一種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料，由以下按照重量份的原料組成：鐵原料85?92份、氮化鉭12?15份、硅化鎢6?10份、鎢粉3?5份，其中，所述鐵原料由生鐵、錳鐵和鎳鐵組成，所述鐵原料中各元素重量百分比為：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%，其余為Fe。本發明還提供了所述耐熱抗疲勞的玻璃模具材料的制備方法。本發明制備的玻璃模具材料具有較高的強度和硬度，且該玻璃模具材料的耐熱抗疲勞性能比常規的普通鑄鐵材料提高了110?130%，導熱性能表現良好，使用壽命長，能夠長期處于高溫狀態下工作以及承受反復的開模合模。
【專利說明】
-種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明設及模具領域，具體是一種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 玻璃是一種古老的建筑材料，隨著現代科技水平的迅速提高和應用技術的日新月 異，各種功能獨特的玻璃紛紛問世，興旺了玻璃家族。玻璃主要由二氧化娃和其他化學物質 烙融在一起形成的，在烙融時形成連續網絡結構，冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化致使其 結晶的娃酸鹽類非金屬材料，被廣泛應用于建筑物。在玻璃制品的成型過程中，玻璃模具需 要頻繁的接觸IlOOC W上的烙融玻璃，承受氧化、生長及熱疲勞等作用。由于玻璃模具長期 處于高溫狀態下工作而且反復的開模合模的過程中產生摩擦，因此需求玻璃模具組織致密 均勻，應具有良好的耐熱、耐磨、耐腐蝕、抗熱疲勞、抗氧化、導熱性好等特性。目前最常用的 玻璃模具材料為鑄鐵材料，普通鑄鐵具有良好的導熱性能，但耐熱性、抗疲勞性、耐磨性能 較差，在使用過程中容易產生裂紋、龜裂等現象，使模具報廢。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料及其制備方法，W解決上 述【背景技術】中提出的問題。
[0004] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0005] -種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料組成：鐵原料85-92 份、氮化粗12-15份、娃化鶴6-10份、鶴粉3-5份，其中，所述鐵原料由生鐵、儘鐵和儀鐵組成， 所述鐵原料中各元素重量百分比為:〔3.9-4.2%、511.3-1.7%、化0.3-0.4%、]?110.3-0.4%、P<0.02%、S<0.02%，其余為化。
[0006] 作為本發明進一步的方案：由W下按照重量份的原料組成:鐵原料86-91份、氮化 粗13-14份、娃化鶴7-9份、鶴粉4-5份。
[0007] 作為本發明再進一步的方案：由W下按照重量份的原料組成:鐵原料89份、氮化粗 13份、娃化鶴8份、鶴粉4份。
[000引所述耐熱抗疲勞的玻璃模具材料的制備方法，步驟如下：
[0009] 1)稱取氮化粗、娃化鶴和鶴粉，在1300-1350°C下進行燒結，獲得燒結料；
[0010] 2)將燒結料粉碎，放入球磨機中，球磨6-化，并過150目篩，獲得燒結粉末，備用；
[0011] 3)將生鐵、儘鐵和儀鐵組成的爐料進行化學分析，對生鐵、儘鐵和儀鐵進行配置， 使爐料滿足各元素重量百分比為：〔3.9-4.2%、511.3-1.7%、化0.3-0.4%、]?110.3-0.4%、P<0.02%、S<0.02%，其余為化；
[0012] 4)將配置好的爐料放入中頻感應爐中，并加入燒結粉末，升溫至1560-1580°C，將 各物料烙化并攬拌均勻，獲得鐵水；
[0013] 5)向鐵水中加入球化劑，球化劑的加入量為鐵水總重量的0.2-0.4%，再對鐵水進 行誘注，獲得模具毛巧；
[0014] 6)對模具毛巧在800°C下進行退火處理，退火處理時間為3-4h，退火處理后自然冷 卻至室溫即可。
[0015] 與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明制備的玻璃模具材料具有較高的 強度和硬度，且該玻璃模具材料的耐熱抗疲勞性能比常規的普通鑄鐵材料提高了 110-130%，導熱性能表現良好，使用壽命長，能夠長期處于高溫狀態下工作W及承受反復的開 模合模。本發明制備的玻璃模具材料中加入了娃化鶴，娃化鶴與其他材料配合，有利于提高 玻璃模具材料的抗彎強度和硬度。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合【具體實施方式】對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。
[0017]實施例1
