[go: up one dir, main page]

RU2516157C2 - Mould for manufacturing glass products and method of obtaining it - Google Patents

Mould for manufacturing glass products and method of obtaining it Download PDF

Info

Publication number
RU2516157C2
RU2516157C2 RU2011142967/02A RU2011142967A RU2516157C2 RU 2516157 C2 RU2516157 C2 RU 2516157C2 RU 2011142967/02 A RU2011142967/02 A RU 2011142967/02A RU 2011142967 A RU2011142967 A RU 2011142967A RU 2516157 C2 RU2516157 C2 RU 2516157C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
glass products
iron
mold
ferrite
Prior art date
Application number
RU2011142967/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011142967A (en
Inventor
Владимир Кимович Базиян
Александр Александрович Андреев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЭСКОРТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ЭСКОРТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЭСКОРТ"
Priority to RU2011142967/02A priority Critical patent/RU2516157C2/en
Publication of RU2011142967A publication Critical patent/RU2011142967A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516157C2 publication Critical patent/RU2516157C2/en

Links

Landscapes

  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to moulds for manufacturing glass products and can be used in glass industry. Mould for manufacturing glass products is made from grey ferrite-pearlite cast iron, which contains, wt %: carbon - 3.2-3.6; silicon - 1.8-2.3; manganese - 0.5-0.7; chrome - 0.00-0.25; nickel - 0.6-0.9; molybdenum - 0.3-0.5; titanium - 0.00-0.1; copper - 0.1-0.2; sulphur - 0.00-0.1; phosphorus - 0.00-0.1; iron - the remaining part, and which has structure, consisting minimum of 95% ferrite and not more than 5% pearlite, in which free graphite is of flake shape, with graphite structure being coarse-grained on the external side and fine-grained - on the internal side. Mould is cast from cast iron of said composition, with casting being performed on metal cooler.
EFFECT: ensuring stability of microstructure, required for heat-conductivity, strength, resistance to cracking and wear stability of moulds for manufacturing glass products.
2 cl

Description

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при изготовлении форм для производства стеклянных изделий.The invention relates to the metallurgical industry and can be used in the manufacture of molds for the production of glass products.

Известны форма для производства стеклянных изделий и способ ее изготовления (RU 2288195, C22C 37/04, 20.06.2004 г.), форма выполнена из аустенитного чугуна нирезист.A known form for the production of glass products and a method for its manufacture (RU 2288195, C22C 37/04, 06/20/2004), the form is made of austenitic cast iron niresist.

Способ изготовления заключается в расплаве шихты, выплавке, литье формы при этом в процессе отливки проводится избирательное управление теплопроводностью формы путем изменения содержания магния, серы и титана.The manufacturing method consists in the melt of the charge, smelting, casting of the mold. In the process of casting, the thermal conductivity of the mold is selectively controlled by changing the contents of magnesium, sulfur and titanium.

Однако форма, изготовленная из такого материала и таким способом, обладает низкой теплопроводностью, низкой износостойкостью, кроме того, из-за большого содержания никеля в составе материала форма отличается дороговизной. Сложность изготовления и трудности при механической обработке не позволяют формам из нирезиста найти широкое применение.However, a mold made of such a material and in this way has low thermal conductivity, low wear resistance, in addition, due to the high nickel content in the composition of the material, the mold is expensive. The complexity of manufacturing and difficulties in machining do not allow forms of niresist to find wide application.

Для производства качественных стеклянных изделий различной высоты форма должна отвечать следующим требованиям: высокая теплопроводность, высокая износостойкость, устойчивость к растрескиванию при воздействии теплового цикла, экономичность, высокие механические свойства.For the production of high-quality glass products of various heights, the mold must meet the following requirements: high thermal conductivity, high wear resistance, resistance to cracking under the influence of the heat cycle, economy, high mechanical properties.

