CN106906407B

CN106906407B - 一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法

Info

Publication number: CN106906407B
Application number: CN201710223246.9A
Authority: CN
Inventors: 王耀良
Original assignee: CHANGSHU YULONG GLASS MOULD Co Ltd
Current assignee: CHANGSHU YULONG GLASS MOULD Co Ltd
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2018-08-21
Anticipated expiration: 2037-04-07
Also published as: CN106906407A

Abstract

本发明涉及一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，它包括以下步骤：（a）以Q10生铁和废钢为原料，加入锰块和钼块，在1550~1600℃过热熔化；随后加入硅块、钒块和钛块，熔融形成铁水；控制所述铁水各元素的质量百分比计为C：3.5~3.6%，Si：2.8~3.0%，Mn：0.3~0.4%，Mo：0.3~0.4%，V：0.12~0.13%，Ti：0.08~0.09%，其余为Fe和其它不可避免的杂质；（b）将所述铁水导入含有蠕化剂、孕育剂和铁屑的球化包中；所述蠕化剂、孕育剂和铁屑在球化包中由下向上依次设置；（c）将所述铁水冷却至1400~1450℃，随后注入砂型中冷却成型；（d）清砂后进行退火处理，再精加工即可。这样能够提高模具的强度和韧性，而且克服了模具表面容易氧化、变形的缺陷，单副模具能够制得玻璃瓶七八十万只，性能提升了一倍。

Description

一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法

技术领域

本发明属于玻璃瓶模具，具体涉及一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法。

背景技术

玻璃瓶的质量与其使用的模具质量有密切的关系，实践证明只有好的制瓶机器而没有好的模具是生产不出好的瓶罐的，只有不断改善模具的质量，才能提高玻璃制品的质量和生产率。需要铸造的玻璃瓶模具结构如图1所示，它包括相配合的第一半模1与第二半模2；第一半模1包括第一半模体11、开设于第一半模体11上的第一型腔12以及形成在第一半模体11外周面上的第一卡接部13；第二半模2包括第二半模体21、开设在第二半模体21上的第二型腔22以及形成在第二半模体21外周面上的第二卡接部23；第一型腔12和第二型腔22围成完整的玻璃瓶制作腔体。

现在国内使用的玻璃瓶模具的材质多属于低合金灰铸铁，这种材料的模具普遍存在着耐磨性差、容易氧化、变形，导致模具不能再使用，使用寿命短而只能制作二三十万只玻璃瓶。目前，日本采用低硅铝系蠕墨铸铁作为玻璃模具材料，参阅日本《特许公报》昭和52-46321“ガラス成形全型用的铸铁”。但是，这种材料易形成夹渣，工艺操作不便，易形成铸造缺陷；而且在急冷急热条件下容易因疲劳强度不够而造成损坏，使用寿命不高等不足。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，它包括以下步骤：

（a）以Q10生铁和废钢为原料，加入锰块和钼块，在1550~1600℃过热熔化；随后加入硅块、钒块和钛块，熔融形成铁水；控制所述铁水各元素的质量百分比计为C：3.5~3.6%，Si：2.8~3.0%，Mn：0.3~0.4%，Mo：0.3~0.4%，V：0.12~0.13%，Ti：0.08~0.09%，其余为Fe和其它不可避免的杂质；

（b）将所述铁水导入含有蠕化剂、孕育剂和铁屑的球化包中；所述蠕化剂、孕育剂和铁屑在球化包中由下向上依次设置；

（c）将所述铁水冷却至1400~1450℃，随后注入砂型中冷却成型；

（d）清砂后进行退火处理，再精加工即可。

优化地，所述生铁的牌号为Q10，所述废钢的质量为所述Q10生铁质量的8~15%。

优化地，所述蠕化剂占所述铁水的质量分数为0.5~0.55%。

优化地，所述步骤（d）中，退火处理为在900~950℃保温5~8小时，随后降温至250~350℃，再自然冷却至室温。

进一步地，所述步骤（d）中，按以下速度升温至退火温度：当温度≤800℃时，升温速度为50~60℃/h；当温度＞800℃时，升温速度为20~30℃/h。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，通过采用Q10生铁和废钢为原料，并控制各元素为特定的质量比例，这样能够提高模具的强度和韧性，而且克服了模具表面容易氧化、变形的缺陷，单副模具能够制得玻璃瓶七八十万只，性能提升了一倍。