[0018] -種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料組成:鐵原料85份、氮 化粗12份、娃化鶴6份、鶴粉3份，其中，所述鐵原料由生鐵、儘鐵和儀鐵組成，所述鐵原料中 各元素重量百分比為：C 3.9%、Si 1.3%、Ni 0.3%、Mn 0.3%、P 0.01%、S 0.01%、Fe 94.18%。
[0019] 本實施例中所述耐熱抗疲勞的玻璃模具材料的制備方法，步驟如下：
[0020] 1)稱取氮化粗、娃化鶴和鶴粉，在130(TC下進行燒結，獲得燒結料；
[0021] 2)將燒結料粉碎，放入球磨機中，球磨化，并過150目篩，獲得燒結粉末，備用；
[0022] 3)將生鐵、儘鐵和儀鐵組成的爐料進行化學分析，對生鐵、儘鐵和儀鐵進行配置， 使爐料滿足各元素重量百分比為：C 3.9%、Si 1.3%、Ni 0.3%、Mn 0.3%、P 0.01%、S 0.01%、Fe 94.18%;
[0023] 4)將配置好的爐料放入中頻感應爐中，并加入燒結粉末，升溫至156(TC，將各物料 烙化并攬拌均勻，獲得鐵水；
[0024] 5)向鐵水中加入球化劑，球化劑的加入量為鐵水總重量的0.2 %，再對鐵水進行誘 注，獲得模具毛巧；
[00巧]6)對模具毛巧在800°C下進行退火處理，退火處理時間為化，退火處理后自然冷卻 至室溫即可。
[00%] 實施例2
[0027] -種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料組成:鐵原料92份、氮 化粗15份、娃化鶴10份、鶴粉5份，其中，所述鐵原料由生鐵、儘鐵和儀鐵組成，所述鐵原料中 各元素重量百分比為：C 4.2%、Si 1.7%、Ni 0.4%、Mn 0.4%、P 0.02%、S 0.02%、Fe 93.26%。
[0028] 本實施例中所述耐熱抗疲勞的玻璃模具材料的制備方法，步驟如下：
[0029] 1)稱取氮化粗、娃化鶴和鶴粉，在135(TC下進行燒結，獲得燒結料；
[0030] 2)將燒結料粉碎，放入球磨機中，球磨化，并過150目篩，獲得燒結粉末，備用；
[0031] 3)將生鐵、儘鐵和儀鐵組成的爐料進行化學分析，對生鐵、儘鐵和儀鐵進行配置， 使爐料滿足各元素重量百分比為：C 4.2%、Si 1.7%、Ni 0.4%、Mn 0.4%、P 0.02%、S 0.02%、Fe 93.26%;
[0032] 4)將配置好的爐料放入中頻感應爐中，并加入燒結粉末，升溫至158(TC，將各物料 烙化并攬拌均勻，獲得鐵水；
[0033] 5)向鐵水中加入球化劑，球化劑的加入量為鐵水總重量的0.4 %，再對鐵水進行誘 注，獲得模具毛巧；
[0034] 6)對模具毛巧在800°C下進行退火處理，退火處理時間為地，退火處理后自然冷卻 至室溫即可。
[0035] 實施例3
[0036] -種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料組成:鐵原料89份、氮 化粗13份、娃化鶴8份、鶴粉4份，其中，所述鐵原料由生鐵、儘鐵和儀鐵組成，所述鐵原料中 各元素重量百分比為:C 4.1%、Si 1.5%、Ni 0.35%、Mn 0.35%、P 0.15%、S 0.15%、Fe 93.4%。
[0037] 本實施例中所述耐熱抗疲勞的玻璃模具材料的制備方法，步驟如下：
[0038] 1)稱取氮化粗、娃化鶴和鶴粉，在133(TC下進行燒結，獲得燒結料；
[0039] 2)將燒結料粉碎，放入球磨機中，球磨化，并過150目篩，獲得燒結粉末，備用；
[0040] 3)將生鐵、儘鐵和儀鐵組成的爐料進行化學分析，對生鐵、儘鐵和儀鐵進行配置， 使爐料滿足各元素重量百分比為:C 4.1%、Si 1.5%、Ni 0.35%、Mn 0.35%、P 0.15%、S 0.15%、Fe 93.4%;
[0041] 4)將配置好的爐料放入中頻感應爐中，并加入燒結粉末，升溫至157(TC，將各物料 烙化并攬拌均勻，獲得鐵水；
[0042] 5)向鐵水中加入球化劑，球化劑的加入量為鐵水總重量的0.3 %，再對鐵水進行誘 注，獲得模具毛巧；
[0043] 6)對模具毛巧在800°C下進行退火處理，退火處理時間為3.化，退火處理后自然冷 卻至室溫即可。
[0044] 實施例4
[0045] -種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料組成:鐵原料87份、氮 化粗15份、娃化鶴7份、鶴粉5份，其中，所述鐵原料由生鐵、儘鐵和儀鐵組成，所述鐵原料中 各元素重量百分比為：C 4%、Si 1.4%、Ni 0.4%、Mn 0.35%、P 0.01%、S 0.02%、Fe 93.82%。
[0046] 本實施例中所述耐熱抗疲勞的玻璃模具材料的制備方法，步驟如下：
[0047] 1)稱取氮化粗、娃化鶴和鶴粉，在131(TC下進行燒結，獲得燒結料；
[004引2)將燒結料粉碎，放入球磨機中，球磨化，并過150目篩，獲得燒結粉末，備用；
[0049] 3)將生鐵、儘鐵和儀鐵組成的爐料進行化學分析，對生鐵、儘鐵和儀鐵進行配置， 使爐料滿足各元素重量百分比為：C 4%、Si 1.4%、Ni 0.4%、Mn 0.35%、P 0.01%、S 0.02%、Fe 93.82%;