Перед авторами стояла задача разработки состава материала формы для изготовления стеклянных изделий и способа изготовления формы, отвечающего вышеперечисленными требованиями.The authors were faced with the task of developing the composition of the mold material for the manufacture of glass products and a method for manufacturing the mold that meets the above requirements.

Для решения этой задачи чугунная форма для изготовления стеклянных изделий выполнена из чугуна, содержащего, мас.%: углерод 3,2-3,6, кремний 1,8-2,3, марганец 0,5-0,7, хром 0,00-0,25, никель 0,6-0,9, молибден 0,3-0,5, титан 0,00-0,1, медь 0,1-0,2, серу 0,00-0,1, фосфор 0,00-0,1, железо - остальное. При этом чугун имеет структуру, состоящую минимум из 95% феррита и не более 5% перлита, а свободный графит имеет пластинчатую форму, причем на внешней стороне чугунной формы графит имеет крупнозернистую структуру, а на внутренней - мелкозернистую.To solve this problem, the cast iron mold for the manufacture of glass products is made of cast iron, containing, wt.%: Carbon 3.2-3.6, silicon 1.8-2.3, manganese 0.5-0.7, chromium 0, 00-0.25, nickel 0.6-0.9, molybdenum 0.3-0.5, titanium 0.00-0.1, copper 0.1-0.2, sulfur 0.00-0.1 phosphorus 0.00-0.1, iron - the rest. In this case, cast iron has a structure consisting of a minimum of 95% ferrite and no more than 5% perlite, and free graphite has a lamellar shape, with graphite having a coarse-grained structure on the outside of the cast iron form and fine-grained on the inside.

Способ изготовления чугунной формы для производства стеклянных изделий состоит в плавке чугуна и литья формы. Сущность изобретения состоит в том, что плавят чугун, содержащий, мас.%: углерод 3,2-3,6, кремний 1,8-2,3, марганец 0,5-0,7, хром 0-0,25, никель 0,6-0,9, молибден 0,3-0,5, титан 0-0,1, медь 0,1-0,2, серу 0-0,1, фосфор 0-0,1, железо - остальное, а литье осуществляют на металлический охладитель, после чего отливки подвергают высокотемпературному отжигу.A method of manufacturing a cast iron mold for the production of glass products consists in smelting cast iron and casting a mold. The essence of the invention lies in the fact that cast iron is melted, containing, wt.%: Carbon 3.2-3.6, silicon 1.8-2.3, manganese 0.5-0.7, chromium 0-0.25, nickel 0.6-0.9, molybdenum 0.3-0.5, titanium 0-0.1, copper 0.1-0.2, sulfur 0-0.1, phosphorus 0-0.1, iron - the rest, and casting is carried out on a metal cooler, after which the castings are subjected to high-temperature annealing.

Технический результат достигается за счет экспериментально подобранного качественного и количественного состава сплава.The technical result is achieved due to experimentally selected qualitative and quantitative composition of the alloy.

В способе получения формы используют индукционную электроплавку, обеспечивающую возможность наиболее точного регулирования химического состава и хорошее перемешивание жидкого чугуна. Плавку производили в индукционных тигельных печах емкостью 160 и 400 кг с нейтральной футеровкой. Для получения однородной структуры жидкого чугуна, лучшего растворения остатков графита и других включений применяли перегрев расплава до 1450°C. Модифицирование проводили в разливочных ковшах емкостью 200 и 500 кг. В состав модификатора включен силикобарий с целью наиболее глубокого рафинирования металла. Модификатор давали на струю при выпуске металла из печи в ковш. Формы заливают со скоростью 5-7 кг/с, которую обеспечивают сечением каналов литниковой системы, формируемых во время изготовления форм. После заливки металла происходит остывание отливок в форме до температуры выбивки.The method for producing the molds uses induction electric melting, which provides the most accurate control of the chemical composition and good mixing of molten iron. Melting was carried out in induction crucible furnaces with a capacity of 160 and 400 kg with a neutral lining. To obtain a homogeneous structure of liquid iron, better dissolution of graphite residues and other inclusions, melt overheating to 1450 ° C was used. The modification was carried out in casting ladles with a capacity of 200 and 500 kg. The composition of the modifier included silicobarium with the aim of the most profound metal refining. The modifier was given to the jet during the release of metal from the furnace into the ladle. The molds are poured at a speed of 5-7 kg / s, which is provided by the cross-section of the channels of the gating system formed during the manufacture of the molds. After pouring the metal, the castings in the mold cool down to the knockout temperature.

