CN104230147B - 抗开裂镶硼镍合金的铜合金玻璃模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗开裂镶硼镍合金的铜合金玻璃模具，包括铜合金层和镶嵌于铜合金层的硼镍合金层，所述铜合金层包含以下重量百分比组分Al:8.5～10.5、Ni:14～16、Zn:7.5～9.5、Si:0.8～1.2、Fe:0.8～1.2、Mn:0.05～0.15，其余为Cu，所述硼镍合金层包含以下重量百分比组分B:2.2～2.5、C:0.1～0.2、Cr:0.5～1.0、Fe:0.2～0.5、S<0.003、Si:3.0～3.5、Al<0.5，其余为Ni。该铜合金玻璃模具在150万次使用后不出现硼镍合金层与铜合金层的开裂剥离现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜合金模具，特别是涉及一种抗开裂镶硼镍合金的铜合金玻璃模具。
背景技术
铜合金玻璃模具的整体性能优秀，由铜合金口模生产的玻璃瓶口部尺寸能得到有效的保障。但是随着技术的发展以及竞争的日趋激烈，制瓶企业希望玻璃模具能够具有更长使用寿命以降低生产成本，提升企业竞争力。
现有技术有采用喷镍合金的方式对铜合金口模的内腔进行进一步加工，但是由于生产工艺的限制，喷焊层容易出现喷焊气孔，且易脱落，造成模具本身生产效率较低且质量并不稳定。
申请人在进行研究后曾尝试采用浇铸镶嵌的方法来获得内腔镶硼镍合金的铜合金口模，相关的文献为公开号为CN102557392A的专利文献。其公开的内容为铜合金层包含百分比组分为Al:8.5～10.5、Ni:14～16、Zn:7.5～9.5、Si:0.8～1.2、Fe:0.8～1.2、Mn:0.08～0.15，其余为Cu，硼镍合金层包含百分比组分为B:0.5～1.5、C:0.1～0.25、Cr:4.0～6.0、Fe:1.0～2.5、S<0.003、Si:2.0～3.5、Al<0.5，其余为Ni。该方案能够获得质量稳定的硼镍合金层，直接浇铸的硼镍合金不容易出现气孔。然而经过长期使用后，硼镍合金层与铜合金层熔接处会发生开裂导致硼镍合金层的剥离，虽然设置了阶梯状圆柱已增强硼镍合金层与铜合金层的结合力，但是仍不能有效防止模具边缘处的硼镍合金层脱落失效。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种抗开裂镶硼镍合金的铜合金玻璃模具，解决硼镍合金层与铜合金层结合处开裂，导致硼镍合金层剥离的问题。
本发明的技术方案是这样的：一种抗开裂镶硼镍合金的铜合金玻璃模具，其包括铜合金层和镶嵌于铜合金层的硼镍合金层，所述铜合金层包含以下重量百分比组分Al:8.5～10.5、Ni:14～16、Zn:7.5～9.5、Si:0.8～1.2、Fe:0.8～1.2、Mn:0.05～0.15，其余为Cu，所述硼镍合金层包含以下重量百分比组分B:2.2～2.5、C:0.1～0.2、Cr:0.5～1.0、Fe:0.2～0.5、S<0.003、Si:3.0～3.5、Al<0.5，其余为Ni。
优选的，所述铜合金层包含以下重量百分比组分Al:10.5、Ni:16、Zn:8.5、Si:0.8、Fe:1.2、Mn:0.12，其余为Cu，所述硼镍合金层包含以下重量百分比组分B:2.3、C:0.10、Cr:0.88、Fe:0.3、S:0.003、Si:3.3、Al:0.1，其余为Ni。
在本发明的一个具体实施例中，所述硼镍合金层的外表面设有若干柱体，所述柱体的顶部截面面积大于柱体底部截面面积。
优选的，所述柱体数量为三个。
本发明技术方案研究了硼镍合金层的各组成元素百分比重量，选择了较现有技术更高的B含量，并降低了Cr元素含量，制得的镶硼镍合金的铜合金玻璃模具使用寿命从135万次提高到150万次不出现硼镍合金层与铜合金层的开裂剥离现象，保证了产品质量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1
步骤1、根据以下重量百分比的组分，生产出在外面具有三个纵截面为燕尾状的柱体的硼镍合金铸件：B:2.2、C:0.13、Cr:0.59、Fe:0.2、S:0.002、Si:3.0、Al:0.3，其余为Ni；
