專利名稱：銅合金玻璃模具口模材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及玻璃模具材料領域，特別是涉及一種DH銅合金玻璃模具口模材料及其制備方法。
背景技術：
口模是玻璃瓶口部成型的重要部件，玻璃模具的所有部件中結構最復雜，精度最高，口模在工作過程中最先與1100 1200°C的玻璃液接觸，玻璃瓶成形后立即開模，約九秒鐘循環一次，不但承受激烈的熱沖擊還要經受壓力成型的沖擊，冷熱交變應力等，因此普遍壽命較短，屬于易損件。隨著生產技術的發展，口模材料經歷了，灰鑄鐵，鑰鉻銅合金鑄鐵，96A鑄鐵等，發展到現在的銅合金。鑄鐵在高溫條件下，不可避免的發生氧化起皮，生長等影響其使用性能。最優良的鑄鐵制造的口模壽命只有十萬至十五萬次，只有成型模具壽命的五分之一到三分之一。

發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種銅合金玻璃模具口模材料及其制備方法，具有優良的熱傳導性能，抗氧化性能和高溫尺寸穩定性。為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是:提供一種銅合金玻璃模具口模材料，包含下列質量百分比的組合:Ni 14 16 %、Al 8 9%、Zn 8 10%、Si 0.9 1.1%、Mn0.1 0.2%, Fe < 0.15%，其余為Cu和不可避免的雜質。在本發明一個較佳實施例中，包含下列質量百分比的組合:Ni 15 %、Al 8%、Zn9%、Si 1.0%, Mn 0.2%、Fe < 0.15%，其余為Cu和不可避免的雜質。在本發明一個較佳實施例中，所述不可避免雜質包括P < 0.01%、S < 0.01%，上述百分比為質量百分比。在本發明一個較佳實施例中，所述銅合金玻璃模具口模材料的抗拉強度為7501^，布氏硬度為250±10，金像組織為:樹枝狀β2相和由a+k兩相所構成的基體組織組成，k相呈顆粒狀彌散分布于相α上。本發明的另一目的是提供一種銅合金玻璃模具口模材料的制備方法，包括以下步驟:
(100)、配料:對電解銅、電解鎳、工業純鋁、工業純鋅、結晶硅和鐵釘上述爐料進行化學分析，先將電解銅和工業純鋅按照4:1的質量百分比配置在中頻感應電爐中熔煉成黃銅作為下一步熔煉DH銅合金的中間合金；
(200)、二次配料:將經過化驗的中間合金、電解鎳、工業純鋁、結晶硅和鐵釘按照:Ni15 %、Al 8%、Zn 9%、Si 1.0%、Mn 0.2%、Fe < 0.15%的比列配置好，其余為Cu和不可避免的雜質；
(300)、熔煉:將按比例稱量好的Al，放入中頻爐中，等到Al基本溶解后再放入電解鎳，等到上述爐料基本熔化后，再將電解銅和結晶硅和鐵釘加入中頻爐中，最后將黃銅中間合金加入爐中，控制溶液溫度在1300°C左右，出爐溫度控制在1250°C ；
(400)、出爐:準備出爐時，在澆包底部加入0.2%的脫氧除渣劑，在銅液倒入澆包后，靜置片刻后扒渣，再在銅液表面撒聚渣覆蓋劑，起始澆注溫度控制在1150°C ；
(500)、澆注:在澆杯口部和直澆道連接處加一層陶瓷過濾網，澆注系統的比例為F直:F橫:F直1:2:5，鑄件內腔采用成型鐵芯，鐵芯烘烤保證澆注時鐵芯溫度在180°C左右，澆注時，安排專人擋渣；
(600)、退火工藝:將澆注好的銅合金毛坯裝入真空退火爐內，快速將溫度升高到680°C保溫60分鐘，然后隨爐冷卻至室溫。在本發明一個較佳實施例中，所述銅合金玻璃模具口模材料包含下列質量百分比的組合:Ni 15 %、Al 8%、Zn 9%、Si 1.0%、Mn 0.2%、Fe < 0.15%，其余為 Cu 和不可避免的雜質。在本發明一個較佳實施例中，所述不可避免雜質包括P < 0.01%、S < 0.01%，上述百分比為質量百分比。·本發明的有益效果是:本發明DH銅合金玻璃模具口模材料及其制備方法，具有優良的熱傳導性能，抗氧化性能和高溫尺寸穩定性，在提高玻璃瓶成型速度的同時，還提高了玻璃制品的質量，模具本身的使用壽命也大大的提高，采用銅合金材料的口模使用壽命比鑄鐵材料要高出3-5倍。
