close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 11507

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 03B 9/00
C 22C 37/00
ФОРМА ДЛЯ МАШИНЫ, ФОРМУЮЩЕЙ СТЕКЛЯННЫЕ
ИЗДЕЛИЯ, И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20020503
(22) 2002.06.11
(31) 09/879,495 (32) 2001.06.12 (33) US
(43) 2003.12.30
(71) Заявитель: ОУЭНС-БРОКВЭЙ ГЛАСС
КОНТЕЙНЕР ИНК. (US)
(72) Автор: ЛЬЮИС, Дэвид, Л. (US)
BY 11507 C1 2009.02.28
BY (11) 11507
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: ОУЭНС-БРОКВЭЙ
ГЛАСС КОНТЕЙНЕР ИНК. (US)
(56) EP 1084994 A2, 2001.
US 4555259, 1985.
RU 2027553 C1, 1995.
SU 183945, 1966.
US 5173253 A, 1992.
JP 58071353 A, 1983.
(57)
1. Форма для машины, формующей стеклянные изделия, изготовленная из аустенитного ковкого чугуна нирезист, содержащего углерод, кремний, железо и при необходимости молибден, отличающаяся тем, что изготовлена из чугуна, дополнительно
содержащего марганец, никель, магний, титан и при необходимости хром, серу и фосфор
при следующем соотношении компонентов, мас. %:
углерод
1,50-2,40
кремний
1,00-2,80
молибден
0,00-0,80
марганец
0,05-1,00
никель
34,0-36,0
магний
0,01-0,04
титан
0,01-0,25
хром
0,00-0,10
сера
0,00-0,01
фосфор
0,00-0,08
железо
остальное.
2. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что она изготовлена из чугуна, содержащего
компактный графит.
3. Форма по п. 2, отличающаяся тем, что количество компактного графита составляет, по меньшей мере, 40 % от общего количества графита, содержащегося в чугуне.
4. Способ изготовления формы для машины, формующей стеклянные изделия, включающий отливку формы из чугуна, отличающийся тем, что используют аустенитный
ковкий чугун нирезист, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, магний, титан,
железо и при необходимости молибден, хром, серу и фосфор при следующем их соотношении, мас. %:
углерод
1,50-2,40
кремний
1,00-2,80
BY 11507 C1 2009.02.28
марганец
никель
магний
титан
молибден
хром
сера
фосфор
железо
0,05-1,00
34,0-36,0
0,01-0,04
0,01-0,25
0,00-0,80
0,00-0,10
0,00-0,01
0,00-0,08
остальное.
Настоящее изобретение относится к машинам, предназначенным для производства
стеклянных изделий, и, в частности, к форме для машины, формующей стеклянные изделия, а также к способу ее изготовления, в котором микроструктуру материала формы подбирают таким образом, чтобы получить требуемые характеристики теплопередачи.
Производство стеклянных контейнеров в настоящее время основано на так называемой машине с индивидуальной секцией. Такие машины включают множество отдельных или индивидуальных секций для изготовления стеклянных изделий, каждая из
которых содержит набор рабочих механизмов, предназначенных для формирования из
одной или нескольких загрузок или капель расплавленного стекла полых стеклянных
контейнеров и преобразования контейнеров в последовательных станциях машинной
секции. Каждая секция машины обычно содержит одну или большее количество черновых форм, в которых капля стекла проходит предварительную формовку с использованием операций выдувания или прессования, один или несколько переворачивающих
рычагов, предназначенных для подачи заготовок в формы для выдувания, в которых контейнеры выдувают для придания им конечной формы, захваты, предназначенные для передачи сформированных контейнеров на приемный стол стеклоформующей машины, и
механизм выталкивателя, предназначенный для переноса сформованных контейнеров с
приемного стола на конвейер машины. В американском патенте 4362544 содержится
описание предпосылок изобретения, относящихся к процессам формирования стеклянных изделий типа выдувание-и-выдувание и прессование-и-выдувание, и в нем описана
электропневматическая машина с индивидуальной секцией, предназначенная для использования в этих процессах. В прошлом формы для заготовок и формы для выдувания стеклоформовочной машины обычно охлаждали путем направления струи воздуха на части
формы или через них. В американских патентах 3887350 и 4142884 было предложено для
улучшения отвода тепла, например, направлять жидкость, такую как вода, через проходы,
выполненные в некоторых деталях формы.
