玻璃模具用耐热铸铁、不锈钢和耐热合金钢

【中玻网】玻璃模具是玻璃制品的主要生产工艺装备，主要分为瓶罐类玻璃模具与器皿类玻璃模具，模具在使用过程中内腔质量决定玻璃制品的表面质量和生产效率。因此要求模腔表面有较高的精度和光洁度。由于模具频繁地与700℃～1100℃的熔融玻璃接触，承受氧化、生长及热疲劳等作用，同时，模具的接触面由于与玻璃制品的摩擦而被磨损，这就要求模具钢材具有良好的耐热、耐磨，耐腐蚀、抗热冲击、舒缓反应、抗生长、抗热疲劳性能，其中舒缓反应性能是较主要的性能指标。此外，还要求模具材质致密、易于加工、导热性好、热膨胀系数小。
　　
　　热导率是反映模具钢材传热能力大小的物理量。在玻璃模具使用中，玻璃料滴入玻璃模具内腔的温度大约为1100℃，冷却到780℃以下从模具中取出。为此模具温度应尽快降至780℃以下，以提高生产效率，适应成型速度的要求，因此模具的散热能力是非常重要的。
　　
　　常用玻璃模具钢材一般为耐热铸铁、不锈钢和耐热合金钢，加工后再经表面强化处理。
　　
　　1.普通低合金铸铁
　　
　　铸铁因具有优良导热性、耐磨性、良好的铸造性能和加工性能、成本低、热而不粘的性能而被认为在可预见的未来仍然是主要玻璃模具钢材，目前国内外普遍都采用铸铁作为瓶罐类玻璃模具钢材，低合金铸铁是在普通灰铸铁的基础上增加少量的Ni、Cr、Mo、Ti、V等合金元素组成的合金，具有良好的高温性能，由石墨和基体筹备组成，而铸铁的性能，主要取决于石墨的数量、大小、形状及分布。
　　
　　2．球墨铸铁
　　
　　同灰铸铁相比，球墨铸铁中的石墨为球状，提高了材料的致密性，减小了石墨对基体的切割作用，从而使其机械性能得到了提高。球墨铸铁虽然有较高的强度和韧性，并有良好的舒缓反应性能，其抗热疲劳性能也优于其它铸铁，但由于其石墨呈孤立的球状，导热性较差，使玻璃制品在模腔中不能快速冷却，从而限制了成型速度的提高，不能适应高机速生产的要求，也限制了其在玻璃模具中的应用，故只用于制造小型玻璃模具，如化妆品之类的。
　　
　　3．蠕墨铸铁
　　
　　由于蠕墨铸铁的力学性能与球墨铸铁相近，且具有较高的导热性、舒缓反应性和抗生长能力，又有像灰铸铁那样良好的铸造性能和机械加工性能，使蠕墨铸铁具有良好的综合性能，而广泛用于制造玻璃模具钢材。
　　
　　4.合金钢
　　
　　合金钢通常只用于器皿类的玻璃模具。由于钢的导热性次于铸铁，因此使用时易出现过热，产生黏附现象。因此必须采用强制冷却、合理设计模具结构等方法。玻璃模具要承受很大的压力和很高的温度，因此要求模具材料的强度高、热变形小、耐热性好，通常采用不锈钢和耐热合金钢。
　　
　　5.高温合金钢
　　
　　这类合金的耐热性和热膨胀性都比铸铁好，基本不生长和氧化，所以用它制作的模具表面裂纹少、寿命长、生产率高，并能提高玻璃制品的光洁度，但这类材料的导热性并不好，而且价格高。一般都是通过准确铸造成型。只适用于闷头、吹气头等配件上或其中的镶块与接片。