CN102628143A - 2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料 - Google Patents

Abstract

一种 2Cr17Ni3 不锈钢玻璃模具材料，属于玻璃模具材料技术领域。其化学组成成分及质量百分比为： 0.18-0.25 质量 % 的碳， 15-17 质量 % 的铬， 3-3.5 质量 % 的镍，余为铁。优点：由于无需通过锻打制备模具，因此可以显著降低成本并节约能源以及提高模具制造效率；由于无需以锻打获得模具，因此对模具形状无挑剔；能够通过熔练并浇铸后进行调质处理而得以有效地降低铁素体含量，避免模具在服役过程中开裂，以提高使用寿命。

Description

2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料

技术领域

本发明属于玻璃模具材料技术领域，具体涉及一种2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料。

背景技术

玻璃模具是用于制造玻璃容器的装备，玻璃容器如日常生活中常见的高脚杯、可乐杯和果盘等等，此类玻璃容器（人们习惯称为玻璃器皿）大都采用压制成型。如业界所知之理，由于在玻璃容器的成型过程中模具往往需要承受较大的压力，因此由铸铁材料充任的玻璃模具难以适合于作为制作并不限于上述例举的玻璃器皿的模具；又，由于压制玻璃器皿的压机速度较慢，也就是说玻璃器皿的压制速度或称成型速度较慢，因此具有良好散热性的并且材质为铜合金的玻璃模具也并不适用。

鉴于上述因素，根据业界经验，由于材质为不锈钢的玻璃模具具有理想的强度、优异的硬度和抛光后可获得良好的表面光洁度而藉以保障玻璃器皿外观效果和具有极致的抗腐蚀能力而藉以抵抗玻璃材料的腐蚀等长处，因此被公认为最适合于作为制造前述玻璃器皿的装备。

及，玻璃器皿在成型过程中，模具在1100-650℃的温度范围以骤热骤冷的方式频繁交替变化，并且模具还需经受冲头的冲压作用，因此进一步印证了在这种严苛的工况下并且在迄今为止尚无与不锈钢材料相媲美的材料推出之前，采用不锈钢玻璃模毫无疑问是最为适宜的。

公知的不锈钢玻璃模具材料主要为1Cr17Ni2，这种不锈钢玻璃模具材料虽然在一定程度上能够体现上述技术效果，但由于大都通过铸造方式获得，因此存在以下缺憾：当由铸造获得的不锈钢经过热处理后基体组织表现为索氏体倾向以及大量残余铁素体，而残余铁素体对基体有着人们不希望出现的但又无法避免的割裂作用。特别是长条状的铁素体会严重影响模具的强度。当然，采用锻打（也称锻造）方式可以将铁素体破坏（打碎铁素体），使铁素体呈弥散型的块状或呈点状分布，从而避免铁素体对基体产生割裂。然而，此法存在顾此失彼的问题，所谓的顾此即为前述的可避免铁素体对基体产生割裂，而所谓的失彼即为显著增加模具的制造成本并且浪费能源。而且对于某些异形的玻璃模具往往因锻打难度大甚至根本无法锻打而只能择用由铸造获得的不锈钢作为模具材料，但铸造获得的不锈钢模具材料只能任由铁素体影响而别无它法。因此锻打具有对模具的挑剔性。

针对上述已有技术，如何在免锻打与有效降低铁素体含量之间找到合理的平衡点的问题长期以来困扰于业界，并且始终期望解决但迄今为止未能解决。为此本申请人作了深入而广泛的文献检索，然而在已公开的中外专利和非专利文献中均未见诸有相应的技术启示。对此，本申请人作长期而有益的尝试，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无需采用锻打方式而藉以显著降低模具制造成本、节约能源、提高制造效率并且对模具的特殊形状无挑剔和有助于降低铁素体含量而藉以避免模具在服役过程中开裂并且有利于提高使用寿命的2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料。

本发明的任务是这样来完成的，一种2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料，其化学组成成分及质量百分比为：0.18-0.25质量%的碳，15-17质量%的铬，3-3.5质量%的镍，余为铁。

一种2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料，其化学组成成分及质量百分比为：0.20质量%的碳， 17质量%的铬，3.2质量%的镍，余为铁。

一种2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料，其化学组成成分及质量百分比为：0.18质量%的碳，16质量%的铬， 3.5质量%的镍，余为铁。

一种2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料，其化学组成成分及质量百分比为： 0.25质量%的碳，15质量%的铬，3质量%的镍，余为铁。

本发明提供的技术方案由于无需通过锻打制备模具，因此可以显著降低成本并节约能源以及提高模具制造效率；由于无需以锻打获得模具，因此对模具形状无挑剔；能够通过熔练并浇铸后进行调质处理而得以有效地降低铁素体含量，避免模具在服役过程中开裂，以提高使用寿命。

具体实施方式

实施例1：

一种2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料，其化学组成成分及质量百分比为：0. 20质量%的碳， 17质量%的铬，3.2质量%的镍，余为铁。

本实施例得到的2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料经熔炼后浇铸，浇铸后进行调质处理，所述的调质处理：将铸件加热至980℃，保温4-6h后冷却至室温，而后再加热至600-650℃，并且保温4-6h后冷却至室温，接着重复一次上述过程。碳是一种较强的奥氏体形成元素，相对已有技术中的1Cr17Ni2而言，尽管本发明提高了碳含量，但是在调质处理过程中可以显著减少铁素体的含量；镍是奥氏体形成的元素（即形成奥氏体的元素），尽管镍的含量相对于已有技术中的1Cr17Ni2而言有所提高，但是通过调质处理可促进奥氏体的形成而藉以降低铁素体的含量。

由上述说明可知，碳含量过高，则材料脆性增强，易开裂，过低而铁素体含量增高；镍含量过高，则由于镍是贵金属，因而会提高成本且对铁素体含量降低并不明显。因此碳和镍的含量（质量%）提高至何程度才适宜，这恰恰是本申请人经过了非有限次数的反复试验而将碳的质量百分取值为0.18-0.25质量%，将镍的质量百分取值为3-3.5质量%。因为，碳大于2.5质量%，则尽管进行热处理，模具依然会出现开裂情形，同样，镍大于3.5质量%，则会影响降低铁素体含量的效果，也就是说对铁素体降低的效果不明显。

实施例2：

0.18质量%的碳，16质量%的铬， 3.5质量%的镍，余为铁，其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

0.25质量%的碳，15质量%的铬， 3质量%的镍，余为铁，其余均同对实施例1的描述。

综上所述，本发明提供的技术方案克服了已有技术中的缺憾，完成了发明任务，体现了申请人在上面的技术效果栏中所述的技术效果。

Claims (4)

1.一种2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料，其特征在于其化学组成成分及质量百分比为：0.18-0.25质量%的碳，15-17质量%的铬，3-3.5质量%的镍，余为铁。

2.一种2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料，其特征在于其化学组成成分及质量百分比为：0.20质量%的碳， 17质量%的铬，3.2质量%的镍，余为铁。

3.一种2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料，其特征在于其化学组成成分及质量百分比为：0.18质量%的碳，16质量%的铬， 3.5质量%的镍，余为铁。

4.一种2Cr17Ni3不锈钢玻璃模具材料，其特征在于其化学组成成分及质量百分比为： 0.25质量%的碳，15质量%的铬，3质量%的镍，余为铁。