步骤2、熔炼以下重量百分比组分的铜合金：Al:8.5、Ni:14、Zn:9.5、Si:1.2、Fe:0.8、Mn:0.05，其余为Cu；
步骤3、硼镍合金层预先放置于电阻炉中预热后取出，并在与铜合金接触处涂上助熔剂，然后左右同时浇注步骤2获得的铜合金熔液；
步骤4、获得的镶有硼镍合金层的铜合金模具清砂后，进行去应力退火。
该铜合金模具在使用148万次后未出现硼镍合金层与铜合金层的开裂剥离。
实施例2
步骤1、根据以下重量百分比的组分，生产出在外面具有三个纵截面为燕尾状的柱体的硼镍合金铸件：B:2.5、C:0.2、Cr:1.0、Fe:0.5、S:0.003、Si:3.5、Al:0.5，其余为Ni；
步骤2、熔炼以下重量百分比组分的铜合金：Al:9.2、Ni:15、Zn:7.5、Si:1.0、Fe:1.0、Mn:0.09，其余为Cu；
步骤3、硼镍合金层预先放置于电阻炉中预热后取出，并在与铜合金接触处涂上助熔剂，然后左右同时浇注步骤2获得的铜合金熔液；
步骤4、获得的镶有硼镍合金层的铜合金模具清砂后，进行去应力退火。
该铜合金模具在使用145万次后未出现硼镍合金层与铜合金层的开裂剥离。
实施例3
步骤1、根据以下重量百分比的组分，生产出在外面具有三个纵截面为燕尾状的柱体的硼镍合金铸件：B:2.3、C:0.10、Cr:0.88、Fe:0.3、S:0.003、Si:3.3、Al:0.1，其余为Ni；
步骤2、熔炼以下重量百分比组分的铜合金：Al:10.5、Ni:16、Zn:8.5、Si:0.8、Fe:1.2、Mn:0.12，其余为Cu；
步骤3、硼镍合金层预先放置于电阻炉中预热后取出，并在与铜合金接触处涂上助熔剂，然后左右同时浇注步骤2获得的铜合金熔液；
步骤4、获得的镶有硼镍合金层的铜合金模具清砂后，进行去应力退火。
该铜合金模具在使用150万次后未出现硼镍合金层与铜合金层的开裂剥离。
实施例4
步骤1、根据以下重量百分比的组分，生产出在外面具有三个纵截面为燕尾状的柱体的硼镍合金铸件：B:2.4、C:0.17、Cr:0.5、Fe:0.35、S:0.002、Si:3.4、Al:0.3，其余为Ni；
步骤2、熔炼以下重量百分比组分的铜合金：Al:10.1、Ni:14.6、Zn:9.0、Si:1.0、Fe:0.9、Mn:0.15，其余为Cu；
步骤3、硼镍合金层预先放置于电阻炉中预热后取出，并在与铜合金接触处涂上助熔剂，然后左右同时浇注步骤2获得的铜合金熔液；
步骤4、获得的镶有硼镍合金层的铜合金模具清砂后，进行去应力退火。
该铜合金模具在使用145万次后未出现硼镍合金层与铜合金层的开裂剥离。
Claims (4)
1.一种抗开裂镶硼镍合金的铜合金玻璃模具，其特征在于，包括铜合金层和镶嵌于铜合金层的硼镍合金层，所述铜合金层包含以下重量百分比组分Al:8.5～10.5、Ni:14～16、Zn:7.5～9.5、Si:0.8～1.2、Fe:0.8～1.2、Mn:0.05～0.15，其余为Cu，所述硼镍合金层包含以下重量百分比组分B:2.2～2.5、C:0.1～0.2、Cr:0.5～1.0、Fe:0.2～0.5、S<0.003、Si:3.0～3.5、Al<0.5，其余为Ni。
2.一种抗开裂镶硼镍合金的铜合金玻璃模具，其特征在于，包括铜合金层和镶嵌于铜合金层的硼镍合金层，所述铜合金层包含以下重量百分比组分Al:10.5、Ni:16、Zn:8.5、Si:0.8、Fe:1.2、Mn:0.12，其余为Cu，所述硼镍合金层包含以下重量百分比组分B:2.3、C:0.10、Cr:0.88、Fe:0.3、S:0.003、Si:3.3、Al:0.1，其余为Ni。
3.根据权利要求1或2所述的抗开裂镶硼镍合金的铜合金玻璃模具，其特征在于，所述硼镍合金层的外表面设有若干柱体，所述柱体的顶部截面面积大于柱体底部截面面积。
4.根据权利要求3所述的抗开裂镶硼镍合金的铜合金玻璃模具，其特征在于，所述柱体数量为三个。
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