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玻璃模具材料的熱處理有哪些方法
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2019-10-19 | 337 次瀏覽 | 分享到:
不同玻璃瓶種類其工作溫度500℃~1000℃以上,我們在壓制玻璃制品時,模具型腔內表面周期性地承受驟冷驟熱。另一方面,熔融的玻璃液體對模具材料的沖刷和腐蝕作用不能忽視。在這樣的工作條件下,玻璃瓶成形模的主要失效形式有:氧化(起皮、剝落、麻點)、倒棱和變形。其中,鱗狀剝落是玻璃瓶成形模報廢的主要形式。由此可見,影響模具使用壽命的關鍵因素是 模具材料的耐熱性。當玻璃模具的作業溫度在700℃以下時,通常選用灰鑄鐵作為玻璃模具材料,700~900℃時,采用合金鑄鐵,超過1000℃時,則采用鑄造不銹鋼。由于鑄鐵具有制造方便、容易加工、價格低廉的特點,至今仍然是玻璃瓶成型模具最廣泛使用的材料。鑄鐵中一般都含有C、Si、Mn、P、S及其他合金元素。
  不同玻璃瓶種類其工作溫度500℃~1000℃以上,我們在壓制玻璃制品時,模具型腔內表面周期性地承受驟冷驟熱。另一方面,熔融的玻璃液體對模具材料的沖刷和腐蝕作用不能忽視。在這樣的工作條件下,玻璃瓶成形模的主要失效形式有:氧化(起皮、剝落、麻點)、倒棱和變形。其中,鱗狀剝落是玻璃瓶成形模報廢的主要形式。由此可見,影響模具使用壽命的關鍵因素是 模具材料的耐熱性。當玻璃模具的作業溫度在700℃以下時,通常選用灰鑄鐵作為玻璃模具材料,700~900℃時,采用合金鑄鐵,超過1000℃時,則采用鑄造不銹鋼。由于鑄鐵具有制造方便、容易加工、價格低廉的特點,至今仍然是玻璃瓶成型模具最廣泛使用的材料。鑄鐵中一般都含有C、Si、Mn、P、S及其他合金元素。
模具鋼  
  各合金元素的作用可以簡述如下:鑄鐵中石墨的含量和形態對鑄鐵耐熱性能有決定性的影響;硅是除碳以外對鑄鐵性質影響最大的元素,質量分數在低于0.35%時起石墨化的作用,也有利于生成鐵素體;錳是碳化物形成元素,對材料的耐熱性也起到有利的作用;磷可提高材料的耐磨性,但同時也提高了材料的脆性;硫的質量分數在不大于0.15%時,對材料性能無害,但含量較高時將使材料的脆性顯著提高。
  
  玻璃瓶制造業最早采用普通灰鑄鐵HT200作為模具材料,為提高HT200灰鑄鐵的耐磨性,一般需要對其進行正火處理。熱處理工藝規范是將灰鑄鐵加熱到奧氏體化溫度850~900℃,保溫1~3h,出爐后空冷。得到的金相組織為珠光體和少量鐵素體及片狀的石墨組織。對于形狀復雜的模具,有時還需要在550~600℃進行回火處理,以消除模具在正火時產生的內應力。
  
  鑄鐵材料的耐熱性取決于材料在高溫下的抗氧化性、抗生長的能力及材料的熱導率,而這與基體組織及組織中的石墨形態密切相關。鑄鐵顯微組織中片狀石墨的抗氧化、抗生長能力差,而球狀石墨熱導率低,蠕蟲狀石墨的性能介于這兩者之間,綜合性能最好,因此,蠕墨鑄鐵是較為理想的模具材料。珠光體組織有助于提高鑄鐵材料的硬度和耐磨性。在鑄鐵中加入銅、鉻、錫等元素,能促進珠光體的生成,提高鑄鐵的硬度,從而提高模具抗倒棱、抗擦傷、抗磨損的能力。加入硅、鋁等元素,可以在模具表面形成致密的SiO2和Al2O3膜,從而提高模具的表面抗氧化能力。因此,為提高模具材料的使用壽命,需要向鑄鐵中加入少量的合金元素,并通過適當的鑄造和熱處理工藝來提高其性能。HT200灰鑄鐵的耐熱性較差,模具的使用壽命低。通過加入Ni、Cr、Mo、Sn、Cu、A1等元素,可以顯著改善鑄鐵性能。在鑄造型砂中放置冷鐵,使模具型腔表面激冷而形成球狀石墨,而過渡層為蠕蟲狀石墨,使材料的耐熱性和熱導性很好地協調起來,得到較為理想的顯微組織。低錫蠕鐵是制造玻璃瓶模具的較好材料,合金鑄鐵模具一般也需要進行正火處理,熱處理工藝規范是將合金鑄鐵加熱到奧氏體化溫度860~900℃,保溫l~3h后空冷。
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