关于玻璃模具材料

　　璃模具频繁地与高于1100℃熔融热玻璃接触,经受氧化、热冲击、及与热玻璃滑动接触摩擦而磨损.模具与热玻璃接触过程中,其型腔表面温度超过共析转变温度,模具表面材料发生循环相变而使模具型腔表面产生裂纹.随着玻璃制品生产高速化,轻量化,对模具材料抗氧化性、耐热疲劳性、高温耐磨性和导热性提出了更高的要求.本论文的目的是研究能避免发生循环相变,满足玻璃模具性能要求的铸铁材料.本论文研究技术路线是通过加入镍或加入部分扩大或稳定奥氏体区铜、锰,在常温下获得稳定的奥氏体组织,避免在模具工作温度范围内发生循环相变;加入钛和FeSi75孕育处理获得D型石墨,提高抗氧化性能;加入Cr、Mo、V等微量合金元素,提高高温性能和耐磨性能.研究不同冷速和不同的含钛量对奥氏体铸铁D型石墨形成的影响.确定采用普通湿砂型浇注,在常温下获得稳定的D型石墨奥氏体铸铁的化学成分.对不同成分的奥氏体铸铁的抗氧化性、耐热疲劳性、耐磨性和导热性进行了试验研究分析,与现有D型石墨铁素体铸铁及普通灰铸铁玻璃模具材料相比,在850℃高温保温150h抗氧化试验,奥氏体铸铁的抗氧化性能至少提高30％以上.在耐热疲劳试验中,试样加热到900℃保温2min,然后淬入室温水中,让其充分冷却,D型石墨奥氏体铸铁耐热疲劳首次出现裂纹的次数比D型石墨铁素体铸铁低3~8次,但其径向大变形量比D型石墨铁素体铸铁至减少20％以上.在ML-10型销盘磨损试验机磨损试验,奥氏体铸铁的平均相对磨损量比D型石墨铁素体至少低30％,奥氏体基体的材料在室温和玻璃模具的工作温度范围内都不会发生循环相变,具有很好的高温强度,其高温条件下的耐磨性比D型石墨铁素体铸铁会更好.对D型石墨奥氏体铸铁的导热性在玻璃模具的工作温度范围内进行参照研究,在500~700℃的区间内,其热扩散率接近甚至超过了普通灰铸铁HT300,因此D型石墨奥氏体铸铁在高温时具有良好的导热性能.初步探讨了用廉价的铜、锰金属代替部分昂贵的镍来获得D型石墨奥奥氏体铸铁,与未用铜、锰代替部分镍的D型石墨奥氏体铸铁相比,抗氧化性能、耐热疲劳性能都有较大程度下降.以上的试验研究表明,D型石墨奥氏体铸铁是制作玻璃模具的优良材料,佳成分为:C 2.75％,Si 2.1％,Mn 0.65％,P<0.04％,S<0.02％,Ni 20％,Cr 0.4％,Mo 0.7％,V。