一种汽车轮胎模具用低熔点合金

摘要

本发明公开了一种汽车轮胎模具用低熔点合金，按重量百分比，包括以下组分：Bi 20%‑70%、Ni 0%‑0.5%、Ce 0%‑1%、Ge 0%‑1%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。所述汽车轮胎模具用低熔点合金铸模时流动性能好，反复熔铸性能稳定，无毒性，对操作者无害，对环境无污染，多元共晶合金、熔点低，易熔化，制模方便且合金强度高，模具使用寿命长，因而具有较高的经济效益。

权利要求

1.一种汽车轮胎模具用低熔点合金，其特征在于：按重量百分比，包括以下组分：Bi 

35%-65%、Ni 0.05%-0.4%、Ce 0.001%-0.5%、Ge 0.05%-0.5%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质，所述合金的制作方法包括以下三个步骤，步骤一：按照合金重量份的比例要求，分别取95重量份的锡锭投入坩埚中，首先加温并保持温度在350℃，再向坩埚中加入1㎝厚的硅酸钠，再取5重量份的Ce和5重量份的Ge加入其中，升温并保持1300℃±100℃，持续1.5小时，并不断用木棒搅拌，全部熔化后得Ce和Ge与锡的中间合金，待自然冷却至300℃后浇铸成合金条待用；

步骤二：领取锡锭于不锈钢熔炉中，升温至300℃，按照重量百分比添加单质Bi以及步骤一中的Ce和Ge与锡的中间合金一起投入锡炉中，同时加入300g木屑，在搅拌的状态下逐渐升温至350℃，并保持此温度搅拌30min，搅拌停止后捞出合金液体表面的浮渣；

步骤三：在350℃的温度下，将步骤二的熔炉中的锡液通过标准模具浇铸成1Kg/条的合金条。

2.根据权利要求1所述的一种汽车轮胎模具用低熔点合金，其特征在于：按重量百分比，包括以下组分：Bi 60%、Ni 0.1%、Ce 0.005%、Ge 0.015%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。

说明书

一种汽车轮胎模具用低熔点合金

[0001] 技术领域：

[0002] 本发明涉及一种汽车轮胎模具用低熔点合金，涉及模具金属制备技术领域。

[0003] 背景技术：

[0004] 在当今快速发展的模具行业中，锡铋合金的使用量是巨大的。人们利用铋锡合金材料熔点低、流动性好、浇铸成形方便、无收缩及材料可以反复使用等优点,运用在汽车轮胎制造的行业中，为汽车轮胎制造业起到了无可替代的作用。传统的锡铋合金由于熔点低，流动性好，可以采用铸造的方法制模，制模周期短，机加工工时少，尤其是形状复杂的拉延模，其优越性更明显。铋锡低熔点合金模具用过之后，可以重熔再铸新模，因而节省了大量的模具材料。低熔点合金由于有冷胀性能，亦可用来做凸模、凹模、导柱导套等的紧固材料。由于上述特点，低熔点的锡铋合金在铸造方法制模工艺中得到广泛应用。

[0005] 但是随着汽车行业的发展,轮胎也随着时间也不断的更新，对轮胎的质量要求也越来越高,不管是从轮胎的设计以及轮胎的花纹都提出了更高的要求，逐渐趋向于整体化、流线形、大圆角和曲线形发展。为此,对轮胎模具的制造提出了硬度高、制造速度快和精密度高的要求，而目前传统的低熔点的铋锡合金很难满足这些要求。

[0006] 发明内容：

[0007] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种合金硬度高、制造速度快和精密度高且能反复熔铸使用的汽车轮胎模具用低熔点合金。

[0008] 为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

[0009] 一种汽车轮胎模具用低熔点合金，其特征在于：按重量百分比，包括以下组分：Bi 20%-70%、Ni 0%-0.5%、Ce 0%-1%、Ge 0%-1%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。

[0010] 作为优选，按重量百分比，包括以下组分：Bi 35%-65%、Ni 0.05%-0.4%、Ce 0.001%-0.5%、Ge 0.05%-0.5%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。

[0011] 作为优选，按重量百分比，包括以下组分：Bi 60%、Ni 0.1%、Ce  0.005%、Ge 0.015%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。

[0012] 作为优选，所述合金的制作方法包括以下三个步骤，

[0013] 步骤一：按照合金重量份的比例要求，分别取95重量份的锡锭投入坩埚中，首先加温并保持温度在350℃，再向坩埚中加入1㎝厚的硅酸钠，分别再取5重量份的Ce和/或5重量份的Ge加入其中，升温并保持1300℃±100℃，持续1.5小时，并不断用木棒搅拌，全部熔化后得Ce和/或Ge与锡的中间合金，待自然冷却至300℃后浇铸成合金条待用；

[0014] 步骤二：领取锡锭于不锈钢熔炉中，升温至300℃，按照重量百分比添加单质Bi以及步骤一中的Ce和/或Ge与锡的中间合金一起投入锡炉中，同时加入300g木屑，在搅拌的状态下逐渐升温至350℃，并保持此温度搅拌30min，搅拌停止后捞出合金液体表面的浮渣；

