高导热性能玻璃模具及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高导热性能玻璃模具，材质为灰铸铁，由以下质量百分数的化学成分组成：C：3.50

【技术实现步骤摘要】
高导热性能玻璃模具及其制备方法


[0001]本专利技术属于玻璃模具制备
，涉及一种高导热性能玻璃模具及其制备方法。

技术介绍

[0002]玻璃瓶容器是人们日常生活中常用的容器之一，其价廉、环保、重复利用的特点而广泛受到人们的喜爱，而玻璃模具是玻璃容器成型的重要装备。我国人口数量众多，是生活用品消费的大国，而玻璃容器是重要的载物，因此，如何制作价廉物美的玻璃容器是需要模具厂商拭待攻克的难题。
[0003]制造玻璃模具的材料通常有铸铁、铜合金、不锈钢、镍合金等，模具厂商在制造镍基合金、铜合金玻璃模具的过程中需要消耗大量的钼、镍、铜等贵重金属，来增强玻璃模具的综合力学性能，如导热性能、抗氧化性能、耐腐蚀性能等各种物理性能，这些金属材料不仅价格昂贵且生产工艺过程复杂程度且难度较大，铜合金铸造过程容易吸气氧化，其合金产品的良品率低；镍合金成本昂贵，生产周期较长，因此降低生产成本是玻璃模具制备过程中不容忽视的重要因素。
[0004]而铸铁材料成本较低，其材质主要分为蠕墨铸铁和灰铸铁、球墨铸铁等，但是铸铁模具往往又达不到所需的制瓶质量和效率，此类材料在熔融的高温玻璃料作用下，往往会出现繁复纷杂的问题，其中抗氧化性是影响模具制瓶寿命的主要因素，如模具材质的导热性能差，那么空气中的氧就会沿着石墨向铸铁内部型腔中扩散，降低了铸铁的强度，加剧玻璃模具内部的氧化，使模具材质容易发生膨胀和生长，产生缝隙和开裂，从而减少玻璃模具的上机使用寿命。
[0005]在玻璃模具领域公开的专利文献资料中，大多数技术员只是详细的阐述了制备模具的材料和制备流程方法，并未加以详细说明玻璃模具的本体结构及其形式，从而不能使公众很好的了解此类模具是通过何种方式制造而成，如公开的中国专利文献CN109468526A“蠕墨铸铁玻璃模具材料及模具制备方法”中，技术员粗略描述了造型工艺、浇注系统工艺和玻璃模具所采用的蠕铁材料；又如中国专利文献CN202482201U“玻璃模具结构”中，技术员也仅仅说明一种特殊结构的玻璃模具，具有两个模腔的玻璃模具，提高玻璃瓶的制瓶速率，但并未详细阐述如何制作此类形状模具的铸造工艺以及模具的材料类型等。
[0006]在传统的玻璃模具瓶的设计制造中，一付玻璃模具（两个半模）往往只有一个内腔玻璃瓶的单模结构形式，这种形式的玻璃模具，每次制滴料时只能生产一个玻璃瓶，通过这种方式生产玻璃瓶效率较低。
[0007]通常玻璃模具的结构设计是通过两个半圆柱体的半模，合成一付模具，每个半模通过钻垂冷孔的方式，进行风冷，然而在实际在制瓶生产过程中，高温熔融的玻璃料频繁接触玻璃模具，热量不能快速导出，会使模具有在高温状态下产生热氧化变形，甚至出现蠕变开裂等问题。
[0008]如何合理选择铸铁玻璃模具的化学成分以及元素质量百分比，减轻成本，又使玻
璃模具具有较强的导热性能，如何通过改变模具本身形状结构来增强玻璃模具的导热工况，减少玻璃模具的综合生产成本是势在必行的课题。
[0009]下面所要详细介绍的高导热性能玻璃模具及其制备方法便是在这种背景下产生的。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是要提供一种高导热性能玻璃模具及其制备方法，通过合理的元素配比、浇注方法，极冷方式，能形成内腔具有A+D型石墨的玻璃模具，又通过设计模具外部具备特殊的散热结构，以及不增加机械加工的难度的铸造方法，使其在制瓶过程中能够进一步快速导热，解决了提高灰铸铁材料导热性能的问题，从而增加玻璃模具的使用寿命。
[0011]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供了一种高导热性能玻璃模具，材质为灰铸铁，由以下质量百分数的化学成分组成：C：3.50
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3.85%，Si：1.75
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2.10%，Mn：0.40
‑
0.80%，Ti：0.15
‑
0.19%，Ni：0.20
‑
0.45%，Cu：0.15
‑
0.35%，其余为铁和不可避免的杂质。
