RU2815257C1 - Пуансон для производства стеклянных изделий - Google Patents
Пуансон для производства стеклянных изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815257C1 RU2815257C1 RU2023119419A RU2023119419A RU2815257C1 RU 2815257 C1 RU2815257 C1 RU 2815257C1 RU 2023119419 A RU2023119419 A RU 2023119419A RU 2023119419 A RU2023119419 A RU 2023119419A RU 2815257 C1 RU2815257 C1 RU 2815257C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- punch
- glass
- copper
- production
- alloy
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 40
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 40
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 24
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 10
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 abstract description 9
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 2
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления формовой оснастки, а именно пуансона для производства стеклоизделий. Пуансон для производства стеклянной тары, выполненный из медно-никелевого сплава, содержащего, мас.%: медь 53,0-57,5, никель 24,0-25,0, цинк 7,0-8,0, алюминий 6,5-7,5, кремний 1,5-2,0, марганец 1,2-1,5, железо 1,0-1,5, хром 1,0-1,5, олово ≤0,1, свинец ≤0,1, сурьму ≤0,1. Пуансон имеет твёрдость 24-29 HRC, теплопроводность в диапазоне 500-600°С λ=60–65 Вт/(м·К) и эксплуатационный ресурс работы при температурах до 600°С до 500000 циклов формовки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 3 пр.
Description
Область применения
Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для изготовления формовой оснастки, а именно пуансона для производства стеклоизделий.
Уровень техники
Процесс изготовления стеклотары методом пресс-выдува состоит в том, что в черновую форму, установленную горловой частью вниз, подается капля стекломассы. Горловую часть формы в этот момент замыкают горловые формы и формующий элемент - металлический пуансон. Капля стекломассы запрессовывается пуансоном во всю полость закрытой черновой и горловой формы. Таким образом формируется черновая пулька и горловая часть будущего изделия. После формирования пульки черновая форма открывается и пулька, которую поддерживают закрытые горловые кольца, повернувшись на 180° (из положения горлом вниз в положение горлом вверх), подается в открытую чистовую форму, где производится выдувание изделия (см. https://rcycle.net/steklo/biznes/proizvodstvo-butylok . Опубликовано: 09.04.2018).
Пуансон практически непрерывно приходится охлаждать не только с его внутренней стороны, но и с наружной, формообразующей стороны. В последнем случае используются различные методы охлаждения: путем опрыскивания воздушно-масляной пульпой, путем смазывания каучуком или графитовой смазкой и другие. Эти методы просты, но имеют существенные недостатки, связанные, в первую очередь, с локальным переохлаждением пуансона и, как следствие, появлением на изделиях микротрещин.
Резкие циклические изменения температур на пуансоне снижают также его ресурс работы. Кроме того, использование различных смазочных материалов и эмульсий для охлаждения вызывает отложение на его рабочей поверхности продуктов разложения смазочных материалов и, как следствие, появление отпечатков на изделиях.
Из уровня техники известны формы для производства стеклянных изделий из аустенитного чугуна нирезист.
Известны форма для производства стеклянных изделий и способ ее изготовления (RU 2288195, C22C 37/04, 20.06.2004 г.) [1], форма выполнена из аустенитного чугуна нирезист.
Способ изготовления заключается в расплаве шихты, выплавке, литье формы при этом в процессе отливки проводится избирательное управление теплопроводностью формы путем изменения содержания магния, серы и титана.
Однако форма, изготовленная из такого материала и таким способом, обладает низкой теплопроводностью, низкой износостойкостью. Сложность изготовления и трудности при механической обработке не позволяют формам из нирезиста найти широкое применение.
Для производства качественных стеклянных изделий различной высоты форма должна отвечать следующим требованиям: высокая теплопроводность, высокая износостойкость, устойчивость к растрескиванию при воздействии теплового цикла, экономичность, высокие механические свойства.