При производстве высокой стеклотары на высокоскоростных стеклоформующих машинах теплопроводность выходит на первый план, так как значительная часть тепла должна быть отведена через материал стеклоформ.In the production of high glass containers on high-speed glass-forming machines, thermal conductivity comes to the fore, since a significant part of the heat must be removed through the material of the glass forms.

Требуемая теплопроводность чугунных форм, предназначенных для производства стеклянных изделий достигается путем формирования компактного графита в микроструктуре формы в ходе подготовки плавки литья стеклоформ.The required thermal conductivity of cast iron molds intended for the production of glass products is achieved by the formation of compact graphite in the microstructure of the mold during the preparation of melting casting glass molds.

Самый важный фактор, влияющий на теплопроводность - содержание углерода, чем больше углерода в металле, тем выше его теплопроводность. Однако общее содержание углерода в чугуне ограничено величиной углеродного эквивалента. Значение углеродного эквивалента не должно превышать 4,3%, только в этом случае застывание расплава начнется с железа, и графитные зерна приобретут необходимые размеры и форму.The most important factor affecting thermal conductivity is the carbon content, the more carbon in the metal, the higher its thermal conductivity. However, the total carbon content of cast iron is limited by the carbon equivalent. The carbon equivalent value should not exceed 4.3%, only in this case the solidification of the melt will begin with iron, and graphite grains will acquire the necessary size and shape.

Измерения показали, что чугун с крупнозернистым и равномерным графитом обладает наилучшей теплопроводностью, поэтому такая структура лучше всего подходит для внешней стороны форм.Measurements showed that cast iron with coarse-grained and uniform graphite has the best thermal conductivity, so this structure is best suited for the outside of the molds.

Глубина 30 мм соответствует наиболее рыхлой из-за позднего затвердевания зоне отливки. Эта зона определяет во многом теплопроводность отливки в целом. Теплопроводность повышается при увеличении доли феррита в структуре металлической матрицы.A depth of 30 mm corresponds to the loosest casting zone due to late solidification. This zone largely determines the thermal conductivity of the casting as a whole. Thermal conductivity increases with increasing proportion of ferrite in the structure of the metal matrix.

Основным показателем, определяющим плотность, является микроструктура чугуна на глубине 4 мм. Глубина 4 мм соответствует зоне рабочего слоя стеклоформы после механической обработки, и ее структура позволяет охарактеризовать работоспособность стеклоформ. В этой зоне важна мелкозернистая структура чугуна, которая улучшает полируемость формы.The main indicator determining the density is the microstructure of cast iron at a depth of 4 mm. The depth of 4 mm corresponds to the area of the working layer of the glass mold after machining, and its structure allows us to characterize the performance of glass molds. In this zone, the fine-grained structure of cast iron is important, which improves the polishability of the mold.

Для достижения необходимой плотности отливки по вертикальному сечению литье производится на металлический охладитель, установленный в песчаной форме. При контакте жидкого металла с охладителем, установленном в форме, происходит резкое увеличение скорости затвердевания отливки. Быстрое охлаждение металла на металлическом охладителе позволяет получить необходимую структуру заданной толщины.To achieve the necessary density of the casting over the vertical section, casting is performed on a metal cooler installed in sand form. Upon contact of the molten metal with the cooler installed in the mold, there is a sharp increase in the rate of solidification of the casting. Fast metal cooling on a metal cooler allows you to get the necessary structure of a given thickness.

