專利名稱：高鎳銅合金玻璃模具及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種玻璃模具及其制造方法，特別是一種抗熱變形性能好的高鎳含量銅合金玻璃模具及其制造方法。
背景技術：
隨著玻璃器皿在生活中的廣泛應用，需求量越來越大，因此使得玻璃瓶罐等器皿的生產向高速和輕量化方向發展。生產玻璃瓶罐的高速制瓶機上使用的模具按材料分有鑄鐵材料玻璃模具和銅合金玻璃模具。如公布號為CN101914720A的中國專利“高合金黑鐵玻璃模具及其制造方法”公開了一種高合金黑鐵玻璃模具材料含重量百分比組分Si2. 0 2. 2%, MnO. 75 0. 85%、MoO. 75 0. 8%、NiO. 4 0. 5%、V0. 09 0. 12%、TiO. 16 0. 2%,CrO. 26 0. 32%,C3. 4 3. 6%其余為Fe，此類以鑄鐵為基材的玻璃模具雖然通過 添加Mn、Ni、Cr、Mo等元素提高其耐熱性能，但是仍然難以滿足高速制瓶機高速化生產同時保證質量可靠的要求。而普通銅合金模具材料中含有5 8%的鎳元素，8 11%的鋁元素，鐵元素含量控制在I. 5%以下其余為銅，這種銅基合金材料實現了較高的導熱能力，但是其硬度指標通常小于200HBS，同時耐腐蝕性能較弱，尤其是在高速生產過程中，連續高溫條件下更加容易發生氧化腐蝕。

發明內容
本發明的目的是提供一種具有高熱傳導性能、耐熱性能更好，同時具有較好的耐腐蝕性能以適應高速制瓶機高速化生產要求的銅合金玻璃模具。本發明的另一個目的是提供上述銅合金玻璃模具的制造方法。為實現上述發明目的，本發明的技術方案是這樣的一種高鎳銅合金玻璃模具，其特征在于高鎳銅合金玻璃模具材料包含以下質量比組分A1 8. 5 10. 5%, Ni 14. 0 16. 0%、Zn :7. 5 9. 5%、Si :0. 8 1.2%、Fe :0. 8 1.2%、Mn :0. 08 0. 15%，其余為Cu。高鎳銅合金玻璃模具的制造方法，包括如下步驟首先制備鋅銅質量比為45 55的鋅銅合金，根據所述玻璃模具材料中各組分質量比確定各組分原料、鋅銅合金和電解銅用量，將各組分原料與電解銅在中頻爐熔煉達到溫度為1200 1240°C，加入鋅銅合金，力口熱熔煉溫度達到1280 1300°C，然后采取保溫澆注，澆注溫度為1260 1280°C，再進行去應力退火。為了獲得性能更加穩定的高鎳銅合金玻璃模具，所述去應力退火為加熱至640 650°C保溫5. 5 6小時，然后隨爐冷卻至300 310°C，再打開爐門冷卻至90 100°C，最
后空冷至常溫。所述去應力退火的加熱步驟中，加熱時間為4 6小時，所述隨爐冷卻步驟中冷卻時間為8 10小時。本發明所述的高鎳銅合金玻璃模具材料中，鋁元素可改善合金的鑄造性能，增加合金的流動性，提高機械性能。在熔煉過程中加入硅元素可作為還原劑和脫氧劑，硅與其他合金元素結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，但是過高的硅含量會降低材料的焊接性能。鎳能提高材料的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。高鎳銅合金玻璃模具材料硬度為210 230HBS，熱傳導率為0. 096 0. 099Kcal/m s V。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。實施例I :高鎳銅合金玻璃模具材料包含質量比組分A1 8. 5%,Ni :14.0%,Zn7.5%,Si 0.8%、Fe :0. 8%、Mn :0. 08%，其余為Cu。首先制備鋅銅質量比為45 55的鋅銅合金，按IOOOkg玻璃模具材料計算得到各組分原料質量，將各組分原料與電解銅591kg在中頻爐熔煉達到溫度為1200°C，加入鋅銅合金167kg，加熱熔煉溫度達到1280°C，然后采取保溫澆注，澆注溫度為1260°C，清砂后進行去應力退火。退火時加熱4小時至640°C保溫5. 5小時，然后隨爐冷卻8小時至300°C，再打開爐門冷卻至90°C，最后空冷至常溫。實施例2:高鎳銅合金玻璃模具材料包含質量比組分A1 9. 2%,Ni 14. 5%,Zn 8. l%,Si