Для решения этой задачи чугунная форма для изготовления стеклянных изделий по патенту 2516157(заявка №2011142967; МПКC22C 37/10, C03B 9/48, опубликовано 20.05.2014) [2] выполнена из чугуна, содержащего, мас.%: углерод 3,2-3,6, кремний 1,8-2,3, марганец 0,5-0,7, хром 0,00-0,25, никель 0,6-0,9, молибден 0,3-0,5, титан 0,00-0,1, медь 0,1-0,2, серу 0,00-0,1, фосфор 0,00-0,1, железо - остальное. При этом чугун имеет структуру, состоящую минимум из 95% феррита и не более 5% перлита, а свободный графит имеет пластинчатую форму, причем на внешней стороне чугунной формы графит имеет крупнозернистую структуру, а на внутренней - мелкозернистую.
Способ изготовления чугунной формы для производства стеклянных изделий по патенту 2516157 состоит в плавке чугуна и литья формы. Сущность изобретения состоит в том, что плавят чугун, содержащий, мас.%: углерод 3,2-3,6, кремний 1,8-2,3, марганец 0,5-0,7, хром 0-0,25, никель 0,6-0,9, молибден 0,3-0,5, титан 0-0,1, медь 0,1-0,2, серу 0-0,1, фосфор 0-0,1, железо - остальное, а литье осуществляют на металлический охладитель, после чего отливки подвергают высокотемпературному отжигу. Технический результат достигается за счет экспериментально подобранного качественного и количественного состава сплава.
Свойства, необходимые конструктивным элементам для стекольного производства, которые контактируют с каплей стекломассы в процессах формования стеклоизделий, включают в себя: достаточную степень неприлипания к стекломассе, отсутствие нежелательных отверстий (например, точечных проколов) на их поверхностях, высокую износостойкость и более длительный срок службы. Однако до настоящего времени известные конструктивные элементы из чугуна и стали для стекольного производства не удовлетворяют в достаточной мере этим требованиям к свойствам.
Известен никелевый самофлюсующийся сплав, конструктивный элемент для стекольного производства, в котором используется никелевый самофлюсующийся сплав, а также форма и конструктивный элемент для транспортировки капли стекла, в каждом из которых используется конструктивный элемент для стекольного производства (заявка №2021138130; МПК C22C 19/03, C22C 1/05, C22C32/00, C03B 7/14 , C03B 9/30, C03B 9/48; Патентообладатели: ТОЙО СЕЙКАН ГРУП ХОЛДИНГЗ, ЛТД. (JP),ТОЙО ГЛАСС КО., ЛТД. (JP); опубликовано 16.11.2022) [3]. Никелевый самофлюсующийся сплав, используемый в конструктивном элементе для стекольного производства для транспортировки или формования стекла с вязкостью logη от 3 до 14,6, содержит, мас.%: бор (B) от 0 до 1,5, твердые частицы в виде по меньшей мере одного из: карбида, нитрида, оксида и кермета - до 50, кремний (Si) до 10. Также заявлен конструктивный элемент для стекольного производства, имеющий контактную часть, предназначенную для контакта со стекломассой в стеклоформующем процессе. При этом контактная часть может быть изготовлена из упомянутого никелевого самофлюсующегося сплава. Или на контактную часть может быть нанесен термораспылением никелевый самофлюсующийся сплав. Также форма для формования стеклянной бутылки может быть изготовлена с использованием упомянутых вариантов конструктивного элемента для стекольного производства. Сплав уменьшает трение между элементом для стекольного производства и стекломассой, уменьшая тем самым потребность в нанесении смазки и снижая к минимуму дефекты в готовых изделиях.
Для производства качественных стеклянных изделий все элементы формовой оснастки должны отвечать следующим требованиям: высокая теплопроводность, высокая износостойкость, устойчивость к растрескиванию при воздействии теплового цикла, экономичность, высокие механические свойства.
Технический результат
Перед авторами заявляемого изобретения стояла задача разработки материала пуансона-черновой формы для изготовления стеклянной тары, отвечающего вышеперечисленным требованиям, а именно: высокая износостойкость и более длительный срок службы, высокая теплопроводность, устойчивость к растрескиванию при воздействии теплового цикла, высокие механические свойства.
