CN109468524A - 抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，如下步骤：按各组分质量百分比选取原料加入熔炼炉进行熔炼，各组分质量百分比为：碳3.7～3.8％，硅1.8～2.0％，锰0.3～0.36％，硫<0.05％，磷<0.05％，钛0.1～0.2％，铜0.5～0.7％，锡0.06～0.08％，钒0.2～0.25％，稀土元素0.025～0.035％，镁0.02～0.03％，其余为铁；向铁水中加入铁水总质量的0.6～0.7％的蠕化剂进行蠕化处理，选用75硅铁孕育剂进行包内孕育处理；在蠕化及孕育处理完成后以铁芯激冷方式将铁水浇注入砂型模内，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具进行退火处理。本发明得到的抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料与含有钼、钒元素的玻璃模具使用寿命相当。

Description

抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法
技术领域
本发明涉及一种铸铁玻璃模具材料的制造方法，特别是涉及一种抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法。
背景技术
蠕墨铸铁的石墨形态呈蠕虫状，其强度高于灰铸铁，并具有较好的铸造性能以及导热性能，因此是玻璃模具常用的铸铁材料。以往通常在蠕墨铸铁中增加钼、钒、钛元素来解决模具开裂问题。例如公开号为CN106367667A的中国专利“抗开裂稀土合金铸铁玻璃模具材料的制造方法”，公开了熔炼时在温度达到1470～1480℃时同时添加含钒原料及含钼原料，各组分质量百分比为：碳3.4～3.45％，硅2.7～2.8％，锰0.3～0.4％，硫<0.08％，磷<0.08％，钛0.1～0.2％，钒0.06～0.08％，钼0.25～0.35％，稀土元素0.025～0.035％，镁0.02～0.03％，其余为铁。该方案采用少量的钒和较高比例的钼元素使玻璃模具有较强的抗热开裂性能，结合稀土元素对硫磷危害的消减，玻璃模具使用寿命高。虽然钼、钒的使用量相对较少，但是钼、钒原料价格较高，对于控制模具生产成本不利，因此需要寻求其他更为经济的替代方案。
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热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法的制造方法，减少钼、钒元素的使用并获得与含有钼、钒元素的玻璃模具相当的使用寿命。
本发明的技术方案是这样的：一种抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其包括如下步骤：
步骤1、按各组分质量百分比选取原料加入熔炼炉进行熔炼，各组分质量百分比为：碳3.7～3.8％，硅1.8～2.0％，锰0.3～0.36％，硫<0.05％，磷<0.05％，钛0.1～0.2％，铜0.5～0.7％，锡0.06～0.08％，钒0.2～0.25％，稀土元素0.025～0.035％，镁0.02～0.03％，其余为铁；
步骤2、向铁水中加入铁水总质量的0.6～0.7％的蠕化剂进行蠕化处理，选用75硅铁孕育剂进行包内孕育处理；
步骤3、在蠕化及孕育处理完成后以铁芯激冷方式将铁水浇注入砂型模内，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具进行退火处理。
优选的，所述各组分质量百分比为：碳3.7～3.8％，硅1.95～2.0％，锰0.35～0.36％，硫<0.05％，磷<0.05％，钛0.16～0.2％，铜0.5～0.6％，锡0.06～0.08％，钒0.2～0.25％，稀土元素0.025～0.035％，镁0.02～0.03％，其余为铁。
优选的，所述蠕化及孕育处理的处理温度为1470～1480℃，浇注温度为1430～1445℃。
优选的，所述熔炼时温度为1520～1540℃。
优选的，所述退火温度为930～940℃，退火时间5～6小时。
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案的有益效果是：
通过钒、钛元素对珠光体起到细化稳定作用并结合锡元素在细化石墨同时进一步稳定珠光体，从而达到较高的耐磨性和强度，并减少开裂。另外又通过锡元素对石墨的细化，配合铜元素对石墨化的促进作用，使铸铁材料抗拉强度提升并具有良好的散热性能，减少了快速热复合变换引起的疲劳损伤，主要是减少起皮问题，不采用成本较高的钼原料得到了与含有钼、钒的蠕墨铸铁材料相当的使用寿命，减少了生产成本。
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
抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其包括如下步骤：
步骤1、按各组分质量百分比选取原料加入熔炼炉进行熔炼，各组分质量百分比为：碳3.7％，硅1.9％，锰0.32％，硫<0.05％，磷<0.05％，钛0.1％，铜0.65％，锡0.06％，钒0.25％，稀土元素0.03％，镁0.022％，其余为铁，熔炼时温度为1530℃；
步骤2、向铁水中加入铁水总质量的0.7％的蠕化剂进行蠕化处理，选用75硅铁孕育剂进行包内孕育处理；
步骤3、在蠕化及孕育处理完成后以铁芯激冷方式将铁水浇注入砂型模内，蠕化及孕育处理处理温度为1475℃，浇注温度为1435℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具进行退火处理，退火温度为930℃，退火时间5小时，使用寿命82万次。
实施例2
抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其包括如下步骤：
步骤1、按各组分质量百分比选取原料加入熔炼炉进行熔炼，各组分质量百分比为：碳3.8％，硅1.8％，锰0.3％，硫<0.05％，磷<0.05％，钛0.13％，铜0.7％，锡0.07％，钒0.22％，稀土元素0.025％，镁0.026％，其余为铁，熔炼时温度为1520℃；
步骤2、向铁水中加入铁水总质量的0.6％的蠕化剂进行蠕化处理，选用75硅铁孕育剂进行包内孕育处理；
步骤3、在蠕化及孕育处理完成后以铁芯激冷方式将铁水浇注入砂型模内，蠕化及孕育处理处理温度为1470℃，浇注温度为1445℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具进行退火处理，退火温度为935℃，退火时间5.5小时，使用寿命79万次。
实施例3
抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其包括如下步骤：
步骤1、按各组分质量百分比选取原料加入熔炼炉进行熔炼，各组分质量百分比为：碳3.75％，硅1.95％，锰0.36％，硫<0.05％，磷<0.05％，钛0.18％，铜0.5％，锡0.07％，钒0.2％，稀土元素0.032％，镁0.026％，其余为铁，熔炼时温度为1540℃；
步骤2、向铁水中加入铁水总质量的0.6％的蠕化剂进行蠕化处理，选用75硅铁孕育剂进行包内孕育处理；
步骤3、在蠕化及孕育处理完成后以铁芯激冷方式将铁水浇注入砂型模内，蠕化及孕育处理处理温度为1480℃，浇注温度为1435℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具进行退火处理，退火温度为930℃，退火时间6小时，使用寿命84万次。
实施例4
抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其包括如下步骤：
步骤1、按各组分质量百分比选取原料加入熔炼炉进行熔炼，各组分质量百分比为：碳3.7％，硅2.0％，锰0.35％，硫<0.05％，磷<0.05％，钛0.2％，铜0.55％，锡0.06％，钒0.2％，稀土元素0.035％，镁0.03％，其余为铁，熔炼时温度为1540℃；
步骤2、向铁水中加入铁水总质量的0.65％的蠕化剂进行蠕化处理，选用75硅铁孕育剂进行包内孕育处理；
步骤3、在蠕化及孕育处理完成后以铁芯激冷方式将铁水浇注入砂型模内，蠕化及孕育处理处理温度为1480℃，浇注温度为1445℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具进行退火处理，退火温度为940℃，退火时间6小时，使用寿命88万次。
实施例5
抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其包括如下步骤：
步骤1、按各组分质量百分比选取原料加入熔炼炉进行熔炼，各组分质量百分比为：碳3.8％，硅1.95％，锰0.35％，硫<0.05％，磷<0.05％，钛0.16％，铜0.6％，锡0.08％，钒0.22％，稀土元素0.025％，镁0.02％，其余为铁，熔炼时温度为1520℃；
步骤2、向铁水中加入铁水总质量的0.65％的蠕化剂进行蠕化处理，选用75硅铁孕育剂进行包内孕育处理；
步骤3、在蠕化及孕育处理完成后以铁芯激冷方式将铁水浇注入砂型模内，蠕化及孕育处理处理温度为1475℃，浇注温度为1440℃，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具进行退火处理，退火温度为935℃，退火时间5.5小时，使用寿命85万次。