[0012]本专利技术还提供了一种高导热性能玻璃模具制备方法，它包括以下步骤：S1、设计带有散热翅片的三腔模具；S2、制作散热翅片模；S3、制作散热翅片砂型；S4、制作三腔模具浇注系统木模，并利用木模制作三腔模具砂型；S5、将散热翅片砂型装配至三腔模具砂型中，形成完整浇注砂型；S6、熔炼，熔炼至一定温度待浇注；S7、浇注，浇注前砂型装配冷铁泥芯，铁水浇注至砂型；S8、喷丸清砂。
[0013]优选地， S3中散热翅片砂型的制作采用覆膜砂制芯工艺，采用热覆膜法，原料为锆砂，锆砂粒度为200
‑
250目，加热温度为180℃
‑
190℃。
[0014]优选地， S5中的完整浇注砂型采用发热冒口，砂型带有多个排气孔。
[0015]优选地， S7中浇注温度为1370℃
‑
1375℃，每一箱砂型浇注完成后，用砂堵住浇口道，使发热冒口自身进行补缩。
[0016]优选地， S8中每片三腔玻璃模具进行喷丸强化处理，时间为20
‑
35min。
[0017]优选地，步骤S7中冷铁泥芯的预热温度为115℃
‑
185℃。
[0018]优选地，设计的散热翅片数量为多个，模具的挂耳由散热翅片延伸至模具端面呈中空状态的冷却孔，中间两条散热翅片连接有一个定位块；模具内部型腔为三个玻璃瓶模腔。
[0019]进一步地，多个散热翅片在玻璃模具背部竖直的间隔均匀分布。
[0020]优选地，高导热性能玻璃模具与玻璃液接触面至内腔10mm~18mm处的金相组织为A+D型石墨形态。
[0021]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的高导热性能玻璃模具及其制备方法，通过合理的元素配比、浇注方法、极冷方式，形成内腔具有A+D型石墨，使灰铸铁材料本身具有较高导热性能，有利于提高快速
制瓶的效率而又不至于过早产生氧化；通过设计模具外部具备特殊的散热结构，经过铸造一体成型，不需要通过长时间的铣、钻孔等工序加工模具，有善于使其在制瓶过程中能够进一步快速导热又不会产生额外的机械加工难度，从而发挥模具的最佳导热效果，增加玻璃模具的使用寿命。
附图说明
[0022]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是本专利技术的散热翅片铝模结构示意图；图2是本专利技术的散热翅片整体铝模示意图；图3是本专利技术的散热翅片砂型结构示意图；图4是本专利技术的三腔模具整体木模结构示意图；图5是本专利技术的三腔模具砂型与散热翅片砂型装配示意图；图6是本专利技术的三腔模具的冷铁泥芯结构示意图；图7是本专利技术的三腔模具铸件结构示意图；图8是实施例1玻璃液接触面至内腔一定深度材料的金相组织结构图；图9是实施例2玻璃液接触面至内腔一定深度材料的金相组织结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热性能玻璃模具，其特征在于，材质为灰铸铁，由以下质量百分数的化学成分组成：C：3.50
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3.85%，Si：1.75
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2.10%，Mn：0.40
‑
0.80%，Ti：0.15
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0.19%，Ni：0.20
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0.45%，Cu：0.15
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0.35%，其余为铁和不可避免的杂质。2.一种如权利要求1所述的高导热性能玻璃模具制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：S1、设计带有散热翅片的三腔模具；S2、制作散热翅片模；S3、制作散热翅片砂型；S4、制作三腔模具浇注系统木模，并利用木模制作三腔模具砂型；S5、将散热翅片砂型装配至三腔模具砂型中，形成完整浇注砂型；S6、熔炼，熔炼至一定温度待浇注；S7、浇注，浇注前砂型装配冷铁泥芯，铁水浇注至砂型；S8、喷丸清砂。3.根据权利要求2所述的高导热性能玻璃模具制备方法，其特征在于：S3中散热翅片砂型的制作采用覆膜砂制芯工艺，采用热覆膜法，原料为锆砂，锆砂粒度为200
‑
250目，加热温度为180℃
‑
190℃。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈剑鸣，
申请(专利权)人：苏州东方模具科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：