0019] 本实施例中所述耐热抗疲劳的玻璃模具材料的制备方法，步骤如下：
[0020] 1)称取氮化粗、娃化鹤和鹤粉，在130(TC下进行烧结，获得烧结料；
[0021] 2)将烧结料粉碎，放入球磨机中，球磨化，并过150目筛，获得烧结粉末，备用；
[0022] 3)将生铁、儘铁和儀铁组成的炉料进行化学分析，对生铁、儘铁和儀铁进行配置， 使炉料满足各元素重量百分比为：C 3.9%、Si 1.3%、Ni 0.3%、Mn 0.3%、P 0.01%、S 0.01%、Fe 94.18%;
[0023] 4)将配置好的炉料放入中频感应炉中，并加入烧结粉末，升溫至156(TC，将各物料 烙化并揽拌均匀，获得铁水；
[0024] 5)向铁水中加入球化剂，球化剂的加入量为铁水总重量的0.2 %，再对铁水进行诱 注，获得模具毛巧；
[00巧]6)对模具毛巧在800°C下进行退火处理，退火处理时间为化，退火处理后自然冷却 至室溫即可。
[00%] 实施例2
[0027] -种耐热抗疲劳的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料组成:铁原料92份、氮 化粗15份、娃化鹤10份、鹤粉5份，其中，所述铁原料由生铁、儘铁和儀铁组成，所述铁原料中 各元素重量百分比为：C 4.2%、Si 1.7%、Ni 0.4%、Mn 0.4%、P 0.02%、S 0.02%、Fe 93.26%。
[0028] 本实施例中所述耐热抗疲劳的玻璃模具材料的制备方法，步骤如下：
[0029] 1)称取氮化粗、娃化鹤和鹤粉，在135(TC下进行烧结，获得烧结料；
[0030] 2)将烧结料粉碎，放入球磨机中，球磨化，并过150目筛，获得烧结粉末，备用；
[0031] 3)将生铁、儘铁和儀铁组成的炉料进行化学分析，对生铁、儘铁和儀铁进行配置， 使炉料满足各元素重量百分比为：C 4.2%、Si 1.7%、Ni 0.4%、Mn 0.4%、P 0.02%、S 0.02%、Fe 93.26%;
[0032] 4)将配置好的炉料放入中频感应炉中，并加入烧结粉末，升溫至158(TC，将各物料 烙化并揽拌均匀，获得铁水；
[0033] 5)向铁水中加入球化剂，球化剂的加入量为铁水总重量的0.4 %，再对铁水进行诱 注，获得模具毛巧；
[0034] 6)对模具毛巧在800°C下进行退火处理，退火处理时间为地，退火处理后自然冷却 至室溫即可。
[0035] 实施例3
[0036] -种耐热抗疲劳的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料组成:铁原料89份、氮 化粗13份、娃化鹤8份、鹤粉4份，其中，所述铁原料由生铁、儘铁和儀铁组成，所述铁原料中 各元素重量百分比为:C 4.1%、Si 1.5%、Ni 0.35%、Mn 0.35%、P 0.15%、S 0.15%、Fe 93.4%。
[0037] 本实施例中所述耐热抗疲劳的玻璃模具材料的制备方法，步骤如下：
[0038] 1)称取氮化粗、娃化鹤和鹤粉，在133(TC下进行烧结，获得烧结料；
[0039] 2)将烧结料粉碎，放入球磨机中，球磨化，并过150目筛，获得烧结粉末，备用；
[0040] 3)将生铁、儘铁和儀铁组成的炉料进行化学分析，对生铁、儘铁和儀铁进行配置， 使炉料满足各元素重量百分比为:C 4.1%、Si 1.5%、Ni 0.35%、Mn 0.35%、P 0.15%、S 0.15%、Fe 93.4%;
[0041] 4)将配置好的炉料放入中频感应炉中，并加入烧结粉末，升溫至157(TC，将各物料 烙化并揽拌均匀，获得铁水；
[0042] 5)向铁水中加入球化剂，球化剂的加入量为铁水总重量的0.3 %，再对铁水进行诱 注，获得模具毛巧；
[0043] 6)对模具毛巧在800°C下进行退火处理，退火处理时间为3.化，退火处理后自然冷 却至室溫即可。
[0044] 实施例4
[0045] -种耐热抗疲劳的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料组成:铁原料87份、氮 化粗15份、娃化鹤7份、鹤粉5份，其中，所述铁原料由生铁、儘铁和儀铁组成，所述铁原料中 各元素重量百分比为：C 4%、Si 1.4%、Ni 0.4%、Mn 0.35%、P 0.01%、S 0.02%、Fe 93.82%。
[0046] 本实施例中所述耐热抗疲劳的玻璃模具材料的制备方法，步骤如下：
[0047] 1)称取氮化粗、娃化鹤和鹤粉，在131(TC下进行烧结，获得烧结料；
[004引2)将烧结料粉碎，放入球磨机中，球磨化，并过150目筛，获得烧结粉末，备用；
[0049] 3)将生铁、儘铁和儀铁组成的炉料进行化学分析，对生铁、儘铁和儀铁进行配置， 使炉料满足各元素重量百分比为：C 4%、Si 1.4%、Ni 0.4%、Mn 0.35%、P 0.01%、S 0.02%、Fe 93.82%;
