可调式玻璃热弯模具的制作方法

本发明涉及模具制造的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种可调式玻璃热弯模具。

背景技术：

玻璃作为一种透明材料广泛应用于建筑、汽车等行业，然而通常使用的平板玻璃样式单一，而且难以满足诸多场合下的应用需求。随着工业水平的进步和人民生活水平的日益提高，热弯玻璃在建筑、汽车领域的使用也越来越多。建筑热弯玻璃主要用于建筑内外装饰、采光顶、观光电梯、拱形走廊等；在汽车领域主要用作玻璃侧窗、前窗或顶窗。在现有技术中，热弯玻璃系由平板玻璃加热软化在模具中成型，再经退火制成。在现有技术中，如果需要成型不同弯曲半径的热弯玻璃时，需要相应制作不同的模具，而导致模具成本高。另外，现有技术采用的玻璃热弯模具通常由铸铁、不锈钢等材质制成，热弯模具在使用过程中需要经受软化玻璃的攻击和侵蚀，重复使用容易导致其表面质量变差，从而影响表面质量。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可调式玻璃热弯模具。

为了解决发明所述的技术问题并实现发明目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明的可调式玻璃热弯模具，包括由C型钢拼装而成的矩形模具底座和可弯曲金属板，其特征在于：所述底座的四个边框上设置有多个镙丝柱，所述可弯曲金属板的四周上设置有多个孔，所述孔的位置与所述镙丝柱的位置一一对应；所述可弯曲金属板通过所述孔装配在所述镙丝柱上，并且所述螺丝柱上设置有两个镙母，所述两个螺母中的一个设置在可弯曲金属板的下方，另一个设置在可弯曲金属板的上方，通过调节螺母的位置并固定可调节所述可弯曲金属板的曲型面。

其中，所述可弯曲金属板采用D型石墨铸铁制成，所述D型石墨铸铁中Si含量为0.60～1.0wt％。具体来说，D型石墨铸铁的化学组成如下：3.0～3.2wt％的C、0.60～1.0wt％的Si、0.9～1.2wt％的Mn、1.5～2.0wt％的Cu、0.05～0.25wt％的Ti、0.20wt％以下的Cr、0.18wt％以下的Al、0.05wt％以下的P、0.03wt％的S，余量为Fe以及不可避免的杂质。

与最接近的现有技术相比，本发明所述的可调式玻璃热弯模具具有以下有益效果：

本发明的可调式玻璃热弯模具在不增加模具的情况下通过对镙母位置的调节，可以将平板玻璃加工成所需的曲面形状，实现不同曲度的玻璃可以使用同一模具加工成型的目的；而且本发明的可调式热弯模具表面质量高，成型质量高，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的可调式玻璃热弯模具的结构示意图。

图2为实施例1和实施例2各10个测试样品的氧化增重值。

图3为实施例1和实施例2各5个测试样品的抗热疲劳性能。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明所述的可调式玻璃热弯模具做进一步的阐述，以期对本发明的技术方案做出更完整和清楚的说明。

如图1所示，本发明的可调式玻璃热弯模具，包括矩形模具底座和可弯曲金属板。矩形模具底座由C型钢拼装而成。底座的四个边框上设置有多个镙丝柱，所述可弯曲金属板的四周上设置有多个孔，所述孔的位置与所述镙丝柱的位置一一对应；所述可弯曲金属板通过所述孔装配在所述镙丝柱上，并且所述螺丝柱上设置有两个镙母，所述两个螺母的一个设置在可弯曲金属板的下方，另一个设置在可弯曲金属板的上方，通过调节螺母的位置并固定可调节所述可弯曲金属板的曲型面。

在本发明中，所述可弯曲金属板采用D型石墨铸铁制成，所谓D型石墨是指在奥氏体枝晶间呈无取向分布的点状或小片状石墨，即枝晶石墨，D型石墨铸铁具有良好的耐热性、可加工性和尺寸稳定性。目前D型石墨已经用作玻璃模具材料，但为了提高其抗氧化性和耐热疲劳性，通常需要添加Mo、Ni或稀土等贵重金属，导致成本较高，而且在现有技术中，D型石墨铸铁中的硅含量通常在1.5～3.5之间，本发明的发明人发现硅的添加虽然会在D型石墨铸铁表面生成二氧化硅保护膜层而提高热氧化性，但较高的Si含量会导致耐热疲劳性降低，为此本发明采用的D型石墨铸铁的Si含量控制在0.60～1.0wt％。具体来说，本发明采用的D型石墨铸铁的化学组成如下：3.0～3.2wt％的C、0.60～1.0wt％的Si、0.9～1.2wt％的Mn、1.5～2.0wt％的Cu、0.05～0.25wt％的Ti、0.20wt％以下的Cr、0.18wt％以下的Al、0.05wt％以下的P、0.03wt％的S，余量为Fe以及不可避免的杂质。碳和硅均是促进铸铁中C的石墨化元素。铸铁中碳含量的增加会降低其抗氧化性，通常为了获得良好的机械强度而将碳的含量控制在3.0～3.2wt％。

