1.6特种模具钢

1. 6.1  玻璃瓶成型模具用铸铁材料

玻璃瓶成型模的主要失效形式有：氧化（起皮、剥落、麻点）、倒棱和变形。鳞状剥落是玻璃瓶成型模报废的主要形式。影响模具使用寿命的关键因素是材质的耐热性，即在高温下材质的抗氧化性、抗生长的能力。这取决于组织中的基体及石墨形态。

在铸铁中加入铜，铬，锡等元素，能促进珠光体的生成，提高铸铁的硬度，从而提高模具抗倒棱，抗擦伤、抗磨损的能力。加入硅、铝等元素，形成致密的Si()z和Alz ()3表面氧化膜，从而提高模具的表面抗氧化能力。

玻璃瓶用新型铸铁材料包括低锡铸铁、钢铬铸铁、中硅稀土、中硅钼稀土、低锡蠕铁，低铝蠕铁等。玻璃瓶模具钢寿命比较： HT200模具寿命最低，低铝蠕铁则最高，差约5倍。

玻璃瓶模具寿命以低锡蠕铁与低铝蠕铁最高，但低铝蠕铁的熔炼及铸造工艺较为复杂，所含珠光体量也很少，对耐磨性不利，因此，以低锡蠕铁制作模具较为合适。其使用寿命及与HT200铸铁的对比数据：采用低锡蠕铁翻造的綽酒玻璃瓶成型模，最低使用39天，生产啤酒玻璃瓶36.7万只，最高使用87天，生产啤酒玻璃瓶82万只，平均每副模具生产啤酒玻璃瓶54. 84万只。

为了提高模具寿命，研制了几种新型铸铁，代替原来使用的HT200铸铁等，例如SMRI-86。

l。6.2  显像管玻壳模具钢

(1)玻壳模具工作条件  显像管玻璃中含有Si、Al、“、Na等元素，有腐蚀性，使模具经受严重的腐蚀。玻璃熔化温度为1300～1400℃，当滴料或人工挑料到压模中时，玻璃熔液温度仍有1060℃，压制后的玻壳温度为800℃左右，此时模具表面温度可达600～700℃。模具在高温…F易被氧化和发生变形，在高温作用下金属模具产生不可逆的体积长大，导致玻璃粘模。玻壳脱模后，对模具进行吹风冷却，模具表面迅速降温到420--.450℃，反复的温度循环变化，使玻壳模具始终在急冷急热状态下工作，交变热应力的作用，会导致模具表面出现热疲劳裂纹。玻壳模具材料的要求如下。

①在600～700℃工作时，具有良好的抗氧化稳定性。

②在700℃高温下工作时，具有足够的强度和良好的韧性。

③为防止玻璃粘模，需具有良好的抗生长能力和足够高的黏附温度。

④对高温玻璃熔盐NS8 SiOa有良好的耐腐蚀性。

⑤具有良好的耐磨性和耐热性。

⑥较高的导热性能和较低的线胀系数，较高的耐冷热疲劳及热冲击能力。

⑦具有良好的铸造性能以及切削、磨削等加工性能。

⑧成本低廉，．工艺简便，易于采用及推广应用。

(2)玻壳模具材料的选用  国外大多采用含铬的马氏体不锈钢和含镍铬的奥氏体热钢制造玻壳模具。为了提高玻壳模具寿命，一般还要在模具表面进行镀铬或扩散镀处理。为简化工艺过程，国外也开始研制不需镀铬处理的耐热合金钢制作玻壳模具。

国内多选用不锈钢，如lCr18Ni9Ti、Cr25N120S12、lCr13、3Cr13、4Cr13、4Cr13Nir17、Cr17N12，以及热作模具钢，如3Cr2W8V，3Cr3M03V、3Cr3M03C03V等作为玻壳模具材料。但其考虑到物理、力学性能，特别是冷热疲劳抗力及价格等因素。在实际生产中仍大多采用含铬马氏体不锈钢制作玻壳模具，如4Cr13Ni。

模具锕在铸造过程中，在模具毛坯型腔表面可能会出现一些缺陷，切削加工后，微卜缺陷的暴露会影响到压制玻壳的质量，因此，需对模具进行补焊以消除缺陷。补焊可用氩弧焊，焊丝成分宜选用3Cr15N12（降碳、提高铬、镍含量），补焊后应于700℃进行回火。

为提高玻璃制品的质量和模具寿命，可在模具型腔镀铬，镀铬层厚为o．ol～o，02mm。经镀铬的模具，可压出一级品玻壳。

也可采用陶瓷型精铸制模，工艺简便，成本低，不受铸件重量限制，且能获得高精、低表面粗糙度的铸件。最适宜于生产玻璃模具类的铸件。对显像管凹、凸模要求很严格，如表面应光洁无夹杂物，不能存在影响制品性能的任何内部或表面缺陷；对接触璃制品的模具要表面不允许有妨碍达到镜面粗糙度的任何缺陷，且型腔表面不得焊，A。铸件金相组织细化，均匀，有足够的激冷层，以保证表面层的细化品粒。

1.6.3  铸造模具钢

涛造模具制造技术则充分利用了液态金属成型性好的特点，直接铸成各种复杂曲面的模具，大大降低机加工量，模具成本也相应降低。

基本上不受材料加工性能（如可切削性）的限制，可选用更强、更韧的材料作为模具材料。

铸造模具要求高精度，模具的精确性不仅指模具尺甘的准确，同时还包括较高的表面质量和完整的型腔细节。

熔模铸造适合于铸造形状复杂的小型精密模具。

陶瓷型铸造；所得到的铸件尺寸精度好，可达到CT5一 CT7级，表面粗糙度低，可达兄3。2一R12。5弘m，且投资少、投产快。

1.6.4  透气钢、排气钢

透气性钢材的内部由微细的小孔相连构成，使空气或任何气体能顺利渗透及穿过。因此，在注射模具的适当位置镶上透气钢，因为气体所形成的注射问题，便可以完全清除，使成型加工更加完美。透气钢具备良好的力学性能，在使用与制作注射模具上，可采用一般模具钢同一加工方法，如切削、研磨、放电加工等。适用于塑胶及压铸模具，解决因困气所形成的品质及效率问题。