[0050] 4)将配置好的炉料放入中频感应炉中，并加入烧结粉末，升溫至1580°C，将各物料 烙化并揽拌均匀，获得铁水；
[0051 ] 5)向铁水中加入球化剂，球化剂的加入量为铁水总重量的0.4%，再对铁水进行诱 注，获得模具毛巧；
[0化2] 6)对模具毛巧在800°C下进行退火处理，退火处理时间为化，退火处理后自然冷却 至室溫即可。
[0化3] 实施例5
[0054] -种耐热抗疲劳的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料组成:铁原料90份、氮 化粗15份、娃化鹤8份、鹤粉4份，其中，所述铁原料由生铁、儘铁和儀铁组成，所述铁原料中 各元素重量百分比为：C 4.2%、Si 1.3%、Ni 0.35%、Mn 0.3%、P 0.02%、S 0.01%、Fe 93.82%。
[0055] 本实施例中所述耐热抗疲劳的玻璃模具材料的制备方法，步骤如下：
[0056] 1)称取氮化粗、娃化鹤和鹤粉，在135(TC下进行烧结，获得烧结料；
[0057] 2)将烧结料粉碎，放入球磨机中，球磨化，并过150目筛，获得烧结粉末，备用；
[005引3)将生铁、儘铁和儀铁组成的炉料进行化学分析，对生铁、儘铁和儀铁进行配置， 使炉料满足各元素重量百分比为：C 4.2%、Si 1.3%、Ni 0.35%、Mn 0.3%、P 0.02%、S 0.01%、Fe 93.82%;
[0059] 4)将配置好的炉料放入中频感应炉中，并加入烧结粉末，升溫至156(TC，将各物料 烙化并揽拌均匀，获得铁水；
[0060] 5)向铁水中加入球化剂，球化剂的加入量为铁水总重量的0.3%，再对铁水进行诱 注，获得模具毛巧；
[0061 ] 6)对模具毛巧在800°C下进行退火处理，退火处理时间为地，退火处理后自然冷却 至室溫即可。
[0062] 对比例
[0063] 请参阅实施例3,与实施例3相比，不含娃化鹤，其他与实施例3相同。
[0064] 对实施例1-5及对比例制备的模具材料进行性能测试，测试结果如表1所示。
[0(?日]表1性能测试表
[0066]
[
[006引从上表可W看出，本发明制备的模具材料抗弯强度为1160-1380Mpa，布氏硬度为 243-280，材料具有较高的强度和硬度。
[0069] 本发明玻璃模具材料的耐热抗疲劳性能比常规的普通铸铁材料提高了 110-130%，且导热性能表现良好。
[0070] 从对比例与实施例3的数据对比中，可W看出，本发明加入娃化鹤，娃化鹤与其他 材料配合，有利于提高玻璃模具材料的抗弯强度和硬度
[0071] 上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方 式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可W在不脱离本发明宗旨的前提下 作出各种变化。
【主权项】
1. 一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成:铁原 料85-92份、氮化钽12-15份、硅化钨6-10份、钨粉3-5份，其中，所述铁原料由生铁、锰铁和镍 铁组成，所述铁原料中各元素重量百分比为:C 3.9-4.2%、Si 1.3-1.7%、Ni 0.3-0.4%、Mn Ο · 3-0 · 4%、P < Ο · 02%、S < Ο · 02%，其余为Fe。2. 根据权利要求1所述的耐热抗疲劳的玻璃模具材料，其特征在于，由以下按照重量份 的原料组成:铁原料86-91份、氮化钽13-14份、硅化钨7-9份、钨粉4-5份。3. 根据权利要求2所述的耐热抗疲劳的玻璃模具材料，其特征在于，由以下按照重量份 的原料组成:铁原料89份、氮化钽13份、硅化钨8份、钨粉4份。4. 一种如权利要求1 _3任一所述的耐热抗疲劳的玻璃模具材料的制备方法，其特征在 于，步骤如下： 1)称取氮化钽、硅化钨和钨粉，在1300-1350°C下进行烧结，获得烧结料； 2 )将烧结料粉碎，放入球磨机中，球磨6-8h，并过150目筛，获得烧结粉末，备用； 3) 将生铁、锰铁和镍铁组成的炉料进行化学分析，对生铁、锰铁和镍铁进行配置，使炉 料满足各元素重量百分比为:C 3.9-4.2%、Si 1.3-1.7%、Ni 0.3-0 ·4%、Μη 0.3-0 ·4%、Ρ《 Ο · 02%、S < Ο · 02%，其余为Fe; 4) 将配置好的炉料放入中频感应炉中，并加入烧结粉末，升温至1560-1580°C，将各物 料熔化并搅拌均匀，获得铁水； 5) 向铁水中加入球化剂，球化剂的加入量为铁水总重量的0.2-0.4%，再对铁水进行浇 注，获得模具毛坯； 6) 对模具毛坯在800 °C下进行退火处理，退火处理时间为3-4h，退火处理后自然冷却至 室温即可。
【文档编号】C22C33/08GK105861914SQ201610224151
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】陈雪琴
【申请人】陈雪琴