附图说明

图1为本发明玻璃瓶模具的结构示意图。

具体实施方式

本发明低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，它包括以下步骤：（a）以Q10生铁和废钢为原料，加入锰块和钼块，在1550~1600℃过热熔化；随后加入硅块、钒块和钛块，控制所述铁水各元素的质量百分比计为C：3.5~3.6%，Si：2.8~3.0%，Mn：0.3~0.4%，Mo：0.3~0.4%，V：0.12~0.13%，Ti：0.08~0.09%，其余为Fe和其它不可避免的杂质；（b）将所述铁水导入含有蠕化剂、孕育剂和铁屑的球化包中；所述蠕化剂（常规的即可，如稀土镁合金，即球化剂）、孕育剂（常规的即可，如FYJ-CV1）和铁屑在球化包中由下向上依次设置，这样能够避免铁水直接接触蠕化剂造成其失效；（c）将所述铁水冷却至1400~1450℃，随后注入砂型中冷却成型；（d）清砂后进行退火处理，再精加工即可。通过采用Q10生铁和废钢为原料，并控制各元素为特定的质量比例，这样能够提高模具的强度和韧性，而且克服了模具表面容易氧化、变形的缺陷，单副模具能够制得玻璃瓶七八十万只，性能提升了一倍。

生铁的牌号优选为Q10，废钢的质量优选为所述Q10生铁质量的8~15%，这样可以调节玻璃瓶模具的碳含量，确保其韧性。所述蠕化剂优选占所述铁水的质量分数为0.5~0.55%。步骤（d）中，退火处理为在900~950℃保温5~8小时，随后降温至250~350℃，再自然冷却至室温，这样能够降低璃瓶模具的硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，消除组织缺陷。所述步骤（d）中，按以下速度升温至退火温度：当温度≤800℃时，升温速度为50~60℃/h；当温度＞800℃时，升温速度为20~30℃/h。

下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明。

实施例1

本实施例提供一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，它包括以下步骤：

（a）以Q10生铁和废钢（废钢的质量为Q10生铁质量的8%）为原料，加入锰块和钼块，在1550℃过热熔化；随后加入硅块、钒块和钛块，熔融形成铁水；控制铁水中各元素的质量百分比计为C：3.5%，Si：2.8%，Mn：0.3%，Mo：0.3%，V：0.12%，Ti：0.08%，其余为Fe和其它不可避免的杂质；

（b）将铁水导入含有蠕化剂（蠕化剂）、孕育剂（FYJ-CV1）和铁屑的球化包中；蠕化剂、孕育剂和铁屑在球化包中由下向上依次设置（即由球化包的底部向上层叠设置，每层铺平后捣实）；蠕化剂、孕育剂（FYJ-CV1）分别为铁水质量的0.5%、0.2%；

（c）将铁水冷却至1400℃，随后注入砂型（砂型通常包括上模、下模和砂芯，采用常规的方法制成）中冷却成型；

（d）清砂后进行退火处理：先以50℃/h的速度升温至800℃，再以20℃/h的速度升温至900℃，在900℃保温8小时，随后以30℃/h的速度降温至250℃，再自然冷却至室温；再精加工即可。

实施例2

（a）以Q10生铁和废钢（废钢的质量为Q10生铁质量的8%）为原料，加入锰块和钼块，在1550℃过热熔化；随后加入硅块、钒块和钛块，熔融形成铁水；控制铁水中各元素的质量百分比计为C：3.55%，Si：2.9%，Mn：0.35%，Mo：0.35%，V：0.12%，Ti：0.08%，其余为Fe和其它不可避免的杂质；

（b）将铁水导入含有蠕化剂（蠕化剂）、孕育剂（FYJ-CV1）和铁屑的球化包中；蠕化剂、孕育剂和铁屑在球化包中由下向上依次设置（即由球化包的底部向上层叠设置，每层铺平后捣实）；蠕化剂、孕育剂（FYJ-CV1）分别为铁水质量的0.52%、0.3%；