[0050] 4)將配置好的爐料放入中頻感應爐中，并加入燒結粉末，升溫至1580°C，將各物料 烙化并攬拌均勻，獲得鐵水；
[0051 ] 5)向鐵水中加入球化劑，球化劑的加入量為鐵水總重量的0.4%，再對鐵水進行誘 注，獲得模具毛巧；
[0化2] 6)對模具毛巧在800°C下進行退火處理，退火處理時間為化，退火處理后自然冷卻 至室溫即可。
[0化3] 實施例5
[0054] -種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料，由W下按照重量份的原料組成:鐵原料90份、氮 化粗15份、娃化鶴8份、鶴粉4份，其中，所述鐵原料由生鐵、儘鐵和儀鐵組成，所述鐵原料中 各元素重量百分比為：C 4.2%、Si 1.3%、Ni 0.35%、Mn 0.3%、P 0.02%、S 0.01%、Fe 93.82%。
[0055] 本實施例中所述耐熱抗疲勞的玻璃模具材料的制備方法，步驟如下：
[0056] 1)稱取氮化粗、娃化鶴和鶴粉，在135(TC下進行燒結，獲得燒結料；
[0057] 2)將燒結料粉碎，放入球磨機中，球磨化，并過150目篩，獲得燒結粉末，備用；
[005引3)將生鐵、儘鐵和儀鐵組成的爐料進行化學分析，對生鐵、儘鐵和儀鐵進行配置， 使爐料滿足各元素重量百分比為：C 4.2%、Si 1.3%、Ni 0.35%、Mn 0.3%、P 0.02%、S 0.01%、Fe 93.82%;
[0059] 4)將配置好的爐料放入中頻感應爐中，并加入燒結粉末，升溫至156(TC，將各物料 烙化并攬拌均勻，獲得鐵水；
[0060] 5)向鐵水中加入球化劑，球化劑的加入量為鐵水總重量的0.3%，再對鐵水進行誘 注，獲得模具毛巧；
[0061 ] 6)對模具毛巧在800°C下進行退火處理，退火處理時間為地，退火處理后自然冷卻 至室溫即可。
[0062] 對比例
[0063] 請參閱實施例3,與實施例3相比，不含娃化鶴，其他與實施例3相同。
[0064] 對實施例1-5及對比例制備的模具材料進行性能測試，測試結果如表1所示。
[0(?日]表1性能測試表
[0066]
[
[006引從上表可W看出，本發明制備的模具材料抗彎強度為1160-1380Mpa，布氏硬度為 243-280，材料具有較高的強度和硬度。
[0069] 本發明玻璃模具材料的耐熱抗疲勞性能比常規的普通鑄鐵材料提高了 110-130%，且導熱性能表現良好。
[0070] 從對比例與實施例3的數據對比中，可W看出，本發明加入娃化鶴，娃化鶴與其他 材料配合，有利于提高玻璃模具材料的抗彎強度和硬度
[0071] 上面對本發明的較佳實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方 式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可W在不脫離本發明宗旨的前提下 作出各種變化。
【主權項】
1. 一種耐熱抗疲勞的玻璃模具材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料組成:鐵原 料85-92份、氮化鉭12-15份、硅化鎢6-10份、鎢粉3-5份，其中，所述鐵原料由生鐵、錳鐵和鎳 鐵組成，所述鐵原料中各元素重量百分比為: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%，其余為Fe。2. 根據權利要求1所述的耐熱抗疲勞的玻璃模具材料，其特征在于，由以下按照重量份 的原料組成:鐵原料86-91份、氮化鉭13-14份、硅化鎢7-9份、鎢粉4-5份。3. 根據權利要求2所述的耐熱抗疲勞的玻璃模具材料，其特征在于，由以下按照重量份 的原料組成:鐵原料89份、氮化鉭13份、硅化鎢8份、鎢粉4份。4. 一種如權利要求1 _3任一所述的耐熱抗疲勞的玻璃模具材料的制備方法，其特征在 于，步驟如下： 1)稱取氮化鉭、硅化鎢和鎢粉，在1300-1350°C下進行燒結，獲得燒結料； 2 )將燒結料粉碎，放入球磨機中，球磨6-8h，并過150目篩，獲得燒結粉末，備用； 3) 將生鐵、錳鐵和鎳鐵組成的爐料進行化學分析，對生鐵、錳鐵和鎳鐵進行配置，使爐 料滿足各元素重量百分比為: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%，其余為Fe; 4) 將配置好的爐料放入中頻感應爐中，并加入燒結粉末，升溫至1560-1580°C，將各物 料熔化并攪拌均勻，獲得鐵水； 5) 向鐵水中加入球化劑，球化劑的加入量為鐵水總重量的0.2-0.4%，再對鐵水進行澆 注，獲得模具毛坯； 6) 對模具毛坯在800 °C下進行退火處理，退火處理時間為3-4h，退火處理后自然冷卻至 室溫即可。
【文檔編號】C22C33/08GK105861914SQ201610224151
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】陳雪琴
【申請人】陳雪琴