При производстве стеклотары на высокоскоростных стеклоформующих машинах теплопроводность выходит на первый план, так как значительная часть тепла должна быть отведена через материал стеклоформ.
Требуемая теплопроводность может быть достигнута за счет применения в материале стеклоформ меди. Техническая медь обладает высокими значениями теплопроводности, электропроводности, коррозионной стойкости, что обусловило ее широкое применение в промышленности. Медь применяется в основном в виде сплавов конструкционного назначения, упрочненных легирующими добавками.
Медные сплавы имеют очень высокую электро- и теплопроводность по сравнению с обычными железными, никелевыми и титановыми сплавами с высокими прочностными характеристиками. Обычные медные сплавы, как правило, являются очень мягкими по сравнению с этими сплавами и, следовательно, редко используются в ответственных применениях. Однако медно-никелевые сплавы сочетают в себе высокую твердость и теплопроводность как в упрочненном литом, так и в обработанном давлением состояниях.
Никель вводят в сплав в качестве основного легирующего компонента. Он значительно повышает твердость, коррозионную стойкость материалов и жаропрочность.
Медь и никель полностью растворяются друг в друге, благодаря чему они формируют замкнутый ряд твердых растворов без областей несмешиваемости, в результате чего сплав является полностью гомогенным в своей массе. У сплава усиливается устойчивость к действию кислот и щелочей; увеличивается жаропрочность; вырабатывается стойкость к коррозии; повышается упругость и прочность; понижается коэффициент теплового расширения.
Раскрытие изобретения
Для решения поставленной задачи пуансон для производства стеклянной тары выполнен из медно-никелевого сплава, содержащего, мас.%:
медь Cu 53,0-57,5; никель Ni 24,0-25,0; цинк Zn 7,0-8,0; алюминий Al 6,5-7,5; кремний Si 1,5-2,0; марганец Mn 1,2-1,5; железо Fe 1,0-1,5; хром Cr 1,0-1,5; олово Sn≤0,1; свинец Pb≤0,1; сурьма Sb≤0,1.
При этом пуансон выполнен из сплава с твёрдостью 24 - 29 HRC, теплопроводностью в диапазоне 500-600°С λ= 60 - 65 вт/мК, эксплуатационным ресурсом около 500000 циклов формовки.
При этом пуансон получен способом, включающим: приготовление расплавленной смеси меди, никеля и упомянутых компонентов; литье указанной расплавленной смеси с образованием отливки; придание формы отливке с получением пуансона.
При этом отливки пуансона выполнены с термической обработкой - отжигом для уменьшения внутренних напряжений, с последующей токарной механической обработкой.
На фиг. 1 приведен пример формы пуансона для изготовления стеклянных бутылок.
Данный пример не является исчерпывающим, он приведен лишь для понимания сущности изобретения.
Осуществление изобретения
В сплаве, из которого выполнен пуансон, содержащем, мас.%:
медь (Cu) 53,0-57,5; никель (Ni) 24,0-25,0; цинк (Zn) 7,0-8,0; алюминий (Al) 6,5-7,5; кремний (Si) 1,5-2,0; марганец (Mn) 1,2-1,5; железо (Fe) 1,0-1,5; хром (Cr) 1,0-1,5; олово (Sn)≤0,1; свинец (Pb)≤0,1; сурьма (Sb)≤0,1, основными компонентами являются медь и никель. Легирующие элементы обеспечивают прочностные и иные свойства сплава. Вышеперечисленные требования, а именно: высокая износостойкость и более длительный срок службы, высокая теплопроводность, устойчивость к растрескиванию при воздействии теплового цикла, высокие механические свойства, достигаются за счет комплексного влияния компонентов, входящих в его состав. Технический результат достигается за счет экспериментально подобранного качественного и количественного состава сплава для производства пуансона.
