[发明专利]一种铌硅铁合金玻璃模具

说明书

技术领域

本发明公开了一种玻璃模具，具体涉及一种铌硅铁合金玻璃模具。 

背景技术

模具在玻璃制品成型过程中既限制制品的形状，又是玻璃料热的交换介质，它与高温的玻璃料直接接触。因此，材质的优劣直接影响模具的寿命和制品的质量。 

模具的制造材料，必须具备下列条件： 

（1）材质致密，易于加工，能获得优良的表面粗糙度

（2）化学稳定性好

（3）应具有良好的耐热性和热稳定性

（4）应有良好的导热性和高得比热容

（5）热膨胀系数小，抗热裂性好

（6）应具有较高的粘合温度

（7）耐磨性好

（8）按单位玻璃核算，材料的价格要低廉。

 现在制造模具的材料主要是金属，有时也用非金属材料，如木材等。金属材料的种类很多，其中以铸铁为主，其次是耐热钢。因铸铁具有良好的铸造性能、良好的加工性，而且成本低廉，国内外普遍采用铸铁作为玻璃模具材料。为提高模具寿命，采用新型铸铁替代HT200铸铁已成为趋势。 

发明内容

针对上述缺陷，本发明目的是提供一种性能优良，使用寿命长的一种铌铸铁玻璃模具。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是： 

本发明的一种铌硅铁合金玻璃模具，包含如下质量百分比成分：

Nb  0.5~2.1%

Si  1.9~3.2%

Mn  0.6~1.2%

C   2.8~3.8%

P   ≤0.1% 

S   ≤0.08%

其余为Fe和正常杂质。

在本发明的一种优选实施例中，所述Nb的质量百分比为0.7~1.4%。 

在本发明的一种优选实施例中，所述模具的硬度为160~180HBS。 

在本发明的一种优选实施例中，所述模具的导热系数为36~62W·（m·K ）^-1。 

在本发明的一种优选实施例中，所述模具的热膨胀系数为12×10^-6/K。 

本发明与现有技术相比具有以下优点： 

（1）模具常温力学性能得到全面提高，特别是塑性和韧性尤为明显。加铌硅铁合金后，改善了韧性，提高了瓶模的抗热冲击能力；

（2）铌是强烈形成碳化物的元素，其碳化物具有很高的显微硬度，对模具的耐磨性起着良好的作用；

（3）铌对铸铁具有细化晶粒、净化晶界的作用，使模具的抗氧化性、抗热疲劳性得到提高；

（4）铌铸铁的常温及高温强度比普通铸铁高，模具加工表面粗糙度小，硬度适中，便于成型刀具加工。

综上，本发明的加铌铸铁模具寿命至少是未加铌模具的1.84倍。在同一产量下，采用铌铁模具可节约模具费用，从而取得明显的经济效益。 

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。 

实施例一： 

成分组分：Nb质量百分比为0.5%、Si质量百分比为1.9%、Mn质量百分比为0.6%、C质量百分比为2.8%、P质量百分比为0.1%、S质量百分比为0.08%，其余为Fe和正常杂质；

工艺过程：用冲天炉熔化铁水，加铌硅铁合金前先破碎后进行烘烤，放入铁水包内，铁水冲入包内进行搅拌，待合金熔化扒渣后浇注500ml农药瓶成型模。为使模具表面组织致密，提高表面耐磨性，仍采用铸铁型芯。为消除铸造应力，模具应退火后进行机加工；

模具性能：硬度为160HBS，导热系数为36~62W·（m·K ）^-1，热膨胀系数为12×10^-6/K，抗张强度250MPa，抗压强度800 MPa。

实施例二： 

成分组分：Nb质量百分比为1.4%、Si质量百分比为2.5%、Mn质量百分比为0.8%、C质量百分比为3.2%、P质量百分比为0.03%、S质量百分比为0.02%，其余为Fe和正常杂质；

工艺过程：用冲天炉熔化铁水，加铌硅铁合金前先破碎后进行烘烤，放入铁水包内，铁水冲入包内进行搅拌，待合金熔化扒渣后浇注500ml农药瓶成型模。为使模具表面组织致密，提高表面耐磨性，仍采用铸铁型芯。为消除铸造应力，模具应退火后进行机加工；