具體實施例方式下面對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。實施例一:
對電解銅、電解鎳、工業純鋁、工業純鋅、結晶硅和鐵釘這些爐料進行化學分析，首先將電解銅和工業純鋅按照4:1的質量百分比配置在中頻感應電爐中熔煉成黃銅作為下一步熔煉DH銅合金的中間合金。將經過化驗的中間合金、電解鎳、工業純鋁、結晶硅和鐵釘按照:Ni 15 %、Al 8%、Zn 9%、Si 1.0%、Mn 0.2%、Fe < 0.15% 的比例配置好，其余為 Cu 和不可避免的雜質。接著然后講按比列稱量好的工業純鋁，放入中頻爐中，等到工業純鋁基本溶解后再放入電解鎳，等到上述爐料基本熔化后，再將電解銅和結晶硅和鐵釘加入中頻爐中，最后將黃銅中間合金加入爐中，控制溶液溫度在1300°C左右。出爐溫度控制在1250°C.準備出爐時，在澆包底部加入0.2%的脫氧除渣劑，在銅液倒入澆包后，靜置片刻后扒渣，再在銅液表面撒聚渣覆蓋劑，起始澆注溫度控制在1150°C左右，澆注時專人擋渣。在澆杯口部和直澆道連接處加一層陶瓷過濾網。澆注系統的比例為F直:F橫:F直1:2:5，防止氧化。鑄件內腔采用成型鐵芯，鐵芯烘烤保證澆注時鐵芯溫度在180°C左右。為了消除鑄件的內應力和提高材料綜合機械性能，需對銅合金進行退火。將澆注好的銅合金毛坯裝入真空退火爐內，快速將溫度升高到680°C保溫60分鐘，然后隨爐冷卻至室溫。成品需控制雜質中:P < 0.01%、S < 0.01%。實施例二:
按照下列質量百分比稱取所述爐料:Ni 16 %、Al 10%、Zn 10%、Si 1.1%、Mn 0.2%、Fe< 0.15%，其余為Cu和不可避免的雜質。制備方法與實施例一相同。成品需控制雜質中:P<0.01%、S < 0.01%。實施例三:
按照下列質量百分比稱取所述爐料:Ni 14 %、Al 8%、Zn 8%、Si 0.9%、Mn 0.1%、Fe
<0.15%，其余為Cu和不可避免的雜質。制備方法與實施例一相同。成品需控制雜質中:P
<0.01%、S < 0.01%。本發明DH銅合金玻璃模具口模材料成分為復雜白銅，含有N1、Al、Zn等元素，各合金元素間熔點差異大，采用二次熔煉法很好的解決了這一問題，而且能及時爐前調控合金材料的成分。由于該銅合金，氧化能力強，凝固收縮比較大。采用包內脫氧除渣技術大大減少了 DH銅合金的氧化夾渣，自行設計專用澆注系統解決縮松缺陷問題。DH銅合金的高溫性能，在600 V時的強度與同樣試樣的灰鑄鐵室溫下強度相當，750°C均時基本完全抗氧化，熱穩定性遠優于鑄鐵，熱生長很小，可保證玻璃模具穩定的尺寸公差。從DH銅合金的耐熱性能和組織設計上，鋁具有固溶強化效應能顯著提高合金強度，耐熱性能性能、抗氧化性能，同時在熔煉過程，鋁元素可以性能三氧化二鋁氧化膜，防止銅合金熔煉過程中的氧化。微量的鐵可以細化晶粒，改善銅合金性能。硅的作用是增強強度的同時，增加銅合金的耐磨性能。鋅和鎳具有顯著增加材料硬度，耐高溫玻璃料腐蝕的作用，同時具有良好的導熱性能。DH銅合金的顯微組織是由樹枝狀β 2相和由α+k兩相所構成的基體組織組成 ，k相呈顆粒狀彌散分布于相α上，硬度達到250±10 ΗΒ，抗拉強度達740MPa，機械加工性能優良，以此材料制作的玻璃模具口模比最優良的鑄鐵口模壽命高出3-5倍。以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種銅合金玻璃模具口模材料，其特征在于，包含下列質量百分比的組合:Ni 1Π6%、Al 8 9%、Zn 8 10%、Si 0.9 1.1%、Mn0.Γθ.2%、Fe < 0.15%,其余為 Cu 和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的銅合金玻璃模具口模材料，其特征在于，包含下列質量百分比的組合:Ni 15 %、Al 8%、Zn 9%、Si 1.0%、Mn 0.2%、Fe < 0.15%，其余為 Cu 和不可避免的雜質。
