專利名稱：一種鈮硅鐵合金玻璃模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種玻璃模具，具體涉及一種鈮硅鐵合金玻璃模具。
背景技術(shù)：
模具在玻璃制品成型過程中既限制制品的形狀，又是玻璃料熱的交換介質(zhì)，它與高溫的玻璃料直接接觸。因此，材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響模具的壽命和制品的質(zhì)量。模具的制造材料，必須具備下列條件
(1)材質(zhì)致密，易于加工，能獲得優(yōu)良的表面粗糙度
(2)化學(xué)穩(wěn)定性好
(3)應(yīng)具有良好的耐熱性和熱穩(wěn)定性
(4)應(yīng)有良好的導(dǎo)熱性和高得比熱容
(5)熱膨脹系數(shù)小，抗熱裂性好
(6)應(yīng)具有較高的粘合溫度
(7)耐磨性好
(8)按單位玻璃核算，材料的價格要低廉?，F(xiàn)在制造模具的材料主要是金屬，有時也用非金屬材料，如木材等。金屬材料的種類很多，其中以鑄鐵為主，其次是耐熱鋼。因鑄鐵具有良好的鑄造性能、良好的加工性，而且成本低廉，國內(nèi)外普遍采用鑄鐵作為玻璃模具材料。為提高模具壽命，采用新型鑄鐵替代 HT200鑄鐵已成為趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明目的是提供一種性能優(yōu)良，使用壽命長的一種鈮鑄鐵玻璃模具。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明的一種鈮硅鐵合金玻璃模具，包含如下質(zhì)量百分比成分
Nb 0. 5 2. 1%
Si 1. 9 3. 2%
Mn 0. 6 1. 2%
C 2. 8 3. 8%
P 彡 0. 1%
S 彡 0. 08%
其余為狗和正常雜質(zhì)。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，所述Nb的質(zhì)量百分比為0. 7 1. 4%。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，所述模具的硬度為16(Tl80HBS。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，所述模具的導(dǎo)熱系數(shù)為36飛2W - (m-K )人在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，所述模具的熱膨脹系數(shù)為12X 10—6/K。
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本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點
(1)模具常溫力學(xué)性能得到全面提高，特別是塑性和韌性尤為明顯。加鈮硅鐵合金后， 改善了韌性，提高了瓶模的抗熱沖擊能力；
(2)鈮是強烈形成碳化物的元素，其碳化物具有很高的顯微硬度，對模具的耐磨性起著良好的作用；
(3)鈮對鑄鐵具有細化晶粒、凈化晶界的作用，使模具的抗氧化性、抗熱疲勞性得到提
尚；
(4)鈮鑄鐵的常溫及高溫強度比普通鑄鐵高，模具加工表面粗糙度小，硬度適中，便于成型刀具加工。綜上，本發(fā)明的加鈮鑄鐵模具壽命至少是未加鈮模具的1.84倍。在同一產(chǎn)量下， 采用鈮鐵模具可節(jié)約模具費用，從而取得明顯的經(jīng)濟效益。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。實施例一
成分組分Nb質(zhì)量百分比為0. 5%、Si質(zhì)量百分比為1. 9%、Mn質(zhì)量百分比為0. 6%、C質(zhì)量百分比為2. 8%、P質(zhì)量百分比為0. 1%、S質(zhì)量百分比為0. 08%，其余為!^e和正常雜質(zhì)；
工藝過程用沖天爐熔化鐵水，加鈮硅鐵合金前先破碎后進行烘烤，放入鐵水包內(nèi)，鐵水沖入包內(nèi)進行攪拌，待合金熔化扒渣后澆注500ml農(nóng)藥瓶成型模。為使模具表面組織致密，提高表面耐磨性，仍采用鑄鐵型芯。為消除鑄造應(yīng)力，模具應(yīng)退火后進行機加工；
模具性能硬度為160HBS,導(dǎo)熱系數(shù)為36 62W · (m · K ) ―1，熱膨脹系數(shù)為12X 10_6/K， 抗張強度250MPa，抗壓強度800 MPa0實施例二
成分組分Nb質(zhì)量百分比為1. 4%、Si質(zhì)量百分比為2. 5%、Mn質(zhì)量百分比為0. 8%、C質(zhì)量百分比為3. 2%、P質(zhì)量百分比為0. 03%、S質(zhì)量百分比為0. 02%，其余為！^和正常雜質(zhì)；