Для успешной эксплуатации стеклоформ, кроме теплопроводности, важное значение имеет сопротивление растрескиванию и износостойкость. Для этого важно, чтобы основа чугуна состояла минимум на 95% из феррита и не более 5% перлита. Если количество перлита превысит 5%, то он будет превращаться обратно в феррит в процессе стеклопроизводства. Эти превращения спровоцируют объемные внутренние изменения, которые приведут к пластической деформации стеклоформ. Для получения необходимой ферритно-перлитной структуры отливки из чугуна подвергаются термообработке - высокотемпературному отжигу.For the successful operation of glass molds, in addition to thermal conductivity, cracking resistance and wear resistance are important. For this, it is important that the cast iron base consist of at least 95% ferrite and not more than 5% perlite. If the amount of perlite exceeds 5%, then it will turn back to ferrite in the process of glass production. These transformations will provoke volumetric internal changes that will lead to plastic deformation of glass forms. To obtain the necessary ferrite-pearlite structure, castings from cast iron are subjected to heat treatment - high-temperature annealing.

Как описано выше, в чугуне форм железо находится в состоянии феррита, чтобы избежать деформации на стеклоформующей машине. Однако чистый феррит очень мягкий и плохо сопротивляется изнашиванию. Одним из элементов, способных укрепить феррит, является кремний, но количество кремния ограничивается углеродным эквивалентом.As described above, in the cast iron forms, the iron is in a ferrite state in order to avoid deformation on the glass forming machine. However, pure ferrite is very soft and poorly resists wear. One of the elements that can strengthen ferrite is silicon, but the amount of silicon is limited to the carbon equivalent.

Никель, хром и марганец так же увеличивают прочность феррита без потери пластичности. В сером чугуне упрочняющее воздействие на металлическую основу легирующими элементами парализуется формой графита. Тем не менее, необходимость легирования подтверждается условием эксплуатации чугуна в условиях высоких температур.Nickel, chromium and manganese also increase the strength of ferrite without loss of ductility. In gray cast iron, the hardening effect on the metal base with alloying elements is paralyzed by the form of graphite. Nevertheless, the need for alloying is confirmed by the condition for the operation of cast iron at high temperatures.

Повышение сопротивления растрескиванию ведется двумя способами:Cracking resistance is enhanced in two ways:

1. Увеличение теплопроводности чугуна, что приводит к меньшей разности температур внутри материала и, следовательно, к снижению пиков напряжения.1. An increase in the thermal conductivity of cast iron, which leads to a smaller temperature difference inside the material and, consequently, to a decrease in voltage peaks.

2. Увеличение механической прочности чугуна путем легирования его молибденом. Этот элемент тормозит процесс снижения предела прочности при повышении температуры.2. An increase in the mechanical strength of cast iron by alloying it with molybdenum. This element inhibits the process of reducing the tensile strength with increasing temperature.

В результате проведенных исследований был найден компромисс между теплопроводностью и износостойкостью чугуна. Экспериментально проведен подбор необходимого содержания углерода, кремния и остальных компонентов. Установленный количественный баланс серы и марганца способствовал повышению твердости чугуна.As a result of the research, a compromise was found between the thermal conductivity and wear resistance of cast iron. The selection of the required content of carbon, silicon and other components was experimentally carried out. The established quantitative balance of sulfur and manganese increased the hardness of cast iron.

Таким образом, состав материала формы для изготовления стеклянных изделий имеет следующий состав, вес.%: углерод 3,2-3,6, кремний 1,8-2,3, марганец 0,5-0,7, хром 0,00-0,25, никель 0,6-0,9, молибден 0,3-0,5, титан 0,00-0,1, медь 0,1-0,2, сера 0,00-0,1, фосфор 0,00-0,1, железо - остальное.Thus, the composition of the material of the mold for the manufacture of glass products has the following composition, wt.%: Carbon 3.2-3.6, silicon 1.8-2.3, manganese 0.5-0.7, chromium 0.00- 0.25, nickel 0.6-0.9, molybdenum 0.3-0.5, titanium 0.00-0.1, copper 0.1-0.2, sulfur 0.00-0.1, phosphorus 0.00-0.1, iron - the rest.