Материал формы, предназначенной для производства качественных стеклянных изделий, должен иметь следующие характеристики: хорошая износостойкость, хорошая устойчивость к растрескиванию при воздействии теплового цикла, хорошие механические
свойства, хорошие свойства отделения стекла, легкость при обработке, простота ремонта
и приемлемые экономические характеристики. Для использования в качестве материала
для изготовления форм, предназначенных для производства стеклянных изделий, в которых требуется пониженная теплопроводность (по сравнению, например, с серым чугуном), был предложен ковкий чугун, который определяется как чугун, в котором
свободный микроструктурный графит находится в сферической форме. Ковкий чугун
обычно используют в качестве материала формы для таких стеклянных контейнеров, при
изготовлении которых требуется незначительный отвод тепла из оборудования формы,
например, таких стеклянных изделий, как косметические и фармацевтические бутылочки.
Однако ковкий чугун до настоящего времени не использовали для производства форм,
предназначенных для контейнеров большего размера, таких как пивные бутылки, из-за его
2
BY 11507 C1 2009.02.28
низкой теплопроводности и плохой устойчивости к тепловому циклу. Для использования
в производстве стеклянных изделий был предложен ковкий чугун типа нирезист (коррозионно-стойкий чугун, содержащий никель). Повышенное содержание никеля в ковком
чугуне нирезист способствует улучшению свойств отделения стекла. Однако стандартный
аустенитный ковкий чугун типа нирезист не обладает требуемой теплопроводностью и
стойкостью к растрескиванию под воздействием теплового цикла.
В патенте ЕР 1084994А2, опубликованном в 21 марта 2001 года, описано, что корпус
или корпуса формы (черновой формы или формы для выдувания) для машины с индивидуальной секцией, формующей стеклянные изделия, могут быть изготовлены из аустенитного ковкого чугуна типа нирезист. Такой ковкий чугун, предпочтительно, представляет
собой ковкий чугун нирезист типа D в соответствии со стандартом ASTM-A439-84, но
модифицированный с повышением содержания кремния и молибдена. В качестве примера
описан чугун типа D2-C. Содержание в нем кремния предпочтительно превышает
3,0 мас. % и наиболее предпочтительно составляет 4,20 ± 0,20 мас. %. Содержание молибдена предпочтительно превышает 0,5 мас. % и наиболее предпочтительно составляет
0,70 ± 0,10 мас. %. Повышенное содержание кремния снижает теплопроводность материала формы. Повышенное содержание молибдена улучшает стойкость к растрескиванию под
воздействием теплового цикла. Повышенное содержание никеля, характерное для материала нирезист, улучшает свойства отделения стекла. Состав аустенитного ковкого чугуна
нирезист в соответствии с настоящей заявкой также способствует обеспечению требуемых свойств по износостойкости и других механических свойств, обеспечивает простоту
обработки и ремонта и требуемые экономические характеристики. Аустенитный материал нирезист также обеспечивает более стабильную микроструктуру, чем серый чугун, например, при температуре до 1400 °F (760 °C).
В соответствии с применяемой в настоящее время технологией черновые формы и
формы для выдувания в формующей стеклянные изделия машине с индивидуальной секцией разрабатывают отдельно друг от друга для получения наиболее соответствующих
тепловых и других свойств для различных условий работы формы. Настоящее изобретение, в общем, направлено на получение единого материала, который можно использовать
как для изготовления черновых форм, так и форм для выдувания машины, формирующей
стеклянные изделия, с индивидуальной секцией, причем свойства по теплопередаче формы подбирают в ходе производства путем избирательного подбора состава металла перед
отливкой корпуса формы.
