【中國(guó)玻璃模具網(wǎng)】1．2 玻璃模具用合金灰鑄鐵玻璃瓶成形模的主要失效形式有：氧化(起皮、剝落、麻點(diǎn))、倒棱和變形。鱗狀剝落是玻璃瓶成形模報(bào)廢的主要形式。影響模具使用壽命的關(guān)鍵因素是材質(zhì)的耐熱性，即在高溫下，材質(zhì)的抗氧化性、抗生長(zhǎng)的能力。這取決于組織中的基體及石墨形態(tài)。鑄鐵中加人銅、鉻、錫等元素，能促進(jìn)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，形成致密的SiO 和Al o。表面氧化膜，從而提高模具的表面抗氧化能力。

    通常認(rèn)為影響鑄鐵抗熱疲勞性的主要因素是強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、熱導(dǎo)率、溫差等，但韓建德等人口]的試驗(yàn)結(jié)果表明：合金元素尤其是可提高鑄鐵抗氧化性的合金元素(如鋁、鉻等)，也是影響鑄鐵抗熱疲勞性的主要因素之一。在高溫條件下工作的零部件由于氧化易在表面形成氧化膜，該膜的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、致密性、膨脹系數(shù)及與鑄鐵結(jié)合強(qiáng)度等對(duì)裂紋源的產(chǎn)生有很大影響。鋁、鉻等合金元素可改善鑄鐵的抗氧化性，從而減小鑄鐵的熱疲勞裂紋產(chǎn)生傾向。

    由于鈮能細(xì)化共晶團(tuán)，改善石墨形態(tài)，提高鑄鐵抗氧化性和常溫及高溫力學(xué)性能，使鑄鐵具有良好的高溫穩(wěn)定性，同時(shí)改善耐磨性。王良映等人 在灰鑄鐵中加入微量鈮，并應(yīng)用于玻璃瓶模具獲得了滿(mǎn)意的效果。

    含有釩、鈦、鉬等多種元素的灰鑄鐵，利用多種合金元素的固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化來(lái)提高鑄鐵的組織性能，可滿(mǎn)足玻璃模具的使用要求。釩鈦鉬多元合金鑄鐵模具現(xiàn)已出口到澳大利亞、馬來(lái)西亞、印尼、日本等國(guó)家。國(guó)內(nèi)許多合資玻璃廠(chǎng)，如武漢歐文斯、ACI廣州、ACI上海等玻璃廠(chǎng)以及秦皇島、青島等玻璃廠(chǎng)都大批使用釩鈦鉬多元合金鑄鐵玻璃模具，產(chǎn)品的使用壽命達(dá)50萬(wàn)次以上，用戶(hù)反映良好。李雄杰等 根據(jù)玻璃模具的使用條件和性能要求，對(duì)使用的釩鈦鉬多元合金鑄鐵的成分、組織性能等進(jìn)行了介紹。并提出通過(guò)改善孕育效果，能使釩鈦鉬多元合金鑄鐵的組織更加細(xì)化，使石墨組織全部變?yōu)樾阅軆?yōu)良的D型石墨。

    在中硅鉬球鐵的基礎(chǔ)上加入鉻0．8 ，獲得中硅鉻鉬球鐵，其常溫、高溫抗拉強(qiáng)度及硬度都高于中硅鉬球鐵，抗氧化性、抗熱沖擊性、相對(duì)線(xiàn)膨脹系數(shù)等，均優(yōu)于中硅鉬球鐵。中硅鉻鉬球鐵玻璃模具的使用壽命可比中硅鉬球鐵的提高30 ～50 或更多。在幾種鐵路信號(hào)燈用玻璃透鏡模具上投產(chǎn)使用7年，其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便、成熟、性能可靠，效益顯著，有推廣價(jià)值 ]。