工藝過程用沖天爐熔化鐵水，加鈮硅鐵合金前先破碎后進行烘烤，放入鐵水包內(nèi)，鐵水沖入包內(nèi)進行攪拌，待合金熔化扒渣后澆注500ml農(nóng)藥瓶成型模。為使模具表面組織致密，提高表面耐磨性，仍采用鑄鐵型芯。為消除鑄造應(yīng)力，模具應(yīng)退火后進行機加工；
模具性能硬度為180HBS,導(dǎo)熱系數(shù)為36 62W · (m · K ) ―1，熱膨脹系數(shù)為12X 10_6/K， 抗張強度觀01卩&，抗壓強度1800 MPa0實施例三
成分組分Nb質(zhì)量百分比為2. 1%、Si質(zhì)量百分比為3. 2%、Mn質(zhì)量百分比為1. 2%、C質(zhì)量百分比為3. 8%、P質(zhì)量百分比為0. 05%、S質(zhì)量百分比為0. 05%，其余為！^和正常雜質(zhì)；
工藝過程用沖天爐熔化鐵水，加鈮硅鐵合金前先破碎后進行烘烤，放入鐵水包內(nèi)，鐵水沖入包內(nèi)進行攪拌，待合金熔化扒渣后澆注500ml農(nóng)藥瓶成型模。為使模具表面組織致密，提高表面耐磨性，仍采用鑄鐵型芯。為消除鑄造應(yīng)力，模具應(yīng)退火后進行機加工；
模具性能硬度為160HBS,導(dǎo)熱系數(shù)為36 62W · (m · K ) ―1，熱膨脹系數(shù)為12X 10_6/K， 抗張強度260MPa，抗壓強度1300 MPa0
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本發(fā)明中當(dāng)鈮加入量從0增加到0. 7%，其常溫力學(xué)性能得到全面提高，特別是塑性和韌性尤為明顯。瓶模承受急劇的加熱冷卻循環(huán)，這種熱沖擊造成的破壞除與模具的殘余應(yīng)力值有關(guān)外，還與材料的韌性有重要關(guān)系。加鈮硅鐵合金后，改善了韌性，提高了瓶模的抗熱沖擊能力。鈮元素在鑄鐵中所起的作用
(1)鈮是強烈形成碳化物的元素，其碳化物具有很高的顯微硬度，對模具的耐磨性起著良好的作用；
(2)鈮對鑄鐵具有細化晶粒、凈化晶界的作用，使模具的抗氧化性、抗熱疲勞性得到提
尚；
(3)鈮鑄鐵的常溫及高溫強度比普通鑄鐵高，模具加工表面粗糙度小，硬度適中，便于成型刀具加工。經(jīng)壽命試驗，結(jié)果所示未加鈮鑄鐵瓶模平均使用50萬次報廢，加鈮模具使用92萬次后模具仍可繼續(xù)使用。本發(fā)明的加鈮鑄鐵模具壽命至少是未加鈮模具的1. 84倍。在同一產(chǎn)量下，采用鈮鐵模具可節(jié)約模具費用，從而取得明顯的經(jīng)濟效益。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鈮硅鐵合金玻璃模具，其特征在于，包含如下質(zhì)量百分比成分 Nb 0. 5 2. 1%Si 1. 9 3. 2% Mn 0. 6 1. 2% C 2. 8 3. 8% P 彡 0. 1% S 彡 0. 08% 其余為狗和正常雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈮硅鐵合金玻璃模具，其特征在于，所述Nb的質(zhì)量百分比為0. 7 1. 4%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈮硅鐵合金玻璃模具，其特征在于，所述模具的硬度為 16(Tl80HBS。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈮硅鐵合金玻璃模具，其特征在于，所述模具的導(dǎo)熱系數(shù)為 36 62W · (m · K )Λ
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈮硅鐵合金玻璃模具，其特征在于，所述模具的熱膨脹系數(shù)為 12Χ10-6/Κ。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈮硅鐵合金玻璃模具，包含如下質(zhì)量百分比成分Nb0.5~2.1%、Si1.9~3.2%、Mn0.6~1.2%、C2.8~3.8%、P≤0.1%、S≤0.08%其余為Fe和正常雜質(zhì)。本發(fā)明的加鈮鑄鐵模具壽命至少是未加鈮模具的1.84倍。在同一產(chǎn)量下，采用鈮鐵模具可節(jié)約模具費用，從而取得明顯的經(jīng)濟效益。
文檔編號C22C38/12GK102392197SQ20111022706
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者王其玉, 王強, 陳東 申請人:蘇州卡波爾模具科技有限公司