Теплопроводностью стеклоформующих черновой формы и формы для выдувания,
предназначенных для производства стеклянных изделий, из чугуна нирезист избирательно
управляют путем формирования компактного графита в микроструктуре материала формы в ходе подготовки плавки и литья корпусов форм. В частности, для чугуна нирезист
типа D5 в соответствии со стандартом ASTM-А439-84 компактный графит избирательно
формируют в микроструктуре отливки корпуса формы путем управления концентрациями
магния и серы в составе чугуна в диапазоне от 0,01 до 0,04 мас. % магния и от 0,00 до
0,01 мас. % серы и добавления титана в состав чугуна в количестве от 0,10 до 0,25 мас. %.
Принимая во внимание, что формирование компактного графита в микроструктуре отливки ковкого чугуна обычно рассматривается как нежелательное для форм, предназначенных для формирования стеклянных контейнеров, было определено, что формирование
небольшого, но приемлемого количества графита обеспечивает возможность избирательной подгонки характеристик теплопроводности корпуса формы.
Форма для машины, формующей стеклянные изделия, в соответствии с предпочтительным в настоящее время вариантом воплощения настоящего изобретения изготовлена
из аустенитного ковкого чугуна нирезист, содержащего углерод, кремний, железо и при
необходимости молибден и дополнительно марганец, никель, магний, титан и при необходимости хром, серу и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас. %.
3
BY 11507 C1 2009.02.28
углерод
1,50-2,40
кремний
1,00-2,80
молибден
0,00-0,80
марганец
0,05-1,00
никель
34,0-36,0
магний
0,01-0,04
титан
0,01-0,25
хром
0,00-0,10
сера
0,00-0,01
фосфор
0,00-0,08
железо
остальное.
В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения форма изготовлена из аустенитного чугуна нирезист, содержащего компактный графит (типа D5), предпочтительно заметное или измеримое количество компактного графита, составляющее
40 мас. % или больше. То есть в наиболее предпочтительном варианте воплощения, по
меньшей мере, 40 % графита находится в компактной, а не в сферической форме.
Предпочтительный вариант воплощения настоящего изобретения касается формы, изготовленной из чугуна следующего состава: углерод в количестве от 1,50 до 2,40 мас. %,
кремний в количестве от 1,00 до 2,80 мас. %, марганец в количестве от 0,50 до 1,00 мас. %,
фосфор в количестве от 0,00 до 0,80 мас. %, никель в количестве от 34,0 до 36,0 мас. %,
хром в количестве от 0,00 до 0,10 мас. %, молибден в количестве от 0,00 до 0,80 мас. %,
магний в количестве от 0,01 до 0,04 мас. %, сера в количестве от 0,00 до 0,01 мас. %, титан
в количестве от 0,01 до 0,25 мас. % и балансное железо.
Способ изготовления формы для машины, формующей стеклянные изделия, в соответствии с предпочтительным в данный момент вариантом воплощения настоящего изобретения включает отливку формы из чугуна, причем используют аустенитный ковкий
чугун нирезист, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, магний, титан, железо и
при необходимости молибден, хром, серу и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас. %.
углерод
1,50-2,40
кремний
1,00-2,80
молибден
0,00-0,80
марганец
0,05-1,00
никель
34,0-36,0
магний
0,01-0,04
титан
0,01-0,25
хром
0,00-0,10
сера
0,00-0,01
фосфор
0,00-0,08
железо
остальное.
Таким образом, формы отливают из аустенитного ковкого чугуна нирезист типа D5 в
соответствии со стандартом ASTM-A439-84, при избирательном управлении теплопроводностью формы путем избирательного управления содержанием магния в составе формы в диапазоне от 0,01 до 0,04 мас. %, содержанием серы в диапазоне от 0,00 до
0,01 мас. % и содержанием титана в диапазоне от 0,01 до 0,25 мас. %. Избирательная подгонка характеристик теплопередачи материала формы в ходе процесса изготовления формы позволяет использовать один и тот же основной материал как для черновых форм, так
и для форм, предназначенных для выдувания, при обеспечении возможности избирательной подгонки характеристик теплопередачи форм каждого типа в соответствии с конкретными требованиями при использовании.