3.根據權利要求1或2所述的銅合金玻璃模具口模材料，其特征在于，所述不可避免雜質包括P < 0.01%、S < 0.01%，上述百分比為質量百分比。
4.根據權利要求1所述的銅合金玻璃模具口模材料，其特征在于，所述銅合金玻璃模具口模材料的抗拉強度為750MPa，布氏硬度為250±10，金像組織為:樹枝狀β 2相和由α+k兩相所構成的基體組織組成，k相呈顆粒狀彌散分布于相α上。
5.一種銅合金玻璃模具口模材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (100)、配料:對電解銅、電解鎳、工業純鋁、工業純鋅、結晶硅和鐵釘上述爐料進行化學分析，先將電解銅和工業純鋅按照4:1的質量百分比配置在中頻感應電爐中熔煉成黃銅作為下一步熔煉DH銅合金的中間合金； (200)、二次配料:將經過化驗的中間合金、電解鎳、工業純鋁、結晶硅和鐵釘按照:Ni15 %、Al 8%、Zn 9%、Si 1.0%、Mn 0.2%、Fe < 0.15%的比列配置好，其余為Cu和不可避免的雜質； (300)、熔煉:將按比例稱量好的Al，放入中頻爐中，等到Al基本溶解后再放入電解鎳，等到上述爐料基本熔化 后，再將電解銅和結晶硅和鐵釘加入中頻爐中，最后將黃銅中間合金加入爐中，控制溶液溫度在1300°C左右，出爐溫度控制在1250°C ； (400)、出爐:準備出爐時，在澆包底部加入0.2%的脫氧除渣劑，在銅液倒入澆包后，靜置片刻后扒渣，再在銅液表面撒聚渣覆蓋劑，起始澆注溫度控制在1150°C ； (500)、澆注:在澆杯口部和直澆道連接處加一層陶瓷過濾網，澆注系統的比例為F直:F橫:F直1:2:5，鑄件內腔采用成型鐵芯，鐵芯烘烤保證澆注時鐵芯溫度在180°C左右，澆注時，安排專人擋渣； (600)、退火工藝:將澆注好的銅合金毛坯裝入真空退火爐內，快速將溫度升高到680°C保溫60分鐘，然后隨爐冷卻至室溫。
6.根據權利要求5所述的銅合金玻璃模具口模材料的制備方法，其特征在于，所述銅合金玻璃模具口模材料包含下列質量百分比的組合=Ni 15 %、Al 8%、Zn 9%、Si 1.0%、Mn0.2%、Fe < 0.15%，其余為Cu和不可避免的雜質。
7.根據權利要求5或6所述的銅合金玻璃模具口模材料的制備方法，其特征在于，所述不可避免雜質包括P < 0.01%、S < 0.01%，上述百分比為質量百分比。
全文摘要
本發明公開了一種銅合金玻璃模具口模材料及其制備方法，該銅合金適用于制備玻璃模具口模，包含下列質量百分比的組合Ni14~16%、Al8~9%、Zn8~10%、Si0.9~1.1%、Mn0.1~0.2%、Fe＜0.15%，其余為Cu和不可避免的雜質。本發明銅合金玻璃模具口模材料及其制備方法，具有優良的熱傳導性能，抗氧化性能和高溫尺寸穩定性，在提高玻璃瓶成型速度的同時，還提高了玻璃制品的質量，模具本身的使用壽命也大大的提高，采用銅合金材料的口模使用壽命比鑄鐵材料要高出3-5倍。
文檔編號C22C9/06GK103173648SQ20131006862
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者唐劍鋒, 錢健, 錢燕 申請人:蘇州東海玻璃模具有限公司