Авторами обнаружено, что при сплавлении в пропорции Cu 53,0-57,5; Ni 24,0-25,0 у сплава увеличивается жаропрочность; вырабатывается стойкость к коррозии; повышается упругость и твёрдость.
Хром и марганец, в указанных количествах незначительно снижают теплопроводность сплава, но увеличивают износостойкость сплава при высоких температурах.
Железо в указанном диапазоне измельчает микроструктуру сплава;
Алюминий в указанном диапазоне увеличивает прочность сплава, без потери пластичности.
Кремний и цинк улучшают литейные свойства сплава, снижают усадку и улучшают жидкотекучесть.
Для успешной эксплуатации стеклоформ, кроме теплопроводности, важное значение имеет сопротивление растрескиванию и износостойкость.
Повышение сопротивления растрескиванию обеспечено за счет повышенной теплопроводности сплава, что приводит к меньшей разности температур внутри материала и, следовательно, к снижению пиков напряжения.
Олово, свинец и сурьма являются сопутствующими элементами - примесями в составе шихтовых материалов и в указанных количествах не оказывают существенного влияния на свойства сплава.
В таблице 1 приведены примеры составов заявляемого сплава. Сумма индивидуальных компонентов составляет 100% по массе.
Таблица 1
Примеры предпочтительного выполнения
Пример 1. Сплав, из которого выполнен пуансон, ° содержит, мас.%:
медь 53,0; никель25.0; цинк8,0; алюминий 7,5; кремний 2,0; марганец 1,5; железо 1,5; хром 1,5 Твердость 29 HRC. Теплопроводность в диапазоне 500-600°С, 60вт/мК.
Пример 2. Сплав, из которого выполнен пуансон, ° содержит, мас.%:
медь 55,3; никель24,5; цинк 7,5; алюминий 7,0; кремний 1,8; марганец 1,3; железо 1,0; хром 1,0; олово 0,03; свинец 0,03; сурьма 0,04.Твердость 27 HRC. Теплопроводность в диапазоне 500-600°С, 63 вт/мК.
Пример 3. Сплав, из которого выполнен пуансон, ° содержит, мас.%:
медь 57,5; никель 24,0; цинк 7,0; алюминий 6,5; кремний 1,5; марганец 1,2; железо 1,0; хром 1,0; олово 0,1; свинец 0,1; сурьма 0,1. Твердость 29 HRC. Теплопроводность в диапазоне 500-600°С, 65 вт/мК.
Способ изготовления пуансона для производства стеклянных изделий состоит в плавке медно-никелевого сплава и литья пуансона.
Сплав плавят в индукционной плавильной печи под слоем покровного флюса-прокаленного древесного угля или криолита. Металлическая шихта загружается в тигель, и, поглощая электромагнитную энергию, плавится. Процесс плавки начинается с меди, никеля и хрома. Перед загрузкой цинка проводится раскисление расплава фосфористой медью. Перед введением алюминия в расплав вводят марганец и кремний. Затем алюминий. После окончательного расплавления шихты производят раскисление фосфористой медью. Затем с поверхности расплава убирают весь шлак и добавляют еще древесного угля. Нагревают раскаленную массу до температуры около 1350°С. После расплавления шихты берётся проба для анализа. При необходимости производится дошихтовка до заданного химического состава. Полученный сплав разливают по формам заготовок пуансонов.
Полученные методом литья отливки пуансонов подвергаются термической обработке (отжигу) для уменьшения внутренних напряжений, затем передаются на токарную механическую обработку.
Таким образом, материал пуансона для изготовления стеклянных изделий имеет следующий состав, масс.%: медь Cu 53,0-57,5; никель Ni 24,0-25,0; цинк Zn 7,0-8,0; алюминий Al 6,5-7,5; кремний Si 1,5-2,0; марганец Mn 1,2-1,5; железо Fe 1,0-1,5; хром Cr 1,0-1,5; олово Sn≤0,1; свинец Pb≤0,1; сурьма Sb≤0,1.
Использование указанного состава в качестве материала для изготовления пуансонов позволяет получить качественные стеклянные изделия- стеклотару различных высоты, объема и формы. Кроме того, предложенный способ изготовления пуансона, состав материала обеспечивает увеличение срока службы - до 500°000 циклов формовки пуансонов, работающих при повышенных (до 600°С) температурах и к которым предъявляются высокие требования по теплопроводности и износостойкости.
Полученный сплав имеет твёрдость 24 - 29 HRC.
Теплопроводность в диапазоне 500-600°С λ= 60 - 65 вт/мК.
Промышленная применимость
Пуансон, выполненный из сплава заявляемого состава может найти широкое применение в стекольной промышленности.
Заявляемый состав медно-никелевого сплава для изготовления пуансона имеет ряд преимуществ перед вышеупомянутыми материалами.
1. Эксплуатационный ресурс стального либо чугунного пуансона составляет порядка 300 000 циклов формовки, медно-никелевый пуансон - 500 000.
2. Благодаря более высокой теплопроводности заявляемого пуансона снижаются энергозатраты на его охлаждение во время работы, получаемая экономия порядка 90 кВт в час.
3. При изготовлении заявляемого пуансона отсутствует необходимость нанесения упрочняющего слоя (наплавки), что упрощает и снижает себестоимость механической обработки.
4. Рециклинг материала для повторного изготовления пуансонов происходит без потери каких-либо механических и теплофизических свойств материала.
Источники информации
1. Патент РФ № 2288195 Форма для производства стеклянных изделий и способ ее изготовления (заявка 2002115710; МПК C03B 9/48, C22C 37/04, Патентообладатель Оуэнс-Броквэй Гласс Контейнер Инк.(US). Опубликовано 20.06.2004 г.).
2. Патент РФ № 2516157 Форма для изготовления стеклянных изделий и способ ее получения (заявка № 2011142967; МПК C22C 37/10, C03B 9/48, опубликовано 20.05.2014).
3. Патент РФ № 2783715 Никелевый самофлюсующийся сплав, конструктивный элемент для стекольного производства, в котором используется никелевый самофлюсующийся сплав, а также форма и конструктивный элемент для транспортировки капли стекла, в каждом из которых используется конструктивный элемент для стекольного производства (заявка №2021138130; МПК C22C 19/03, C22C 1/05, C22C32/00, C03B 7/14 , C03B 9/30, C03B 9/48; Патентообладатели: ТОЙО СЕЙКАН ГРУП ХОЛДИНГЗ, ЛТД. (JP),ТОЙО ГЛАСС КО., ЛТД. (JP); опубликовано 16.11.2022).
Claims (3)
1. Пуансон для производства стеклянной тары, выполненный из медно-никелевого сплава, содержащего, мас.%: медь (Cu) 53,0-57,5, никель (Ni) 24,0-25,0, цинк (Zn) 7,0-8,0, алюминий (Al) 6,5-7,5, кремний (Si) 1,5-2,0, марганец (Mn) 1,2-1,5, железо (Fe) 1,0-1,5, хром (Cr) 1,0-1,5, олово (Sn) ≤0,1, свинец (Pb)≤0,1, сурьму (Sb)≤0,1.
2. Пуансон по п.1, отличающийся тем, что он имеет твёрдость 24-29 HRC, теплопроводность в диапазоне 500-600°С λ=60–65 Вт/(м⋅К) и эксплуатационный ресурс работы при температурах до 600°С до 500000 циклов формовки.
3. Пуансон по п.1, отличающийся тем, что он получен способом, включающим получение расплава сплава, разливку полученного расплава в формы с получением заготовки пуансона, термическую обработку путем отжига для снятия напряжений и механическую обработку заготовки с получением пуансона.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815257C1 true RU2815257C1 (ru) | 2024-03-12 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103924120A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-16 | 常熟市红洲模具有限公司 | 一种高铁耐磨铜合金玻璃模具材料 |
| RU2556260C2 (ru) * | 2013-06-10 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") | Форма для производства стеклянной тары и способ ее изготовления |
| CN109628798A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-04-16 | 苏州东方模具科技股份有限公司 | 玻璃模具双金属口模及其制备方法 |
| EP3859021A1 (en) * | 2020-01-30 | 2021-08-04 | Metal Sil-Car snc di S. Faletti & C. | Metal alloy and relative lost-wax casting process |
| RU2783715C1 (ru) * | 2019-05-23 | 2022-11-16 | Тойо Сейкан Груп Холдингз, Лтд. | Никелевый самофлюсующийся сплав, конструктивный элемент для стекольного производства, в котором используется никелевый самофлюсующийся сплав, а также форма и конструктивный элемент для транспортировки капли стекла, в каждом из которых используется конструктивный элемент для стекольного производства |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556260C2 (ru) * | 2013-06-10 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") | Форма для производства стеклянной тары и способ ее изготовления |
| CN103924120A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-16 | 常熟市红洲模具有限公司 | 一种高铁耐磨铜合金玻璃模具材料 |
| CN109628798A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-04-16 | 苏州东方模具科技股份有限公司 | 玻璃模具双金属口模及其制备方法 |
| RU2783715C1 (ru) * | 2019-05-23 | 2022-11-16 | Тойо Сейкан Груп Холдингз, Лтд. | Никелевый самофлюсующийся сплав, конструктивный элемент для стекольного производства, в котором используется никелевый самофлюсующийся сплав, а также форма и конструктивный элемент для транспортировки капли стекла, в каждом из которых используется конструктивный элемент для стекольного производства |
| EP3859021A1 (en) * | 2020-01-30 | 2021-08-04 | Metal Sil-Car snc di S. Faletti & C. | Metal alloy and relative lost-wax casting process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101503773B (zh) | 一种耐热低膨胀高硅铝合金及其制备方法 | |
| CN102851575B (zh) | 抗氧化性合金化灰口铸铁及其制备方法 | |
| CN102851574B (zh) | 一种耐热合金蠕墨铸铁及其制备方法 | |
| WO2002095081A1 (en) | High temperature oxidation resistant ductile iron | |
| CN109957686B (zh) | 一种汽缸套用铝硅合金及制备工艺 | |
| CN109280743A (zh) | 一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法 | |
| CN102400032A (zh) | 一种大断面球墨铸铁 | |
| RU2815257C1 (ru) | Пуансон для производства стеклянных изделий | |
| CN110396625A (zh) | 一种耐磨耐热铝合金的制备方法 | |
| Saidmakhamadov et al. | Improvement of the technology of casting shaft components from 35xgcl brand steel in an electric arc furnace | |
| CN1005257B (zh) | 玻璃模具材料及其生产工艺 | |
| CN117551919A (zh) | 一种高强韧环保铝合金及其制备工艺 | |
| CN109338155B (zh) | 稀土铜合金轻量化玻璃模具及其制备方法 | |
| CN106119631B (zh) | 汽车零部件外壳体压铸模具材料及其加工方法 | |
| CN104164608A (zh) | 一种用于铝活塞耐磨镶圈的铸铁材料 | |
| CN106702221A (zh) | 一种用于车身制造的质轻抗裂铝合金的加工工艺 | |
| CN105950929A (zh) | 过共晶Al-Si合金与镁合金复合发动机缸体及其铸造方法 | |
| CN110195194A (zh) | 一种热作模具钢的制备方法 | |
| CN104480375A (zh) | 高耐热疲劳性能的铬钼蠕墨铸铁不裂刹车鼓及其生产工艺 | |
| US6689312B2 (en) | Alloy composition and improvements in mold components used in the production of glass containers | |
| JP2007327083A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 | |
| CN103540852B (zh) | 一种航空油精炼设备用齿辊及制备工艺 | |
| CN113403443A (zh) | 一种高强度灰铸铁多元低合金化处理方法 | |
| US1190652A (en) | Articles subjected to high external temperatures. | |
| CN110079727A (zh) | 一种耐热中铬蠕墨铸铁玻璃模具材料及其制备方法 |