    對(duì)鑄鐵玻璃模具進(jìn)行了稀土微合金化后，其顯微組織、抗氧化、抗生長(zhǎng)以及熱疲勞抗力等綜合性能，均得到了顯著的改善和提高，且斷面敏感性小。通過(guò)工業(yè)試驗(yàn)，RE微合金化鑄鐵640 mL啤酒瓶雙滴料真空成型模具，循環(huán)次數(shù)達(dá)到80萬(wàn)次／模，與常用CrMoCu材料模具相比較，使用壽命提高4倍。
 

在國(guó)外，研究了玻璃模具鑄鐵材料進(jìn)行不同的合金化對(duì)模具性能的影響。最后得出結(jié)論，加入少量的Mo、Ni、Cu等合金元素后，其組織比未合金化的鑄鐵組織晶粒變細(xì)，鑄鐵的激冷層為D型石墨，耐磨性及抗氧化性有很大的提高。

2 玻璃模具用蠕墨鑄鐵的研究進(jìn)展
    蠕鐵作為一種新的玻璃模具材料，受到人們廣泛地重視。近年來(lái)，各種合金成分的蠕鐵玻璃模具材料相繼出現(xiàn)，如V—Ti—Cu—Cr蠕鐵，加Sb稀土珠光體蠕鐵，Re—Mg—Ti蠕鐵，以及V—Ti—Cr—Mo等。據(jù)資料介紹，日本采用低Si含Al蠕鐵代替Ni—cr合金灰鐵作牛奶瓶玻璃模具，單模壽命高達(dá)88萬(wàn)只／模，比Ni—Cr合金灰鐵模具的壽命提高了2倍多。20世紀(jì)90年代初，對(duì)稀土蠕墨鑄鐵玻璃模具在我國(guó)的應(yīng)用做了詳細(xì)的綜述。當(dāng)時(shí)，研究和應(yīng)用的稀土蠕鐵玻璃模具，主要是混合基體和珠光體基體的，具有較好的耐磨性，但其導(dǎo)熱性差一些，并且在使用過(guò)程中要發(fā)生相變，使鑄鐵產(chǎn)生不可逆的體積漲大。為了克服這些缺點(diǎn)，需要發(fā)展鐵素體蠕鐵，輔之以邊角噴涂耐磨合金措施以保證其耐磨性。在加入Cr和Mo的同時(shí)，加入Al和Si，以進(jìn)一步提高材料的熱物理性能，從而獲得一種熱物理性能更好的蠕墨鑄鐵玻璃模具材料。

1 研究了用稀土和K、Na復(fù)合變質(zhì)處理而形成的球墨／蠕墨復(fù)合鑄鐵玻璃模具材質(zhì)的
    組織、力學(xué)性能及熱物性，探討了影響這些性能的因素。試用表明，這種材質(zhì)用于玻璃模具有著良好的使用性能和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。三年后，作者 又對(duì)蠕墨鑄鐵玻璃模具作了進(jìn)一步的研究，探討了影響其性能的諸多因素。最后指出，這種材質(zhì)具有較高的綜合性能指標(biāo)，不僅適于玻璃模具，還可廣泛地應(yīng)用于冶金、塑料和橡膠行業(yè)。

    借助于冷鐵的作用，使模腔表面激冷層形成球狀石墨，而其余部位形成蠕蟲(chóng)狀石墨的變斷面組織，即雙層復(fù)合異形石墨鑄鐵組織，把球鐵的耐熱性與蠕鐵的導(dǎo)熱性協(xié)調(diào)為一體，以適應(yīng)玻璃模具內(nèi)表面要求有較高的耐熱疲勞性能，而中心則需要具備較好的導(dǎo)熱性的特點(diǎn)。為最大程度的發(fā)揮鑄鐵材質(zhì)的潛能提供了條件?？傊淠T鐵是制造玻璃模具的適宜材料。模具壽命的延長(zhǎng)可節(jié)約大量金屬材料和加工工時(shí)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本下降。