（c）将铁水冷却至1430℃，随后注入砂型（砂型通常包括上模、下模和砂芯，采用常规的方法制成）中冷却成型；

（d）清砂后进行退火处理：先以55℃/h的速度升温至800℃，再以25℃/h的速度升温至920℃，在920℃保温6小时，随后以30℃/h的速度降温至280℃，再自然冷却至室温；再精加工即可。

实施例3

（a）以Q10生铁和废钢（废钢的质量为Q10生铁质量的15%）为原料，加入锰块和钼块，在1600℃过热熔化；随后加入硅块、钒块和钛块，熔融形成铁水；控制铁水中各元素的质量百分比计为C：3.6%，Si：3.0%，Mn：0.4%，Mo：0.4%，V：0.13%，Ti：0.09%，其余为Fe和其它不可避免的杂质；

（b）将铁水导入含有蠕化剂（蠕化剂）、孕育剂（FYJ-CV1）和铁屑的球化包中；蠕化剂、孕育剂和铁屑在球化包中由下向上依次设置（即由球化包的底部向上层叠设置，每层铺平后捣实）；蠕化剂、孕育剂（FYJ-CV1）分别为铁水质量的0.55%、0.4%；

（c）将铁水冷却至1450℃，随后注入砂型（砂型通常包括上模、下模和砂芯，采用常规的方法制成）中冷却成型；

（d）清砂后进行退火处理：先以60℃/h的速度升温至800℃，再以30℃/h的速度升温至950℃，在950℃保温5小时，随后以30℃/h的速度降温至350℃，再自然冷却至室温；再精加工即可。

对比例1

本例提供一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，其制备步骤与实施例3中的基本一致，不同的是：未倒入球化包中处理。

对比例2

本例提供一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，其制备步骤与实施例3中的基本一致，不同的是：未进行退火处理。

对比例3

本例提供一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，其制备步骤与实施例3中的基本一致，不同的是：铁水中不含有Mo元素。

对比例4

本例提供一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，其制备步骤与实施例3中的基本一致，不同的是：铁水中不含有V元素和Ti元素。

对比例5

本例提供一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，其制备步骤与实施例3中的基本一致，不同的是：铁水中不含有Mo、V和Ti元素。

表1 实施例1-3、对比例1-5中制得的玻璃瓶模具的性能表

	玻璃瓶数量/模具（万只）	制作成本（元/只）	抗热疲劳性	变形系数
					实施例1	70	0.0033	优	稳定
实施例2	75	0.0025	优	稳定
					实施例3	80	0.0018	优	稳定
对比例1	30	0.0065	差	一般
					对比例2	60	0.0045	良	大
对比例3	45	0.0055	差	一般
					对比例4	50	0.0060	良	一般
对比例5	30	0.0063	差	大

从表1中数据可以看出，如果未进行蠕化处理或者不含有Mo元素，会导致模具氧化加剧，导致其耐热疲劳性变差。如果未进行退火处理的话退火温度较低，会导致模具变形系数大而容易变形。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(a)以Q10生铁和废钢为原料，加入锰块和钼块，在1550～1600℃过热熔化；随后加入硅块、钒块和钛块，熔融形成铁水；控制所述铁水各元素的质量百分比计为C：3.5～3.6％，Si：2.8～3.0％，Mn：0.3～0.4％，Mo：0.3～0.4％，V：0.12～0.13％，Ti：0.08～0.09％，其余为Fe和其它不可避免的杂质；

(b)将所述铁水导入含有蠕化剂、孕育剂和铁屑的球化包中；所述蠕化剂、孕育剂和铁屑在球化包中由下向上依次设置；所述蠕化剂占所述铁水的质量分数为0.5～0.55％；

(c)将所述铁水冷却至1400～1450℃，随后注入砂型中冷却成型；

(d)清砂后进行退火处理，再精加工即可；退火处理为在900～950℃保温5～8小时，随后降温至250～350℃，再自然冷却至室温；按以下速度升温至退火温度：当温度≤800℃时，升温速度为50～60℃/h；当温度＞800℃时，升温速度为20～30℃/h。

2.根据权利要求1所述的低合金钒钛蠕墨铸铁玻璃瓶模具的制备方法，其特征在于：所述生铁的牌号为Q10，所述废钢的质量为所述Q10生铁质量的8～15％。