CN105861914A - 一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105861914A
CN105861914A CN201610224151.4A CN201610224151A CN105861914A CN 105861914 A CN105861914 A CN 105861914A CN 201610224151 A CN201610224151 A CN 201610224151A CN 105861914 A CN105861914 A CN 105861914A
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron
heat
resisting
parts
glass mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610224151.4A
Other languages
English (en)
Inventor
陈雪琴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201610224151.4A priority Critical patent/CN105861914A/zh
Publication of CN105861914A publication Critical patent/CN105861914A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/006—Making ferrous alloys compositions used for making ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/08—Making cast-iron alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

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。

Description

一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及模具领域，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
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。玻璃主要由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的，在熔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硅酸盐类非金属材料，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1100℃以上的熔融玻璃，承受氧化、生长及热疲劳等作用。由于玻璃模具长期处于高温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
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，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
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％、Si1.3-1.7％、Ni 0.3-0.4％、Mn 0.3-0.4％、P≤0.02％、S≤0.02％，其余为Fe。
作为本发明进一步的方案：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。
作为本发明再进一步的方案：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。
所述耐热抗疲劳的玻璃模具材料的制备方法，步骤如下：
1)称取氮化钽、硅化钨和钨粉，在1300-1350℃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％、Mn 0.3-0.4％、P≤0.02％、S≤0.02％，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℃，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℃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。
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，能够长期处于高温状态下工作以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硅化钨，硅化钨与其他材料配合，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
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。
实施例1
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份、氮化钽12份、硅化钨6份、钨粉3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％、Si 1.3％、Ni 0.3％、Mn 0.3％、P 0.01％、S 0.01％、Fe 94.18％。
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：
1)称取氮化钽、硅化钨和钨粉，在1300℃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6h，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％、Si 1.3％、Ni 0.3％、Mn 0.3％、P 0.01％、S 0.01％、Fe 94.18％；
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℃，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％，再对铁水进行浇注，获得模具毛坯；
6)对模具毛坯在800℃下进行退火处理，退火处理时间为3h，退火处理后自然冷却至室温即可。
实施例2
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92份、氮化钽15份、硅化钨10份、钨粉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 4.2％、Si 1.7％、Ni 0.4％、Mn 0.4％、P 0.02％、S 0.02％、Fe 93.26％。
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：
1)称取氮化钽、硅化钨和钨粉，在1350℃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 4.2％、Si 1.7％、Ni 0.4％、Mn 0.4％、P 0.02％、S 0.02％、Fe 93.26％；
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1580℃，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0.4％，再对铁水进行浇注，获得模具毛坯；
6)对模具毛坯在800℃下进行退火处理，退火处理时间为4h，退火处理后自然冷却至室温即可。
实施例3
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89份、氮化钽13份、硅化钨8份、钨粉4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 4.1％、Si 1.5％、Ni 0.35％、Mn 0.35％、P 0.15％、S 0.15％、Fe 93.4％。
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：
1)称取氮化钽、硅化钨和钨粉，在1330℃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7h，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 4.1％、Si 1.5％、Ni 0.35％、Mn 0.35％、P 0.15％、S 0.15％、Fe 93.4％；
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1570℃，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0.3％，再对铁水进行浇注，获得模具毛坯；
6)对模具毛坯在800℃下进行退火处理，退火处理时间为3.5h，退火处理后自然冷却至室温即可。
实施例4
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87份、氮化钽15份、硅化钨7份、钨粉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 4％、Si 1.4％、Ni 0.4％、Mn0.35％、P 0.01％、S 0.02％、Fe 93.82％。
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：
1)称取氮化钽、硅化钨和钨粉，在1310℃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 4％、Si 1.4％、Ni 0.4％、Mn 0.35％、P 0.01％、S 0.02％、Fe 93.82％；
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1580℃，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0.4％，再对铁水进行浇注，获得模具毛坯；
6)对模具毛坯在800℃下进行退火处理，退火处理时间为3h，退火处理后自然冷却至室温即可。
实施例5
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90份、氮化钽15份、硅化钨8份、钨粉4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 4.2％、Si 1.3％、Ni 0.35％、Mn 0.3％、P 0.02％、S 0.01％、Fe 93.82％。
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：
1)称取氮化钽、硅化钨和钨粉，在1350℃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7h，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 4.2％、Si 1.3％、Ni 0.35％、Mn 0.3％、P 0.02％、S 0.01％、Fe 93.82％；
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℃，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0.3％，再对铁水进行浇注，获得模具毛坯；
6)对模具毛坯在800℃下进行退火处理，退火处理时间为4h，退火处理后自然冷却至室温即可。
对比例
请参阅实施例3，与实施例3相比，不含硅化钨，其他与实施例3相同。
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。
表1 性能测试表
从上表可以看出，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。
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。
从对比例与实施例3的数据对比中，可以看出，本发明加入硅化钨，硅化钨与其他材料配合，有利于提高玻璃模具材料的抗弯强度和硬度
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，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

