CN102501047A

CN102501047A - 玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法

Info

Publication number: CN102501047A
Application number: CN2011103881854A
Authority: CN
Inventors: 戈剑鸣
Original assignee: ORI MOULD TECHNOLOGY (SUZHOU) Co Ltd
Current assignee: ORI MOULD TECHNOLOGY (SUZHOU) Co Ltd
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-06-20

Abstract

一种玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，步骤：确认玻璃模具杯挺模是由半圆连铸棒材制成的；选取镍基合金焊粉作为喷焊到玻璃模具杯挺模的模腔内的喷焊材料；将由半圆连铸棒材制成的玻璃模具杯挺模预热，并且控制预热温度，得到待喷焊模具；在保护气体下将所述的镍基合金焊粉喷焊到待喷焊模具的模腔内，控制保护气体的流量、喷焊电流和喷焊层的厚度以及控制喷焊所用的焊枪的孔径，得到模腔内具有镍基合金喷焊层的模具毛坯；先将模具毛坯置入炉内加热，并且控制加热温度，随炉冷却后进行后续加工，得到模腔填充镍基焊材的玻璃模具杯挺模。优点：硬度高，使用寿命长；降低使用成本和节约能源；能方便维修，确保玻璃制品的质量。

Description

玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法

技术领域

本发明属于玻璃模具加工技术领域，具体涉及一种玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法。

背景技术

业界习惯称玻璃杯的杯把为杯挺，据于此，将用于成型玻璃杯的杯把模称为杯挺模。不论是杯挺模还是杯体模，其模腔直接与熔融的玻璃熔体频繁接触，长期受到玻璃的化学侵蚀、磨损和冷热交变应力（冷热交替变换应力）的作用，并且在500-800℃的温度下服役（使用），表面易氧化，加上模具零件之间存在着不可避免的撞击，因而会产生并不限于以下几种损坏情形：疲劳损坏、机械碰撞损坏、氧化腐蚀损坏以有磨损损坏。

公知的防止和修补上述缺陷的技术手段除了研发合适的模具材料藉以避免疲劳损坏外，主要是对模具表面强化处理，例如利用氧乙炔喷焊、等离子喷涂和超音速喷涂等，藉以对模具接口处（两半模的合缝面的部位）进行修补或防范处理。这些技术手段虽然在一定程度上能够改善玻璃模具的耐磨程度和使用寿命，但是对于高档的玻璃模具例如杯挺模仍然不能满足玻璃杯生产厂商的要求。为了提高玻璃容器的表面光洁度和使用寿命，起初，不少玻璃容器生产厂商通常要求玻璃模具生产厂商将模具材料由铸铁改为不锈钢材料。然而又发现，使用不锈钢模具至少存在以下两点欠缺：一是由于不锈钢模具本身价格昂贵并且一旦损坏，便无法修复，从而增大了模具使用成本，并且不得不将该成本转嫁给玻璃容器产品，影响玻璃容器的市场竞争力，也就是说，由不锈钢玻璃模具制造的玻璃容器的市场竞争力显著逊色于由铸铁模具制造的玻璃容器的竞争力；二是由于不锈钢模具因无法象铸铁模具那样具有可修补性，因此一旦损坏，只能寿终正寝而告退，从而不利于节约宝贵的资源。

或许基于上述两点欠缺，玻璃容器生产厂商往往转而器重于铸铁玻璃容器模具，前述的杯挺模同例，而铸铁玻璃模具的使用寿命（使用次数）通常仅在20-30万次范围徘徊，无法与前述的不锈钢玻璃模具的使用寿命可达100余万次媲美。因此，作为玻璃模具的生产厂商既有必要又有义务在不锈钢玻璃模具与铸铁玻璃模具之间找到合理的平衡点，但是，迄今为止，既未在专利和非专利文献中记载有相应的技术启示，也未闻有业界获得成功的报道。为此，本申请人作了长期而有益的探索，找到了解决上述技术问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，该方法得到的玻璃模具杯挺模有助于提高模腔的硬度而藉以增强耐磨性并且延长使用寿命、有利于改善模腔的光洁度而藉以增进玻璃容器的品质和有益于节约资源而藉以体现廉价性。

