[发明专利]一种耐热中铬蠕墨铸铁玻璃模具材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种耐热中铬蠕墨铸铁玻璃模具材料。以所述玻璃模具材料的各组分总质量为100％计，包含以下组分：C 3.0‑3.8％，Mn≤1.0％，Si 2.0‑3.0％，P<0.2％，S≤0.12％，Cr 1.0‑2.0％，余量为Fe。所述耐热中铬蠕墨铸铁玻璃模具材料具有较高的硬度，同时具有较高的耐磨性和耐热性能，从而提高了玻璃模具的抗热变形性能和抗氧化性能，提高了玻璃模具的服役寿命。

技术领域

本发明属于玻璃模具材料技术领域，具体涉及一种中铬蠕墨铸铁玻璃模具材料及其制备方法。

背景技术

玻璃模具是玻璃制品成形的重要工艺装备，是生产玻璃器皿的关键性和易耗部件。在玻璃制品成形过程中，模具频繁地与高温熔融玻璃接触，需要经受氧化生长及热疲劳作用，同时模具的各个接触面由于与玻璃制品的摩擦而被磨损，这就要求玻璃模具具有抗氧化、抗生长、抗热疲劳和耐磨等性能。此外，还要求模具材质致密，易于加工，热膨胀系数小。

蠕墨铸铁是一种石墨形态介于片状和球状之间的一种新型工程材料，既具有与球墨铸铁相近的力学性能，又具有高的导热性、抗氧化性和耐热疲劳能力，特别适用于热疲劳和热冲击条件下工作的零件，是玻璃模具材料发展的重点方向。

但是现有技术中对蠕墨铸铁玻璃模具材料的硬度、耐磨性能和耐热性能的研究并不能说是充分的，玻璃模具仍然存在抗热变形性能和抗氧化性能不足，从而影响玻璃模具的服役寿命的问题。

发明内容

发明要解决的问题

为克服现有技术中由于蠕墨铸铁玻璃模具材料的硬度、耐磨性能和耐热性能较低而导致玻璃模具抗热变形性能和抗氧化性能不足、服役寿命较短的问题，本发明提供了一种耐热中铬蠕墨铸铁玻璃模具材料及其制备方法。

用于解决问题的方案

本发明提供了一种耐热中铬蠕墨铸铁玻璃模具材料，以所述玻璃模具材料的各组分总质量为100％计，包含以下组分：

C经蠕化处理后主要以蠕虫状石墨形式存在，对玻璃模具基体影响十分显著，可促进铁素体基体的形成。本发明中C的含量为3.0-3.8％，优选的，C的含量为3.4-3.6％。

Si对玻璃模具基体影响十分显著，可促进铁素体基体的形成，随着Si含量的增加，蠕墨铸铁中铁素体的量也增加，但Si含量高于3.0％时，可能使蠕墨铸铁玻璃模具材料向着球墨铸铁状态转变，从而降低玻璃模具材料的抗氧化性能和耐磨性能；Si的含量低于2.0％，会产生白口。因此，本发明中蠕墨铸铁玻璃模具材料的含硅量为2.0-3.0％，优选为2.0-2.3％。

Mn会在玻璃模具材料表面形成一层致密性强的氧化膜，一方面避免了氧气与铁素体基体接触氧化铁素体基体，从而提高了玻璃模具材料的抗氧化性，另一方面形成的致密薄膜具有较高的硬度，从而提高了玻璃模具材料表面的硬度，进而提高了玻璃模具材料的耐磨性。

S是蠕墨铸铁玻璃模具材料中的有害元素，含S量越高，蠕化处理时需要消耗的蠕化剂的量也就越多，形成的硫化夹渣也越多，既不经济，又可能加速蠕化衰退。因此，本发明中铁液中S的含量为小于等于0.12％，优选为小于0.06％。

Cr在玻璃模具铸造过程中具有较好的强韧化效果，1.0-2.0％的Cr能提高蠕墨铸铁玻璃模具材料的硬度，增加耐磨性和耐热性能，从而提高了玻璃模具的抗热变形性能和抗氧化性能，最终提高了玻璃模具的服役寿命。优选的，本发明中Cr的含量为1.0-1.2％。

进一步，所述玻璃模具材料的硬度为240-280HB。

本发明还提供了一种耐热中铬蠕墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：