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 0.3-0.4%、P≤0.02%、S≤0.02%，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℃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%、Mn 0.3-0.4%、P≤0.02%、S≤0.02%，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℃，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℃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。
CN201610224151.4A 2016-04-12 2016-04-12 一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法 Pending CN105861914A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610224151.4A CN105861914A (zh) 2016-04-12 2016-04-12 一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610224151.4A CN105861914A (zh) 2016-04-12 2016-04-12 一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105861914A true CN105861914A (zh) 2016-08-17

Family

ID=56637719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610224151.4A Pending CN105861914A (zh) 2016-04-12 2016-04-12 一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105861914A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101323451A (zh) * 2008-07-05 2008-12-17 中国矿业大学 一种三硅化五钨粉末的制备方法
CN101709439A (zh) * 2009-11-09 2010-05-19 西安建筑科技大学 球墨铸铁基自生碳化钽复合材料制备工艺
CN103146988A (zh) * 2013-02-27 2013-06-12 苏州东海玻璃模具有限公司 高耐热疲劳性合金球墨铸铁玻璃模具材料及其制备方法
CN104674052A (zh) * 2014-12-26 2015-06-03 昆山迪赛斯恩模具设计有限公司 一种合金铸铁玻璃模具材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101323451A (zh) * 2008-07-05 2008-12-17 中国矿业大学 一种三硅化五钨粉末的制备方法
CN101709439A (zh) * 2009-11-09 2010-05-19 西安建筑科技大学 球墨铸铁基自生碳化钽复合材料制备工艺
CN103146988A (zh) * 2013-02-27 2013-06-12 苏州东海玻璃模具有限公司 高耐热疲劳性合金球墨铸铁玻璃模具材料及其制备方法
CN104674052A (zh) * 2014-12-26 2015-06-03 昆山迪赛斯恩模具设计有限公司 一种合金铸铁玻璃模具材料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102312172B (zh) 高强韧性抗回火b3r热作模具钢及其制备方法
CN103882287B (zh) 小口压吹玻璃模具材料及其制备方法
CN104131215B (zh) 微合金化铸铁玻璃模具及其制造方法
CN100510148C (zh) 高热强性热作模具钢材料
CN103334054A (zh) 经济型含铝热挤压模具钢及其制备、热处理和表面处理方法
CN103173648B (zh) 铜合金玻璃模具口模材料的制备方法
CN105803301A (zh) 一种壳型铸造工艺
CN109277574A (zh) 一种空调压缩机摇块的制备方法
CN102828104A (zh) 铸铁玻璃模具
CN102260817B (zh) 高强度耐高温耐腐蚀铸铁的制造方法
CN104164611A (zh) 一种耐热球墨铸铁注塑模具
CN104928564A (zh) 一种高钼高钛合金铸铁玻璃模具
CN107244930A (zh) 一种耐铁水侵蚀高炉炭砖及其制备方法
CN1148097A (zh) 高强度镍基铸造高温合金
CN105861914A (zh) 一种耐热抗疲劳的玻璃模具材料及其制备方法
CN103205624A (zh) 铁素体基体的石墨铸铁玻璃模具及其制备方法
CN114395738B (zh) 一种具有高热扩散系数模具钢及其制备方法
CN106011620A (zh) 一种柔轮用金属基材料及柔轮制备方法
CN105463336A (zh) 高强度高韧性高耐腐蚀高抛光性能塑料模具钢及生产方法
CN107739953A (zh) 一种氧化铍基金属陶瓷材料及其制备方法
CN104087787B (zh) 一种碳化硅增强镍铬电热复合材料的制备方法
CN102628119A (zh) 低镍高铁铜合金玻璃模具及其制造方法
CN113957313A (zh) 一种超长寿命轧钢加热炉耐热垫块及其制备方法
CN102719758A (zh) 抗氧化抗热疲劳热作模具钢及其制造方法
CN104357725A (zh) 一种耐高温金属陶瓷模具材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160817

RJ01 Rejection of invention patent application after publication