0.9%、Fe :0. 9%、Mn :0. 1%，其余為Cu。首先制備鋅銅質量比為45 55的鋅銅合金，按IOOOkg玻璃模具材料計算得到各組分原料質量，將各組分原料與電解銅564kg在中頻爐熔煉達到溫度為1220°C，加入鋅銅合金180kg，加熱熔煉溫度達到1285°C，然后采取保溫澆注，澆注溫度為1260°C，清砂后進行去應力退火。退火時加熱4. 5小時至645°C保溫5. 7小時，然后隨爐冷卻8. 5小時至305°C，再打開爐門冷卻至90°C，最后空冷至常溫。實施例3:高鎳銅合金玻璃模具材料包含質量比組分A1 9.9%,Ni :15.0%,Zn 9.0%,Si 1.0%、Fe :1.0%、Mn :0. 12%，其余為Cu。首先制備鋅銅質量比為45 55的鋅銅合金，按IOOOkg玻璃模具材料計算得到各組分原料質量，將各組分原料與電解銅530kg在中頻爐熔煉達到溫度為1235°C，加入鋅銅合金200kg，加熱熔煉溫度達到1290°C，然后采取保溫澆注，澆注溫度為1270°C，清砂后進行去應力退火。退火時加熱5小時至645°C保溫6小時，然后隨爐冷卻9小時至305°C，再打開爐門冷卻至95°C，最后空冷至常溫。實施例4:高鎳銅合金玻璃模具材料包含質量比組分A1 :10.5%, Ni :16.0%, Zn 9.5%,Si :1. 2%、Fe :1. 2%、Mn :0. 15%，其余為Cu。首先制備鋅銅質量比為45 55的鋅銅合金，按IOOOkg玻璃模具材料計算得到各組分原料質量，將各組分原料與電解銅499kg在中頻爐熔煉達到溫度為1240°C，加入鋅銅合金211kg，加熱熔煉溫度達到1300°C，然后采取保溫澆注，澆注溫度為1280°C，清砂后進行去應力退火。退火時加熱6小時至650°C保溫6小時，然后隨爐冷卻10小時至310°C，再打開爐門冷卻至100°C，最后空冷至常溫。上述4個實施例所獲得的高鎳銅合金玻璃模具各項性能指標如下表所示
權利要求
1.ー種高鎳銅合金玻璃模具，其特征在于高鎳銅合金玻璃模具材料包含以下質量比組分A1 8. 5 10. 5%,Ni 14. 0 16. 0%,Zn :7. 5 9. 5%,Si :0. 8 I. 2%,Fe :0. 8 I. 2%,Mn :0. 08 0. 15%，其余為 Cu。
2.根據權利要求I所述的高鎳銅合金玻璃模具，其特征在于所述高鎳銅合金玻璃模具材料硬度為210 230HBS，熱傳導率為0. 096 0. 099Kcal/m s で。
3.根據權利要求I或2所述的高鎳銅合金玻璃模具的制造方法，包括如下步驟首先制備鋅銅質量比為45 55的鋅銅合金，根據所述玻璃模具材料中各組分質量比確定各組分原料、鋅銅合金和電解銅用量，將各組分原料與電解銅在中頻爐熔煉達到溫度為1200 1240°C，加入鋅銅合金，加熱熔煉溫度達到1280 1300°C，然后采取保溫澆注，澆注溫度 為1260 1280°C，再進行去應カ退火。
4.根據權利要求3所述的高鎳銅合金玻璃模具的制造方法，其特征在于所述去應力退火為加熱至640 650°C保溫5. 5 6小時，然后隨爐冷卻至300 310°C，再打開爐門冷卻至90 100°C，最后空冷至常溫。
5.根據權利要求4所述的高鎳銅合金玻璃模具的制造方法，其特征在于所述去應力退火的加熱步驟中，加熱時間為4 6小時，所述隨爐冷卻步驟中冷卻時間為8 10小時。
全文摘要
本發明公開了一種高鎳銅合金玻璃模具及其制造方法，所述高鎳銅合金玻璃模具材料包含以下質量比組分Al8.5～10.5％、Ni14.0～16.0％、Zn7.5～9.5％、Si0.8～1.2％、Fe0.8～1.2％、Mn0.08～0.15％，其余為Cu。所述制造方法為首先制備鋅銅質量比為45∶55的鋅銅合金，根據所述玻璃模具材料中各組分質量比確定各組分原料、鋅銅合金和電解銅用量，將各組分原料與電解銅在中頻爐熔煉達到溫度為1200～1240℃，加入鋅銅合金，加熱熔煉溫度達到1280～1300℃，然后采取保溫澆注，澆注溫度為1260～1280℃，再進行去應力退火。本發明獲得的高鎳銅合金玻璃模具具有高熱傳導性能、耐熱性能，同時具有較好的耐腐蝕性能，適應高速制瓶機高速化生產要求。
文檔編號C22C9/06GK102732745SQ201210239438
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月12日 優先權日2012年7月12日
發明者滕元國, 趙蘭英, 郝春福 申請人:常熟市精工模具制造有限公司