锰能有效地降低奥氏体向珠光体转变的温度，在连续冷却条件下对获得细密的珠光体有利，在本发明中将Mn的含量控制在0.9wt％以上，通过铜的固溶，能够同时获得细晶强化或固溶强化的作用，而显著提高机械强度。但是如果锰的含量超过1.2wt％时，则可能会导致铸铁中碳化物的长大，从而导致铸铁变脆，恶化机械加工性能，而且当锰的含量超过1.2wt％时，会导致抗氧化性降低。铬是铸铁中常用的元素，通常认为铬能促使珠光体基体形成及细化晶粒，提高耐磨性，并增加蠕变抗力，但在铸铁中添加铬会抑制石墨的析出，从而会严重降低D型石墨铸铁的导热性能，因此在本发明中应尽量降低铬的加入量，本发明的发明人发现如果将Cr的含量达到0.20wt％以上的水平，则其对铸铁的导热性的负面影响将显著提高，为此在本发明中，所述D型石墨铸铁中的Cr含量控制在0.20wt％以下。本发明的D型石墨铸铁采用常规的配料、熔炼、孕育、浇注和退火工艺制备得到。熔炼通常可在感应电炉中进行，铁水的温度需要控制在1500～1550℃，孕育剂采用Si-Fe孕育剂即可，铁水浇注温度在1300～1350℃，退火温度为800～850℃，保温时间为2.0～10.0小时。本发明所述的D型石墨铸铁的抗拉强度为360～450MPa。

实施例1

本实施例的D型石墨铸铁的化学组成如下：3.0wt％的C、0.9wt％的Si、1.2wt％的Mn、2.0wt％的Cu、0.22wt％的Ti、0.05的Cr、0.03wt％的Al、0.02wt％的P、0.01wt％的S，余量为Fe以及不可避免的杂质。将铸铁原料按照配比加入中频感应电炉中熔化，并使得铁水过热，通过热电偶测温并调节铁水温度为1500～1550℃；采用Si-Fe孕育剂对铁水进行孕育处理，孕育剂的颗粒尺寸为3～5mm，加入量为铁水的0.3wt％。实际操作中，应当确保孕育剂在包内能充分均匀地溶入金属液中，操作完成后可进行扒渣，随后进行浇注，铁水浇注温度在1300～1350℃，退火温度为800℃，保温时间为10.0小时。

实施例2

本实施例的D型石墨铸铁的化学组成如下：3.2wt％的C、0.65wt％的Si、1.0wt％的Mn、1.8wt％的Cu、0.12wt％的Ti、0.08的Cr、0.05的Al、0.02wt％的P、0.01wt％的S，余量为Fe以及不可避免的杂质。将铸铁原料按照配比加入中频感应电炉中熔化，并使得铁水过热，通过热电偶测温并调节铁水温度为1500～1550℃；采用Si-Fe孕育剂对铁水进行孕育处理，孕育剂的颗粒尺寸为3～5mm，加入量为铁水的0.3wt％。实际操作中，应当确保孕育剂在包内能充分均匀地溶入金属液中，操作完成后可进行扒渣，随后进行浇注，铁水浇注温度在1300～1350℃，退火温度为800℃，保温时间为10.0小时。

为了验证D型石墨铸铁作为模具的使用性能，本发明还测量了D型石墨铸铁的抗氧化性和耐热疲劳性能。所述抗氧化性通过氧化增重来表征，为了进行量化处理，在本发明中是指将测试样品(10个)放在加热炉中加热至700℃并保温24小时，然后随炉冷却至室温测试其增重，并依据时间和面积进行归一化处理(mg·cm^-2·h^-1)。抗热疲劳性能是指将测试样品(5个)放入加热炉加热到700℃保温5min后取出，在冷水中激冷5s，然后将试样再放回炉内加热保温5min，再在水中极冷5s，如此反复循环直至出现肉眼可见的裂纹为止。测试结果如图2和3所示。在图3中，样品11-15为实施例1的5个样品，样品16-20为实施例2的5个样品。如果将实施例1或实施例2中的Si含量提高至1.5～2.5，或者将Cr含量提高至0.5以上时，尽管抗热氧化性能有所提高(平均值约为0.7mg·cm^-2·h^-1)，但它们的抗热疲劳次数将降低至50～75次)，预示了作为玻璃热弯模具较低的使用寿命。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。