4
BY 11507 C1 2009.02.28
Корпуса для форм, предназначенных для машины, формующей стеклянные изделия
(черновых форм или форм, предназначенных для выдувания), изготавливают из аустенитного ковкого чугуна нирезист в соответствии с предпочтительными в данное время вариантами воплощения настоящего изобретения. Ковкий чугун нирезист представляет собой
ковкий чугун с высоким содержанием никеля. Ковкий чугун нирезист типа D5 в соответствии со стандартом ASTM-A439-84 имеет следующий состав: от 1,50 до 2,40 мас. % углерода, от 1,00 до 2,80 мас. % кремния, от 0,05 до 1,00 мас. % марганца, от 0,00 до
0,80 мас. % фосфора, от 34,0 до 36,0 мас. % никеля, от 0,00 до 0,10 мас. % хрома, от 0,00
до 0,80 мас. % молибдена, приблизительно от 0,03 до 0,06 мас. % магния, приблизительно
0,01 мас. % серы и балансное железо. В соответствии с настоящим изобретением концентрации магния и серы в расплаве или "плавке" перед отливкой уменьшают до диапазона
от 0,01 до 0,04 мас. % магния и от 0,00 до 0,01 мас. % серы и титан добавляют в расплав
или "плавку" в количестве, которое позволяет обеспечить концентрацию титана в диапазоне от 0,10 до 0,25 мас. %. Снижение концентрации магния повышает тенденцию графита образовывать компактную структуру вместо сферической структуры. Аналогично,
снижение содержания серы улучшает формирование компактного графита. Добавка титана повышает тенденцию графита принимать компактную форму вместо сферической
формы и способствует формированию компактного графита. Все три элемента должны
управляться для обеспечения повторимости микроструктуры.
Таким образом, состав материала для корпусов форм в соответствии с настоящим изобретением представляет собой чугун, содержащий: от 1,50 до 2,40 мас. % углерода, от
1,00 до 2,80 мас. % кремния, от 0,05 до 1,00 мас. % марганца, от 0,00 до 0,08 мас. % фосфора, от 34,0 до 36,0 мас. % никеля, от 0,00 до 0,10 мас. % хрома, от 0,00 до 0,80 мас. %
молибдена, от 0,01 до 0,04 мас. % магния, от 0,00 до 0,01 мас. % серы, от 0,01 до
0,25 мас. % титана и балансное железо. Снижение концентраций магния и серы и добавление титана приводит к формированию компактного графита в микроструктуре материала корпуса формы. Концентрация компактного графита в микроструктуре материала
формы избирательно управляется путем управления концентрациями магния, серы и титана в расплаве или "плавке" перед отливкой. Таким образом, может использоваться один
и тот же основной расплав для изготовления форм, предназначенных для работы в качестве черновой формы, или формы для выдувания, характеристики теплопередачи которых
подбирают соответственно для черновых форм или форм для выдувания путем избирательного управления концентрацией магния, серы и титана.
Таким образом, были описаны форма и способ изготовления формы, которые полностью удовлетворяют всем целям, поставленным выше. В частности, одновременное избирательное снижение концентрации магния и серы и добавление титана в аустенитный
ковкий чугун нирезист обеспечивает избирательное управление характеристиками теплопередачи корпуса формы путем избирательного формирования компактного графита в
микроструктуре отливки материала формы. Таким образом, один и тот же основной состав ковкого чугуна нирезист может быть использован для форм, предназначенных для
работы в качестве черновой формы, или формы для выдувания, с характеристиками теплопередачи, подбираемыми путем избирательного управления этими малыми составляющими материала.
Модификации и вариации формы и способа ее изготовления будут очевидны для специалистов в данной области техники. Настоящее изобретение предназначено для охвата
всех таких модификаций и вариаций, которые попадают в пределы сущности и широкого
понимания объема прилагаемой формулы изобретения.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
93 Кб
Теги
11507, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа