稀土铜合金轻量化玻璃模具及其制备方法技术

一种稀土铜合金轻量化玻璃模具及其制备方法，属于玻璃模具材料。将称量好的镍、硅、铬和

【技术实现步骤摘要】
稀土铜合金轻量化玻璃模具及其制备方法
本专利技术属于玻璃模具材料
，具体涉及一种稀土铜合金轻量化玻璃模具，并且还涉及其制备方法。
技术介绍
上面提及的轻量化玻璃模具实质上是指用于加工轻量化玻璃制品(即容器)的玻璃模具。随着轻量化玻璃制品技术的不断成熟与发展，制瓶机的机速越来越高，从而对玻璃模具的抗热疲劳性和耐磨性等要求日益严苛。高端玻璃制品生产厂商在制造高端轻量化玻璃制品时更倾向于选择铜合金作为玻璃模具材料。铜合金虽然具有散热性好而得以适合高机速要求并且硬度较高，但是由于铜合金属于有色金属范畴，冶炼难度大。尤其是玻璃模具在服役过程中所处的工况较为残酷，具体地讲，由于其在500-1100℃的温度范围内频繁地急速转换，因而在铜合金玻璃模具的材料选择以及在制备过程中如果不能对工艺条件严格控制，则都会影响其使用寿命。考量铜合金轻量化玻璃模具使用寿命的要素主要为：高导热性、高抗拉强度、良好的硬度、良好的抗氧化性和耐腐蚀性。在公开的中外专利文献中可见诸关于铜合金玻璃模具及其制备方法的技术信息，如日本专利JP特开平10-219373A推荐有“一种铜合金模具”，化学元素组成及其质量％比为：6-20％的镍、9-18％的铝、8％以下的锌、6％以下的铁和6％以下的锰，余为铜和不可避免的杂质(具体可参见该专利的说明书第9段)。又如CN106566946A介绍有“稀土铜合金玻璃模具及其制备方法”，化学元素组成及其质量％比为：9-12％的镍、7-10％的铝、8-12％的锌、＜0.5％的铁和0.01-0.5％的稀土，余为铜。由于并非限于上面例举的专利文献公开的方案并不能将前述轻量化玻璃模具期望的高导热性、高抗热疲劳性、高耐磨性、良好的抗氧化性和耐腐蚀性能全面兼得，因而有必要继以探索，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现思路
本专利技术的首要任务在于提供一种具有优异的高导热性、高抗拉强度、良好的硬度、优异的抗氧化以及耐腐蚀性能的稀土铜合金轻量化玻璃模具。本专利技术的另一任务在于提供一种稀土铜合金轻量化玻璃模具的制备方法，该方法有助于借助稀土的脱氧及脱硫作用而得以使铜合金成分纯净化，有利于保障稀土铜合金轻量化玻璃模具的所述技术效果得以全面体现。本专利技术的首要任务是这样来完成的，一种稀土铜合金轻量化玻璃模具，其化学元素及其质量％比为：4.0-9.5％的镍，0.5-3.5％的硅，0.5-3.5％的铬，0.01-0.5％的稀土，其余为铜。在本专利技术的一个具体的实施例中，一种稀土铜合金轻量化玻璃模具，其化学元素及其质量％比为：6.5％的镍，2％的硅，0.5％的铬，0.5％的稀土，其余为铜。在本专利技术的另一个具体的实施例中，一种稀土铜合金轻量化玻璃模具，其化学元素及其质量％比为：4.0％的镍，3.5％的硅，2.0％的铬，0.01％的稀土，其余为铜。在本专利技术的又一个具体的实施例中，一种稀土铜合金轻量化玻璃模具，其化学元素及其质量％比为：9.5％的镍，0.5％的硅，3.5％的铬，0.25％的稀土，其余为铜。在本专利技术的再一个具体的实施例中，所述的镍为牌号为Ni9996的电解镍，所述的硅为牌号为Si-1的工业硅，所述的铜为1#电解铜。在本专利技术的还有一个具体的实施例中，所述的稀土为牌号为195032的稀土硅铁合金，该稀土硅铁合金的化学元素及其质量％比为：30-33％的RE，大于46％的Ce/RE，小于40％的Si，小于2％的Mn，小于4％的Ca和小于1％的Ti，其余为Fe。本专利技术的另一任务是这样来完成的，一种稀土铜合金轻量化玻璃模具的制备方法，包括以下步骤：A)熔炼，依据稀土铜合金轻量化玻璃模具材料中各化学元素的质量％比将称量好的镍、硅、铬和的铜以及稀土投入熔炼炉中，熔化后待升温至1400-1550℃，停炉并将剩余的铜加入，待熔化后加除渣剂进行覆盖，升温至1250-1350℃，扒渣，并同时采用光谱分析调整熔液的化学元素的质量％含量为：4.0-9.5％的镍，0.5-3.5％的硅，0.5-3.5％的铬，0.01-0.5％的稀土，其余为铜，得到待浇注的稀土铜合金轻量化玻璃模具熔液；B)浇注成型，将由步骤A)得到的待浇注的稀土铜合金轻量化玻璃模具熔液浇注到放置有冷铁芯的成型砂壁中，浇注完成后撤去冷铁芯，得到待固溶处理的稀土铜合金轻量化玻璃模具；C)固溶处理，将由步骤B)得到的待固溶处理的稀土铜合金轻量化玻璃模具引入固溶处理炉进行固溶处理，并且控制固溶处理的温度和控制固溶处理的时间，出炉水冷，得到待时效处理的稀土铜合金轻量化玻璃模具；D)时效处理，将由步骤C)得到的待时效处理的稀土铜合金轻量化玻璃模具投入炉内进行时效处理，并且控制时效处理的温度和控制时效处理的时间，出炉水冷，得到稀土铜合金轻量化玻璃模具。在本专利技术的更而一个具体的实施例中，步骤C)中所述的控制固溶处理的温度是将固溶处理的温度控制为750-850℃，所述的控制固溶处理的时间是将固溶处理的时间控制为120-180min。在本专利技术的进而一个具体的实施例中，步骤D)中所述的控制时效处理的温度是将时效处理的温度控制为200-350℃，所述的控制时效处理的时间是将时效处理的时间控制为120-180min。在本专利技术的又更而一个具体的实施例中，步骤D)中所述稀土铜合金轻量化玻璃模具的硬度为280-300HBW。本专利技术提供的技术方案具有如下技术效果：导热率λ(W/m*K)为187至201，抗拉强度Rm(MPa)为890-920，断裂伸长率A(％)为5-8，冲击功Ak(J)为7-10，硬度(HBW)为280-300；由于配方中的镍元素作为一种与基体铜可以无限互溶的元素，形成连续固溶体，因而可以改善抗氧化耐腐蚀性能，且利于提高强度而不降低伸长率及韧性；提供的制备方法能使铜合金成分纯净化，保障稀土铜合金轻量化玻璃模具的所述技术效果得以全面体现。具体实施方式实施例1：A)熔炼，依据稀土铜合金轻量化玻璃模具材料中各化学元素的质量％比将称量好的牌号为Ni9996的电解镍、牌号为Si-1的工业硅、铬(块状体的铬)和的1#电解铜以及稀土投入熔炼炉中，熔化后待升温至1550℃，停炉并将剩余的1#电解铜即余下的的1#电解铜加入炉内并待熔化后加除渣剂进行覆盖，升温至1250℃，扒渣，并同时采用光谱分析调整熔液的化学元素的质量％含量为：6.5％的镍，2％的硅，0.5％的铬和0.5％的稀土，其余为铜，得到待浇注的稀土铜合金轻量化玻璃模具熔液，本步骤中所述的稀土牌号为195032的稀土硅铁合金，该稀土硅铁合金的化学元素及其质量％比为：31.5％的RE、46％的Ce/RE、10％的Si、2％的Mn、3.5％的Ca和1％的Ti，余为铁；B)浇注成型，将由步骤A)得到的待浇注的稀土铜合金轻量化玻璃模具熔液浇注到放置有冷铁芯的成型砂壁中，浇注完成后撤去冷铁芯，得到待固溶处理的稀土铜合金轻量化玻璃模具；C)固溶处理，将由步骤B)得到的待固溶处理的稀土铜合金轻量化玻璃模具引入固溶处理炉进行固溶处理，并且控制固溶处理的温度为750℃，控制固溶处理的时间为180min，出炉水冷，得到待时效处理的稀土铜合金轻量化玻璃模具；D)时效处理，将由步骤C)得到的待时效处理的稀土铜合金轻量化玻璃模具投入炉内进行时效处理，并且控制时效处理的温度为200℃以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土铜合金轻量化玻璃模具，其特征在于其化学元素及其质量％比为：4.0‑9.5％的镍，0.5‑3.5％的硅，0.5‑3.5％的铬，0.01‑0.5％的稀土，其余为铜。

【技术特征摘要】
1.一种稀土铜合金轻量化玻璃模具，其特征在于其化学元素及其质量％比为：4.0-9.5％的镍，0.5-3.5％的硅，0.5-3.5％的铬，0.01-0.5％的稀土，其余为铜。2.一种稀土铜合金轻量化玻璃模具，其特征在于其化学元素及其质量％比为：6.5％的镍，2％的硅，0.5％的铬，0.5％的稀土，其余为铜。3.一种稀土铜合金轻量化玻璃模具，其特征在于其化学元素及其质量％比为：4.0％的镍，3.5％的硅，2.0％的铬，0.01％的稀土，其余为铜。4.一种稀土铜合金轻量化玻璃模具，其特征在于其化学元素及其质量％比为：9.5％的镍，0.5％的硅，3.5％的铬，0.25％的稀土，其余为铜。5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的稀土铜合金轻量化玻璃模具，其特征在于所述的镍为牌号为Ni9996的电解镍，所述的硅为牌号为Si-1的工业硅，所述的铜为1#电解铜。6.根据权利要求1至4任一权利要求所述的稀土铜合金轻量化玻璃模具，其特征在于所述的稀土为牌号为195032的稀土硅铁合金，该稀土硅铁合金的化学元素及其质量％比为：30-33％的RE，大于46％的Ce/RE，小于40％的Si，小于2％的Mn，小于4％的Ca和小于1％的Ti，其余为Fe。7.一种如权利要求1所述的稀土铜合金轻量化玻璃模具的制备方法，其特征在于包括以下步骤：A)熔炼，依据稀土铜合金轻量化玻璃模具材料中各化学元素的质量％比将称量好的镍、硅、铬和的铜以及稀土投入熔炼炉中，熔化后待升温至1400-1550℃，停炉并将剩余的铜加入，待熔化后加除渣剂进行覆盖，升温...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建华，苏秋君，马伟刚，王锦锋，计水明，夏建新，
申请(专利权)人：常熟建华模具科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32