[发明专利]高碳当量高强度低应力玻璃模具材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高碳当量高强度低应力玻璃模具材料，其特征在于其化学元素组成及其质量%为：3.61-3.8%的碳、1.9-2.2%的硅、0.5-0.75%的锰、0.14-0.25%的钛、0.09-0.16%的钒、0.45-0.85%的钼、0.4-1.2%的铜、0.8-1.5%的镍、0.25-0.55%的铬、＜0.05%的硫和＜0.05%的磷，余为铁。

2.根据权利要求1所述的一种高碳当量高强度低应力玻璃模具材料，其特征在于其化学元素组成及其质量%为：3.61%的碳、2.2%的硅、0.5%的锰、0.18%的钛、0.12%的钒、0.45%的钼、0.8%的铜、1%的镍、0.4%的铬、0.03%的硫和0.02%的磷，余为铁。

3.根据权利要求1所述的一种高碳当量高强度低应力玻璃模具材料，其特征在于其化学元素组成及其质量%为：3.7%的碳、1.9%的硅、0.75%的锰、0.25%的钛、0.09%的钒、0.85%的钼、1.2%的铜、0.8%的镍、0.55%的铬、0.02%的硫和0.03%的磷，余为铁。

4.根据权利要求1所述的一种高碳当量高强度低应力玻璃模具材料，其特征在于其化学元素组成及其质量%为：3.8%的碳、2.05%的硅、0.14%的钛、0.65%的锰、0.16%的钒、0.65%的钼、0.4%的铜、1.5%的镍、0.55%的铬、0.025%的硫和0.025%的磷，余为铁。

5.一种如权利要求1所述的高碳当量高强度低应力玻璃模具材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A)熔炼，先向熔炼炉内加入废钢、碳化硅和增碳剂，再加入生铁，待生铁熔化后加入回炉料，并且控制加入的生铁的重量百分比，待回炉料熔化后加入硅铁、锰铁、钼铁、铬铁、钒铁、电解铜、电解镍、钛铁，直至全部熔化后进行扒渣，待铁水温度达到1520-1550℃进行保温过热处理，在保温过热处理的同时对铁水化学元素进行取样分析并且调整铁水化学元素的质量%含量，而后出炉进行随炉孕育处理，得到待浇注熔液；

B）浇注，将由步骤A）得到的待浇注熔液浇注到树脂砂单箱无冒口铸型中，浇注之前，在铸型上面加盖用于成型出玻璃模具的内腔的冷铁泥芯并且向浇道中加入旨在进行二次孕育的孕育剂，浇注完成后静置，撤去冷铁泥芯，得到待退火模坯；

C）退火，将由步骤B）得的待退火模坯投入热处理炉进行高温石墨化退火并且控制退火温度和控制退火时间，退火结束出退火炉，得到毛坯；

D）去应力退火，先对由步骤C）得到的毛坯进行热喷涂及粗加工，而后引入退火炉进行去应力退火并且控制去应力退火温度和去应力退火时间以及出炉温度，得到高碳当量高强度低应力玻璃模具材料。

6.根据权利要求5所述的高碳当量高强度低应力玻璃模具材料的制备方法，其特征在于步骤A）中所述的控制加入的生铁的重量的百分比是将生铁的加入量控制在所有炉料总质量的10-20%，所述生铁为南非高纯生铁；所述的废钢为预先进行除油和除锈处理的碳素废钢；所述的增碳剂为经过高温石墨化的低S及低N增碳剂，所述碳化硅为冶金级的碳化硅。

7.根据权利要求5所述的高碳当量高强度低应力玻璃模具材料的制备方法，其特征在于步骤A）所述的保温过热处理的温度为1520-1550℃，保温时间为5-10min；所述的调整铁水化学元素的质量%含量是将化学元素的质量%含量调整为：3.61-3.8%的碳、1.9-2.2%的硅、0.5-0.75%的锰、0.14-0.25%的钛、0.09-0.16%的钒、0.45-0.85%的钼、0.4-1.2%的铜、0.8-1.5%的镍、0.25-0.55%的铬、＜0.05%的硫和＜0.05%的磷，余为铁。

8.根据权利要求5所述的高碳当量高强度低应力玻璃模具材料的制备方法，其特征在于步骤A）中所述的随炉孕育处理是指向铁水熔液中加入硅钡钙孕育剂，孕育剂的加入量为铁水总质量的0.3-0.6%。