Использование указанного состава в качестве материала для изготовления форм позволило получить качественные стеклянные изделия различных высоты, объема и формы. Кроме того, предложенный способ изготовления формы и состав материала позволили отработать график смены формокомплектов на линиях стеклоформующих машин и увеличить интервал между ними, а в итоге - получить приемлемые экономические показатели на финишных операциях производства стеклотары.The use of this composition as a material for the manufacture of molds allowed to obtain high-quality glass products of various heights, volumes and shapes. In addition, the proposed method for manufacturing the mold and the composition of the material made it possible to work out a schedule for changing mold kits on the lines of glass-forming machines and increase the interval between them, and as a result, obtain acceptable economic indicators for finishing glass container production operations.

На основании вышеизложенного с учетом проведенных патентно-информационных исследований считаем, что предлагаемое нами изобретение может быть защищено патентом Российской Федерации.Based on the foregoing, taking into account the conducted patent information research, we believe that our invention can be protected by a patent of the Russian Federation.

Claims (2)

1. Чугунная форма для изготовления стеклянных изделий, отличающаяся тем, что она выполнена из чугуна, содержащего, мас.%: углерод 3,2-3,6, кремний 1,8-2,3, марганец 0,5-0,7, хром 0,00-0,25, никель 0,6-0,9, молибден 0,3-0,5, титан 0,00-0,1, медь 0,1-0,2, сера 0,00-0,1, фосфор 0,00-0,1, железо - остальное, и имеющего структуру, состоящую минимум из 95% феррита и не более 5% перлита, в которой свободный графит имеет пластинчатую форму, причем на внешней стороне чугунной формы графит имеет крупнозернистую структуру, а на внутренней - мелкозернистую.1. Cast iron mold for the manufacture of glass products, characterized in that it is made of cast iron containing, wt.%: Carbon 3.2-3.6, silicon 1.8-2.3, manganese 0.5-0.7 , chromium 0.00-0.25, nickel 0.6-0.9, molybdenum 0.3-0.5, titanium 0.00-0.1, copper 0.1-0.2, sulfur 0.00 -0.1, phosphorus 0.00-0.1, iron - the rest, and having a structure consisting of a minimum of 95% ferrite and no more than 5% perlite, in which free graphite has a plate shape, and on the outside of the cast iron form graphite has a coarse-grained structure, and on the inside - fine-grained. 2. Способ получения чугунной формы для изготовления стеклянных изделий, включающий плавку чугуна и литье формы, отличающийся тем, что плавят чугун, содержащий, мас.%: углерод 3,2-3,6, кремний 1,8-2,3, марганец 0,5-0,7, хром 0,00-0,25, никель 0,6-0,9, молибден 0,3-0,5, титан 0,00-0,1, медь 0,1-0,2, сера 0,00-0,1, фосфор 0,00-0,1, железо - остальное, литье осуществляют на металлический охладитель, после чего отливки подвергают высокотемпературному отжигу. 2. A method of producing a cast-iron mold for the manufacture of glass products, comprising melting cast iron and casting, characterized in that the cast iron is melted, containing, wt.%: Carbon 3.2-3.6, silicon 1.8-2.3, manganese 0.5-0.7, chromium 0.00-0.25, nickel 0.6-0.9, molybdenum 0.3-0.5, titanium 0.00-0.1, copper 0.1-0 , 2, sulfur 0.00-0.1, phosphorus 0.00-0.1, iron - the rest, casting is carried out on a metal cooler, after which the castings are subjected to high-temperature annealing.
RU2011142967/02A 2011-10-24 2011-10-24 Mould for manufacturing glass products and method of obtaining it RU2516157C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011142967/02A RU2516157C2 (en) 2011-10-24 2011-10-24 Mould for manufacturing glass products and method of obtaining it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011142967/02A RU2516157C2 (en) 2011-10-24 2011-10-24 Mould for manufacturing glass products and method of obtaining it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011142967A RU2011142967A (en) 2013-04-27
RU2516157C2 true RU2516157C2 (en) 2014-05-20

