建華模具：淺談玻璃模具材料以及發(fā)展

【中玻網(wǎng)】玻璃模具是玻璃制品的主要生產(chǎn)工藝裝備，主要分為瓶罐類玻璃模具與器皿類玻璃模具，模具在使用過程中內(nèi)腔質(zhì)量決定玻璃制品的表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此要求模腔表面有較高的精度和光潔度。由于模具頻繁地與700℃～1100℃的熔融玻璃接觸，承受氧化、生長及熱疲勞等作用，同時，模具的接觸面由于與玻璃制品的摩擦而被磨損，這就要求模具材料具有良好的耐熱、耐磨，耐腐蝕、抗熱沖擊、舒緩反應、抗生長、抗熱疲勞性能，其中舒緩反應性能是較主要的性能指標。此外，還要求模具材質(zhì)致密、易于加工、導熱性好、熱膨脹系數(shù)小。
　　
　　熱導率是反映材料傳熱能力大小的物理量。在玻璃模具使用中，玻璃料滴入玻璃模具內(nèi)腔的溫度大約為1100℃，冷卻到780℃以下從模具中取出。為此模具溫度應盡快降至780℃以下，以提高生產(chǎn)效率，適應成型速度的要求，因此模具的散熱能力是非常重要的。
　　
　　常用玻璃模具材料一般為耐熱鑄鐵、不銹鋼和耐熱合金鋼，加工后再經(jīng)表面強化處理。
　　
　　1.普通低合金鑄鐵
　　
　　鑄鐵因具有優(yōu)良導熱性、耐磨性、良好的鑄造性能和加工性能、成本低、熱而不粘的性能而被認為在可預見的未來仍然是主要玻璃模具材料，目前國內(nèi)外普遍都采用鑄鐵作為瓶罐類玻璃模具材料，低合金鑄鐵是在普通灰鑄鐵的基礎上增加少量的Ni、Cr、Mo、Ti、V等合金元素組成的合金，具有良好的高溫性能，由石墨和基體籌備組成，而鑄鐵的性能，主要取決于石墨的數(shù)量、大小、形狀及分布。
　　
　　2．球墨鑄鐵
　　
　　同灰鑄鐵相比，球墨鑄鐵中的石墨為球狀，提高了材料的致密性，減小了石墨對基體的切割作用，從而使其機械性能得到了提高。球墨鑄鐵雖然有較高的強度和韌性，并有良好的舒緩反應性能，其抗熱疲勞性能也優(yōu)于其它鑄鐵，但由于其石墨呈孤立的球狀，導熱性較差，使玻璃制品在模腔中不能快速冷卻，從而限制了成型速度的提高，不能適應高機速生產(chǎn)的要求，也限制了其在玻璃模具中的應用，故只用于制造小型玻璃模具，如化妝品之類的。
　　
　　3．蠕墨鑄鐵
　　
　　由于蠕墨鑄鐵的力學性能與球墨鑄鐵相近，且具有較高的導熱性、舒緩反應性和抗生長能力，又有像灰鑄鐵那樣良好的鑄造性能和機械加工性能，使蠕墨鑄鐵具有良好的綜合性能，而廣泛用于制造玻璃模具材料。
　　
　　4.合金鋼
　　
　　合金鋼通常只用于器皿類的玻璃模具。由于鋼的導熱性次于鑄鐵，因此使用時易出現(xiàn)過熱，產(chǎn)生黏附現(xiàn)象。因此必須采用強制冷卻、合理設計模具結(jié)構(gòu)等方法。玻璃模具要承受很大的壓力和很高的溫度，因此要求模具材料的強度高、熱變形小、耐熱性好，通常采用不銹鋼和耐熱合金鋼。
　　
　　5.鎳基高溫合金
　　
　　這類合金的耐熱性和熱膨脹性都比鑄鐵好，基本不生長和氧化，所以用它制作的模具表面裂紋少、壽命長、生產(chǎn)率高，并能提高玻璃制品的光潔度，但這類材料的導熱性并不好，而且價格高。一般都是通過準確鑄造成型。只適用于悶頭、吹氣頭等配件上或其中的鑲塊與接片。
　　
　　6.銅基合金
　　
　　主要是鋁白銅，適當加入Si、Zn、Fe等元素。銅基合金的導熱性很好，高速成型時仍能保證玻璃制品的質(zhì)量，因此頗受人們的重視。這類合金對提高表面光潔度較為有效，且舒緩反應、導熱性、熱穩(wěn)定性和熱塑性都很好，同時模具易于修正，制品質(zhì)量好，常用于制作高檔次的成型模、底模、口模以及悶頭等。
　　
　　7.模具表面強化
　　
　　玻璃模具的模腔在高溫條件下工作，合縫面容易發(fā)生變形，使玻璃制品的合縫線粗大，因此，有必要對模具的合縫線部位進行強化，包括口模和沖頭，目前用的較多的是噴焊鎳基合金。
　　
　　模具是永不衰敗的行業(yè)，材料則是模具之本，隨著大部分國家經(jīng)濟的發(fā)展，行列機與壓機的機速也在不斷提高，輕量化玻璃制品已成為一種趨勢，從而對模具材質(zhì)的相關性能要求也越來越高，玻璃模具日益接受挑戰(zhàn)已成為必然，因此開發(fā)出迎合形勢發(fā)展與不同用戶要求的模具材質(zhì)歷史地成為玻璃模具人的光榮使命。