【中國玻璃模具網(wǎng)】鑄鐵作為制造玻璃成型模具的材料的主導(dǎo)地位，預(yù)計在今后相當時期內(nèi)不會發(fā)生改變，鑄鐵的顯著特點是：易于加工，價格便宜，制造方便，其鑄件就是在沒有專門設(shè)備的工廠也能生產(chǎn)。國外應(yīng)用的鑄鐵主要為灰鑄鐵、低合金鑄鐵、球墨鑄鐵等，近年來開始研究應(yīng)用耐熱球墨鑄鐵。本文對有關(guān)鑄鐵玻璃模具材料的研究狀況做介紹。

1 玻璃模具用合金灰鑄鐵的研究進展
    在玻璃制品成形過程中，模具頻繁地與1 100 oC以上的熔融玻璃接觸，經(jīng)受氧化、生長及熱疲勞等作用。同時，模具的各接觸面由于與玻璃制品的摩擦而被磨損，這就要求玻璃模具具有抗氧化、抗生長、抗熱疲勞和耐磨等性能，其中又以抗氧化性能為最主要標志。此外，還要求模具材質(zhì)致密、易于加工、熱膨脹系數(shù)小。目前，制造玻璃模具的材質(zhì)主要是耐熱鋼、不銹鋼、耐熱鑄鐵等。由于灰鑄鐵具有優(yōu)良的鑄造性能和易加工性能而被廣泛用于制造玻璃模具。

1．1 玻璃模具用D型石墨灰鑄鐵
   D型石墨是一種枝晶點狀石墨，傳統(tǒng)觀點認為D型石墨在鑄鐵中是一種有害的組織【1]，會降低鑄鐵的強度，從而在產(chǎn)品的技術(shù)條件中不允許出現(xiàn)，當然更不接受大部分或全部為D型石墨的鑄鐵。從2O世紀7O年代起，國外鑄造工作者對D型石墨鑄鐵重新作了研究和評價，認為近共晶成分的D型石墨鑄鐵，無論砂型或金屬型鑄造，都比相同鑄造方法的A型石墨鑄鐵的強度高出3O ～4O 。在同等強度下，其鑄造性能、切削性能、均優(yōu)于高強度灰鑄鐵。因此，國外已在高壓閥體、缸體、液壓件等要求氣密性高的鑄件上廣泛應(yīng)用D型石墨鑄鐵。而近些年來，國內(nèi)關(guān)于D型的石墨的研究，尤其是將D型石墨灰鑄鐵用于玻璃模具方面的研究開始活躍起來。通過控制枝晶數(shù)量、基體組織和石墨類型，對不同CE下A型石墨、D型石墨及枝晶對強度的影響作了評估，用實驗的方法證明了D型石墨本身的性能不比A 型石墨的差。研究了石墨大小和D型石墨的含量對灰鑄鐵抗氧化性的影響。得出石墨越細小，灰鑄鐵的抗氧化性越好，D型石墨鑄鐵的抗氧化性優(yōu)于A型石墨鑄鐵的結(jié)論。鑒于玻璃模具所處的工況條件，這對于將具有此種石墨形態(tài)的材料用于玻璃模具方面有很大的好處。同時，對玻璃模具用D墨鑄鐵的化學成分進行了優(yōu)選，使抗氧化性比灰鑄鐵提高7．2倍，抗生長性比灰鑄鐵提高6．4倍，熱疲勞抗力比灰鑄鐵提高9．1倍。通過工業(yè)性試驗，D墨鑄鐵640 mL啤酒瓶雙滴料真空成型模具，循環(huán)次數(shù)達到8O萬次／模，與常用的CrMoCu材料模具相比較，使用壽命提高4倍以上，技術(shù)經(jīng)濟顯著。

   雖然D型石墨灰鑄鐵以其優(yōu)異的抗氧化性能近年來重新贏得了人們的關(guān)注，但大多數(shù)都加入了Mo、V、Ti等貴金屬，使成本增加。為了盡量的降低成本，開發(fā)出一種玻璃模具用低鉻D型石墨灰鑄鐵。試驗結(jié)果表明：選擇適宜的基本元素(叫為3．4 C，2．2 Si，0．5 0A Mn，<O．15 s，<O．12 P)，控制Cr和Cu的含量分別為0．75％和0．7 。用濕砂型和在下型安放大塊冷鐵的鑄造工藝控制冷卻速度，經(jīng)熱處理后，可獲得具有良好石墨形態(tài)的D型石墨灰鑄鐵，其抗氧化和熱疲勞性能分別是普通灰鑄鐵的4．1倍和4．2倍，適于制作玻璃模具。這是因為鉻是縮小共晶溫度區(qū)域、形成碳化物、促進白口的元素，鑄鐵中添加鉻元素能促進碳化物的形成，提高硬度，增加抗磨性和耐熱性。銅能改善石墨形態(tài)，細化基體組織，促進珠光體的形成，提高珠光體的顯微硬度，從而增加鑄鐵的耐磨性和耐熱性。