Family

ID=49152092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011142967/02A RU2516157C2 (en) 2011-10-24 2011-10-24 Mould for manufacturing glass products and method of obtaining it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516157C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1149401A (en) * 1965-06-01 1969-04-23 Nisso Seiko Kabushiki Kaisha Hot worked cast iron roll
US6723180B2 (en) * 2000-12-22 2004-04-20 Mannesmann Sachs Ag Friction clutch comprising a friction element formed of flake graphite alloy
RU2288195C2 (en) * 2001-06-12 2006-11-27 Оуэнс-Броквэй Гласс Контейнер Инк. Mold for producing glass articles and a method for manufacture thereof
CN101412050A (en) * 2008-11-28 2009-04-22 北京工业大学 Abrasion-proof cast iron roll collar for straightening steel rail and preparation method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1149401A (en) * 1965-06-01 1969-04-23 Nisso Seiko Kabushiki Kaisha Hot worked cast iron roll
US6723180B2 (en) * 2000-12-22 2004-04-20 Mannesmann Sachs Ag Friction clutch comprising a friction element formed of flake graphite alloy
RU2288195C2 (en) * 2001-06-12 2006-11-27 Оуэнс-Броквэй Гласс Контейнер Инк. Mold for producing glass articles and a method for manufacture thereof
CN101412050A (en) * 2008-11-28 2009-04-22 北京工业大学 Abrasion-proof cast iron roll collar for straightening steel rail and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011142967A (en) 2013-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102851575B (en) Oxidation-resistant alloying grey cast iron and preparation method thereof
CN102851574B (en) Heatproof alloy vermicular cast iron and method for preparing same
CN103624084A (en) Resource-saving type high-boron high-speed steel composite roll and manufacturing method thereof
CN103469109A (en) Roughing roll made of graphitizable steel material and manufacturing method thereof
CN106367671B (en) A kind of spheroidal graphite cast-iron edger roll and its manufacturing method suitable for universal mill
CN103131942B (en) High nodulizing rate vermicular cast iron and the method for making of IC engine cylinder body, cylinder cover
CN103146988B (en) Highly thermal-fatigue resistant alloy and spheroidal graphite cast iron glass mold material and preparation method thereof
CN105401059A (en) Manufacturing technology and device for improved forged steel roller neck high nickel chrome molybdenum alloy cast composite roller
CN103725950A (en) Process for producing low-chromium complex alloy grinding ball
WO2011145194A1 (en) Heat-resistant cast iron type metallic short fiber, and process for production thereof
Turakulov et al. Steeling of synthetic cast iron in induction crucible furnace taking into account consumption rate of carburizers
CN112159922B (en) Gray cast iron inoculant and preparation method thereof
RU2395366C1 (en) Procedure for production of casts out of alloyed iron
CN103045933A (en) Heat-resistant nodular cast iron and heat treatment method thereof
CN107326257A (en) A kind of hi-strength nodular iron section bar and preparation method thereof
Viswanathan et al. Casting
CN106011602B (en) Marine diesel body spheroidal graphite cast-iron and preparation method thereof
CN106435335B (en) Amorphous inovulant for rich chromium cast iron and preparation method thereof and application method
Kopyciński Inoculation of chromium white cast iron
RU2516157C2 (en) Mould for manufacturing glass products and method of obtaining it
CN105463314A (en) Graphite-free roller used for rolling rubber and plastics and manufacture method for graphite-free roller
Sheikh Production of carbide-free thin ductile iron castings
JP2007327083A (en) Spheroidal graphite cast iron and method for producing the same
RU2019569C1 (en) Process for manufacturing castings of white iron
RU2556260C2 (en) Mould for producing glass container and method for production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20141007

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151025