本发明的任务是这样来完成的，一种玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，包括以下步骤：

A）模具材料确认，确认玻璃模具杯挺模是由半圆连铸棒材制成的；

B）选取焊材，选取镍基合金焊粉作为喷焊到玻璃模具杯挺模的模腔内的喷焊材料；

C）焊前准备，将由步骤A）所述的由半圆连铸棒材制成的玻璃模具杯挺模预热，并且控制预热温度，得到待喷焊模具；

D）喷焊，在保护气体下将由步骤B）所述的镍基合金焊粉喷焊到由步骤C）得到的待喷焊模具的模腔内，控制保护气体的流量、喷焊电流和喷焊层的厚度以及控制喷焊所用的焊枪的孔径，得到模腔内具有镍基合金喷焊层的模具毛坯；

E）后处理，先将由步骤D）得到的模具毛坯置入炉内加热，并且控制加热温度，随炉冷却后进行后续加工，得到模腔填充镍基焊材的玻璃模具杯挺模。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤A）和步骤C）中所述的半圆连铸棒材为铁素体成分为90%以上并且经过完全退火灰铸铁。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的完全退火是指去除表面碳化物，并且使铁素体含量超过90%。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤B）和步骤D）所述的镍基合金焊粉的牌号为21A-PTA并且硬度为HRC36的镍基合金焊粉。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的牌号为21A-PTA并且硬度为HRC36的镍基合金焊粉的成分按质量百分数配比为0.9%的B、5.8%的Cr、1.6%的Si和1.6%的Fe，余量为镍。

在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤C）中所述的控制预热温度是将预热温度控制为400-450℃。

在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤D）中所述的控制保护气体的流量是将流量控制为1.8-2.0L/min，所述的控制喷焊电流包括控制起始电流、焊接电流和收尾电流，所述的控制喷焊层的厚度是将厚度控制为1-1.5㎜，所述的控制喷焊所用的焊枪的孔径是将焊枪的孔径控制为Φ3.1-3.3㎜。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的保护气体为纯度99.99%的氩气，所述的起始电流为50-100A，所述的焊接电流为80-200A，而所述的收尾电流为30-100A。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤E）中所述的加热温度是将加热温度控制为650-700℃。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，步骤E）中所述的后续加工包括铣加工、钻孔、车加工和抛光，所述的铣加工是对加热并且在出炉后冷却的模具毛坯的合缝面进行加工，并且在合缝面加工的过程中在合缝面上钻设供两半模合模时的定位销探入的定位销孔，所述的车加工是将模具毛坯的一对半模合并在一起对模具毛坯的外圆进行切削加工并且对模腔进行切削加工，直至达到设计所要求的尺寸，所述的抛光是对模具的模腔进行抛光并且使表面粗糙度Ra为0.04-0.05。

本发明提供的技术方案由于在由半圆连铸棒材制成的玻璃模具杯挺模的模腔内喷焊了镍基合金焊粉，从而能使硬度HRC极致提高，使用寿命达100万次以上；由于使用寿命长，因而有利于降低使用成本和节约能源；由于模腔内是喷焊的，因此能方便维修，并且对模腔喷焊镍基合金焊粉可使模腔的光洁度得以改善，确保玻璃制品的质量。

具体实施方式

实施例1：

A）模具材料确认，确认玻璃模具杯挺模是由半圆连铸棒材制成的，半圆连铸棒材为灰铸铁，并且铁素体成分超过90%，在本实施例中，优选使用由中国陕西省华安铸铁型材有限公司生产并销售的牌号为HT-250并且经过完全退火而去除了碳化物的铁素体成分为大于90%的半圆连铸棒材。

）选取焊材，选取镍基合金粉料作为喷焊到由步骤A）得到的玻璃模具杯挺模的模腔内的喷焊材料，在本实施例中，选取由美国WCC公司生产并销售的牌号为21A-PTA并且硬度HRC为36的镍基合金焊粉，该牌号的镍基合金焊粉的成分按质量百分数配比为0.9%的B（硼）、5.8%的Cr（铬）、1.6%的Si（硅）和1.6%的Fe（铁），余量为Ni（镍）；

C）焊前准备，先将由步骤A）得到的由半圆连铸棒材制成的玻璃模具杯挺模送入炉内预热至400℃，得到待喷焊模具；

D）喷焊，在以纯度为99.99%的氩气作为保护气体下将由步骤B）得到的镍基合金焊粉由多轴式等离子焊机喷焊到由步骤C）得到的待喷焊模具的模腔内，保护气体的流量（业界也称中心气的流量）为1.8L/min，焊枪的直径即焊枪的孔径为3.2㎜，喷焊焊接过程中的起始电流为78A，焊接电流为108A，收尾电流为55A，得到在模腔内形成厚度为1.2㎜的镍基合金焊层的模具毛坯；

