【中國(guó)玻璃模具網(wǎng)】引言:玻璃模具是玻璃制品的重要成型工具，其質(zhì)量決定玻璃制品的等級(jí)和生產(chǎn)率。目前國(guó)內(nèi)普遍存在著模具材質(zhì)不穩(wěn)定、易氧化、光潔度差以及使用壽命短等缺陷。

    根據(jù)玻璃模具的使用條件和關(guān)教形式，對(duì)材質(zhì)的要求是抗氧化、抗生長(zhǎng)及熱疲勞等性能，其中又以抗氧化能力為最重要指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)已引進(jìn)雙滴料高速行列機(jī)生產(chǎn)線近70條。由于國(guó)內(nèi)模具質(zhì)量較差，難以配套，而進(jìn)口模具的價(jià)格又高于國(guó)內(nèi)同類模具的十幾倍。為解決模具國(guó)產(chǎn)化．曾進(jìn)行了新型模具材料的研制。

1 試驗(yàn)方法
    試驗(yàn)用材料在1.5t／h沖天爐內(nèi)熔煉，中間臺(tái)金與變質(zhì)荊分別加^爐內(nèi)和鐵水包內(nèi)。批料：生鐵42％，回爐鐵40％，廢鋼18％。模具與試樣同包澆注，用冷鐵芯成型。鐵水澆注溫度為1320一1340℃。試樣鑄態(tài)硬度為HB246—258。Re微合金化鑄鐵常規(guī)化學(xué)成分(Wt％)：3.32％C、2.05％Si、O.58％Mn,0.041％S、0.074％P，合金元素Cr、Ti、Al 、B、Sb、Re等，含量在規(guī)定成分內(nèi)。

    工件與試樣進(jìn)行相同的熱處理，加熱溫度為760—780℃：，保溫8h，時(shí)效退火處理。加熱速度為120℃／h，冷卻速度為50℃／h，降至250℃時(shí)，空冷。試樣硬度為HB211—223。觀察斷口形貌和顯微組織。

    耐熱性能試驗(yàn)規(guī)范：抗氧化、抗生長(zhǎng)試樣分別為∅12.5mm×25mm和∅20mm×100mm，加熱溫度為850℃ x 150H。熱疲勞試樣為∅20mm×10mm，加熱濕度為900℃，保溫2min，水冷5s，熱循環(huán)至出現(xiàn)裂紋止。

    64Oml啤酒瓶雙滴料真空成型模具，在美國(guó)EMHART十段行列機(jī)上進(jìn)行工業(yè)性生產(chǎn)考核，以驗(yàn)證模具的實(shí)際使用壽命。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論
2．1 顯徽組織
    石墨形態(tài)為緊密石墨，如圖1。基體組織為粒狀珠光體(>85％)、一次滲碳體(＜10％）和團(tuán)絮狀石墨組成，如圖2

    緊密石墨鑄鐵在凝固結(jié)晶時(shí)，與共晶奧化體共生生長(zhǎng)中，形成端部及邊緣較鈍的形態(tài)。石墨呈網(wǎng)絡(luò)狀相互聯(lián)系。

    微量Re舍金的添加，可顯著凈化溶液和細(xì)化奧化體晶粒。并改善其性能。Re是表面活性元素，在石墨結(jié)晶過(guò)程中，會(huì)在一定程度上濃集于界面前沿的某些地區(qū)，并影響相間張力．形成過(guò)冷和界面穩(wěn)定性。隨著鑄鐵中Re量的增加，石墨將由片狀改變?yōu)榫o密狀直現(xiàn)球狀。實(shí)際上緊密石墨包括了從片狀石墨到球狀石墨之間的所有過(guò)渡形態(tài)。

2．2 耐熱性能
    本試驗(yàn)測(cè)定了抗氧化、抗生長(zhǎng)及熱疲勞，并與灰鑄鐵進(jìn)行了比較。結(jié)果見(jiàn)表1。鑄鐵在高溫下產(chǎn)生的體積長(zhǎng)大是永久性的。這主要是由于隨著Fe?C變?yōu)槭虵e的反應(yīng)而產(chǎn)生的膨脹和在石墨呈CO?氧化掉后Fe的氧化所引起 。其實(shí)質(zhì)是一種晶界氣化腐蝕。從受熱的玻璃體中析出的鈉，吸附到鑄鐵表面并形成Na?O。疏松的氧化鈉被充填在不連續(xù)的氧化膜中，以致減少氧在氧化皮中擴(kuò)散的阻力。緊密石墨具有優(yōu)良的抗氧化和抗生長(zhǎng)性能 ，這與本試驗(yàn)所得結(jié)果相吻合。且具有較高的強(qiáng)度和較高的破壞應(yīng)力以及良好的導(dǎo)熱性(導(dǎo)熱率為O．494一O．502J/cm.s℃)³ 。

 從適應(yīng)行列機(jī)機(jī)速不斷提高的趨勢(shì)看，模具的散熱能力(模具結(jié)構(gòu)和冷卻方式)及材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)壽命最為關(guān)鍵。試驗(yàn)結(jié)果表明， Re微合金化鑄鐵的抗氧化、抗生長(zhǎng)以及熱疲勞抗力等，均優(yōu)于灰鑄鐵。

2．3 工業(yè)性試驗(yàn)
     現(xiàn)將兩種不同材質(zhì)的模具同機(jī)進(jìn)行使用壽命的比較。設(shè)備為美國(guó)EMHART十段雙滴料行列式制瓶機(jī)，機(jī)速為7次，模·分。結(jié)果見(jiàn)表2。

3 結(jié)論
(1)Re微合金化鑄鐵，其顯微組織、抗氧化、抗生長(zhǎng)以及熱疲勞抗力等綜合性能，均得到顯著的改善和提高。且斷面敏感性小。
(2)通過(guò)工業(yè)性試驗(yàn)，Re微合金化鑄鐵640ml 啤酒瓶取滴料真空成型模具，循環(huán)次數(shù)達(dá)到80萬(wàn)次膜，與常用CrMoCu材料模具相比較，使用壽命提高4倍。
(3)該新型模具材料，具有抗氧化、耐磨損、易修復(fù)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。并可完全替代進(jìn)口模具。且成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，是制造玻璃模其的優(yōu)良材料。