[0015] 步骤三：在350℃的温度下，将步骤二的熔炉中的锡液通过标准模具浇铸成1Kg/条的合金条。

[0016] 与现有技术相比，本发明的有益之处是：所述汽车轮胎模具用低熔点合金具有以下优点;

[0017] 1、合金铸模时流动性能好，反复熔铸性能稳定，无毒性，对操作者无害，对环境无污染，多元共晶合金、熔点低，易熔化，制模方便；

[0018] 2.合金强度高，模具使用寿命长；

[0019] 3.合金流动性能好，合金熔化后充填能力强，成模清晰，表面光滑；

[0020] 4.合金膨胀收缩率小，能保证成模精度；

[0021] 5.合金与标准样件不粘连，分模容易；

[0022] 7.合金模具用完可重熔，合金可反复使用；

[0023] 8.合金铸模时成模快，可较大程度上减少模具堆放空间。

[0024] 具体实施方式：

[0025] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围：

[0026] 实施例1：一种汽车轮胎模具用低熔点合金，按重量百分比，包括以下组分：Bi 58%、Ni 0.055%、Ce 0.01%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。

[0027] 通过上述重量百分比制成的低熔点合金，合金的密度高、可塑性高且在高温下具有一定的抗氧化能力，合金铸模后的表面质量较好。

[0028] 实施例2：一种汽车轮胎模具用低熔点合金，按重量百分比，包括以下组分：Bi 40%、Ni 0.03%、Ce 0.005%、Ge 0.01%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。

[0029] 通过上述重量百分比制成的低熔点合金，合金的密度高、可塑性高且在高温下的抗氧化能力强，合金铸模后的表面质量高。

[0030] 实施例3：一种汽车轮胎模具用低熔点合金，按重量百分比，包括以下组分：Bi 60%、Ni 0.1%、Ce 0.005%、Ge 0.015%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。

[0031] 通过上述重量百分比制成的低熔点合金，合金的密度高、可塑性高且在高温下的抗氧化能力强，合金铸模后的表面质量高。

[0032] 对比例1，一种锡铋合金，按重量百分比，包括以下组分：Bi 55%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。

[0033] 通过上述重量百分比制成的合金，合金的密度低、可塑性低且在高温下的抗氧化能力较差，合金铸模后的表面质量差。

[0034] 对比例2，一种锡铋合金，按重量百分比，包括以下组分：Bi 60%、Ce 0.1%、Ge 0.3%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。

[0035] 通过上述重量百分比制成的合金，合金的密度低、可塑性低且在高温下具有较好的抗氧化能力，合金铸模后的表面质量较好。

[0036] 对比例3，一种锡铋合金，按重量百分比，包括以下组分：Bi 60%、Ni 0.2%、余量为Sn以及小于0.05%的杂质。

[0037] 通过上述重量百分比制成的合金，合金的密度高、可塑性高且在高温下具有抗氧化能力较差，合金铸模后的表面质量较差。

[0038] 上述实施例1-4所述的汽车轮胎模具用低熔点合金的制作方法包括以下三个步骤，

[0039] 步骤一：按照合金重量份的比例要求，分别取95重量份的锡锭投入坩埚中，首先加温并保持温度在350℃，再向坩埚中加入1㎝厚的硅酸钠，分别再取5重量份的Ce和/或5重量份的Ge加入其中，升温并保持1300℃±100℃，持续1.5小时，并不断用木棒搅拌，全部熔化后得Ce和/或Ge与锡的中间合金，待自然冷却至300℃后浇铸成合金条待用；

[0040] 步骤二：领取锡锭于不锈钢熔炉中，升温至300℃，按照重量百分比添加单质Bi以及步骤一中的Ce和/或Ge与锡的中间合金一起投入锡炉中，同时加入300g木屑，在搅拌的状态下逐渐升温至350℃，并保持此温度搅拌30min，搅拌停止后捞出合金液体表面的浮渣；

[0041] 步骤三：在350℃的温度下，将步骤二的熔炉中的锡液通过标准模具浇铸成1Kg/条的合金条。

[0042] 因此，从实施例与对比例中可以明显看出，通过金属元素镍的添加，可以细化合金晶粒，共晶成分更加均匀，制造模具时流动性大大增加，提高了合金的可塑造性能；金属元素铈、锗的添加，可以增加合金材料的抗氧化性能和蠕变性能，一定程度上也可以细化合金晶粒，提高了合金高温下抗氧化的性能，提高了模具的表面质量，而上述锡铋合金属于环保型合金，属于多元共晶金属，在常温下，呈固态、银白色，熔点为46℃-138度，固液体积收缩率为0.051%，具有较强的渗透性，对于纹路复杂的轮胎模具来说其优越性更加明显，在汽车轮胎模具制造行业有着广泛的市场前景。

[0043] 需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。