E）后处理，先将由步骤D）得到的模具毛坯置入加热炉内加热至700℃，而后随炉冷却，藉以消除喷焊的焊接应力，再出炉付诸后续加工，后续加工包括铣加工、钻孔、车加工和抛光，铣加工是对出炉后并冷却的模具毛坯的合缝面（因为玻璃模具杯挺模为两半模配合结构）进行铣平面，以保证两半模配合面即合缝面紧密接触，避免松动和出现缝隙，在对合缝面的铣加工过程中，在合缝面上钻设供两半模合模时的定位销插入（探入）的定位销孔，以便供位于一个半模的合缝面上的定位销插入到另一个半模的合缝面上的定位销孔中，而另一个半模的合缝面上的定位销插入到与之相配的一个半模的合缝面上的定位销孔中，车加工是将一对半模合并在一起即各自的合缝面相配合，对模具毛坯的外圆进行切削加工，直至达到图纸设计要求的尺寸，最后对模具毛坯的模腔进行抛光，使模腔体现出镜面效果，模腔的表面粗糙度Ra为0.04，得到模腔填充镍基合金焊材的玻璃模具杯挺模。

实施例2：

仅将步骤C）中的预热温度改为450℃；将步骤D）中的保护气体的流量改为2.0L/min，起始电流改为100A，焊接电流改为80A，收尾电流改为100A，焊枪的孔径改为3.1㎜，喷焊层的厚度改为2.0㎜；将步骤E）中的加热温度改为680℃，其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

仅将步骤C）中的预热温度改为425℃；将步骤D）中的保护气体的流量改为1.9L/min，起始电流改为50A，焊接电流改为150A，收尾电流改为30A，焊枪的孔径改为3.3㎜，喷焊层的厚度改为1.9㎜；将步骤E）中的加热温度改为650℃，其余均同对实施例1的描述。

Claims

1.一种玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，其特征在于步骤A）和步骤C）中所述的半圆连铸棒材为铁素体成分为90%以上并且经过完全退火灰铸铁。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，其特征在于所述的完全退火是指去除碳化物，并且使铁素体含量超过90%。

4.根据权利要求1所述的玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，其特征在于步骤B）和步骤D）所述的镍基合金焊粉的牌号为21A-PTA并且硬度为HRC36的镍基合金焊粉。

5.根据权利要求4所述的玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，其特征在于所述的牌号为21A-PTA并且硬度为HRC36的镍基合金焊粉的成分按质量百分数配比为0.9%的B、5.8%的Cr、1.6%的Si和1.6%的Fe，余量为镍。

6.根据权利要求1所述的玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，其特征在于步骤C）中所述的控制预热温度是将预热温度控制为400-450℃。

7.根据权利要求1所述的玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，其特征在于步骤D）中所述的控制保护气体的流量是将流量控制为1.8-2.0L/min，所述的控制喷焊电流包括控制起始电流、焊接电流和收尾电流，所述的控制喷焊层的厚度是将厚度控制为1-1.5㎜，所述的控制喷焊所用的焊枪的孔径是将焊枪的孔径控制为Φ3.1-3.3㎜。

8.根据权利要求7所述的玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，其特征在于所述的保护气体为纯度99.99%的氩气，所述的起始电流为50-100A，所述的焊接电流为80-200A，而所述的收尾电流为30-100A。

9.根据权利要求1所述的玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，其特征在于步骤E）中所述的加热温度是将加热温度控制为650-700℃。

10.根据权利要求1所述的玻璃模具杯挺模模腔填充镍基焊材的方法，其特征在于步骤E）中所述的后续加工包括铣加工、钻孔、车加工和抛光，所述的铣加工是对加热并且在出炉后冷却的模具毛坯的合缝面进行加工，并且在合缝面加工的过程中在合缝面上钻设供两半模合模时的定位销探入的定位销孔，所述的车加工是将模具毛坯的一对半模合并在一起对模具毛坯的外圆进行切削加工并且对模腔进行切削加工，直至达到设计所要求的尺寸，所述的抛光是对模具毛坯的模腔进行抛光并且使表面粗糙度Ra为0.04-0.05。