V、Ti合金化对玻璃模具材料抗氧化及耐热疲劳性的影响吴进钱，黄新民，杨明，韩和兵，曹钧力（合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥230009）摘要：通过测试不同V/Ti比条件下蠕墨铸铁玻璃模具材料的抗氧化及热疲劳性能，研究了蠕墨铸铁的钒、钛合金化工艺，并探讨了影响这些性能的因素。结果表明，在V、Ti变化范围内，V/Ti比为1.63时蠕墨铸铁具有较均匀的铁素体基体+蠕虫状石墨组织，以及良好的热物性。关键词：蠕墨铸铁；玻璃模具材料；抗氧化；耐热疲劳：TG143.49文献标识码：A：1001-4977（2011）07-0697-03EffectofVanadiumandTitaniumAlloyingonAntioxidationandThermalFatigueResistanceofGlassMoldMaterialWU激n-qian,HUANGXin-min,YANGMing,HANHe-bing,CAOJun-li（SchoolofMaterialScienceandTechnologyofHefeiInstituteofTechnology,Hefei230009,Anhui,China）Abstract：TheantioxidationandthermalfatigueresistanceofvermiculargraphitecastironswithdifferentratioofV/Tiweretested,whicharethemoldmaterialsforglassforming.Thetechnologyofvanadiumandtitaniumalloyingwasstudiedandtheinfluencingfactorsonthepropertieswerediscussed.TheresultsshowthatwhentheratioofV/Tiis1.63,thevermiculargraphitecastironhasamoreuniformstructureofferritematrix+vermiculargraphite,andgoodthermalproperties.在玻璃制品的成形过程中，模具频繁地接触1100℃以上的熔融玻璃，承受氧化、生长及热疲劳等作用。模腔热平衡温度一般在450~650℃，长期处于高温状态下工作，而且在反复的开模、合模的过程中产生摩擦，因此要求玻璃模具应具有良好的耐热、耐磨、耐腐蚀、抗热疲劳、抗氧化、抗生长等性能，此外还应具有良好的机械加工性能。其中以抗氧化为其主要性能指标[1-2]。本研究主要通过对蠕墨铸铁玻璃模具材料进行V、Ti合金化处理，通过不同V/Ti比组织的比较，分析探讨合金化处理后玻璃模具材料的组织及抗氧化、热疲劳性能。1试验条件及方法1.1材料成分的设计本试验加入钒、钛合金元素，钒的加入量0.08%~0.18%，钛的加入量0.03%~0.13%，V/Ti的变化范围：1.39~2.67。加入蠕化剂稀土镁铁，其成分为RE7%、Mg8%、Si42%，其余为铁，加入量0.55%~0.65%，对铁液进行变质处理，要求蠕化率在≥80%以上，并通过控制铁液的出炉温度和浇注温度来控制铸铁的组织形态，以获得蠕虫状石墨+铁素体基体组织，以提高模具材料的高温热物性能，其试验材料化学成分见表1。表1试验材料的化学成分Table1ChemicalcompositionofexperimentalcastironwB/%CSiMnPSFe余量3.5~3.63.0~3.40.25~0.35≤0.05≤0.031.2试样的熔炼及浇注试验用材料在100kW中频感应电炉中熔炼，炉料有生铁、废钢并用硅铁、铬铁等调整炉内铁液成分，待炉料熔化，铁液过热到1510~1550℃扒渣出铁，进行炉前孕育、蠕化处理，将已烘干备用的蠕化剂加入包底，再将占铁液0.65%的75硅铁孕育剂覆盖在蠕化剂上面，在蠕化的同时加入V、Ti颗粒（粒度为3~5mm）进行合金化处理，采用湿型浇注得到合金化后的试样，浇注温度控制在1400~1440℃。对浇注后的试样进行热处理，其热处理工艺为，加热到900℃保温4h，随炉冷却至600℃后出炉空冷。收稿日期：2011-04-06收到初稿，2011-05-03收到修订稿。作者简介：吴进钱（1986-），男，工程硕士，研究方向为蠕墨铸铁玻璃模具材料的组织性能。E-mail：593523201@163---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---Jul.2011Vol.60No.7·698·FOUNDRY墨铸铁玻璃模具材料的耐热疲劳性。1.3试样的制备分别取不同浇注工艺下的试样进行对比试验，试样取自模具在使用过程中最易出现问题的瓶颈区域，见图1。金相分析、硬度检测试样尺寸为60mm×30mm×20mm，抗氧化性试样的尺寸为50mm×10mm×7mm，热疲劳试样为40mm×24mm×10mm，并在试样上宽度方向上预制V型缺口。2试验结果及分析根据蠕墨铸铁中V、Ti含量的不同，将试验试样编号，见表2。表2不同合金含量试样编号Table2TheVandTicontentsofthesamples试样编号V/%Ti/%V/Ti1#2#3#0.080.130.180.030.080.132.671.631.392.1蠕墨铸铁的显微组织经...