Claims (5)

1.一种抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、按各组分质量百分比选取原料加入熔炼炉进行熔炼，各组分质量百分比为：碳3.7～3.8％，硅1.8～2.0％，锰0.3～0.36％，硫<0.05％，磷<0.05％，钛0.1～0.2％，铜0.5～0.7％，锡0.06～0.08％，钒0.2～0.25％，稀土元素0.025～0.035％，镁0.02～0.03％，其余为铁；
步骤2、向铁水中加入铁水总质量的0.6～0.7％的蠕化剂进行蠕化处理，选用75硅铁孕育剂进行包内孕育处理；
步骤3、在蠕化及孕育处理完成后以铁芯激冷方式将铁水浇注入砂型模内，浇注结束后从砂型模内取出玻璃模具进行退火处理。
2.根据权利要求1所述的抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其特征在于：所述各组分质量百分比为：碳3.7～3.8％，硅1.95～2.0％，锰0.35～0.36％，硫<0.05％，磷<0.05％，钛0.16～0.2％，铜0.5～0.6％，锡0.06～0.08％，钒0.2～0.25％，稀土元素0.025～0.035％，镁0.02～0.03％，其余为铁。
3.根据权利要求1所述的抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其特征在于：所述蠕化及孕育处理的处理温度为1470～1480℃，浇注温度为1430～1445℃。
4.根据权利要求1所述的抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其特征在于：所述熔炼时温度为1520～1540℃。
5.根据权利要求1所述的抗热疲劳铸铁玻璃器皿模具材料的制造方法，其特征在于：所述退火温度为930～940℃，退火时间5～6小时。
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