目前D型石墨鑄鐵用作玻璃模具材料已成熱點，國內(nèi)外已有許多研究，從國外進口的模具分析表明，大都采用D型石墨鑄鐵材質(zhì)。通常采取加入元素鈦，采用金屬型等來獲得D型石墨。
2．2 球墨鑄鐵
同灰鑄鐵相比，球墨鑄鐵中的石墨為球狀，提高了材料的致密性，減小了石墨對基體的切割作用，孕育作用使晶粒度比灰鑄鐵小，使球墨鑄鐵的綜合性能提高。球墨鑄鐵雖然有較高的強度和韌性，并有良好的抗氧化性能，其抗熱疲勞性能也優(yōu)于其它鑄鐵，但由于其石墨呈孤立的球狀，導(dǎo)熱性較差，使玻璃制品在模腔中不能快速冷卻，從而限制了成型速度的提高，不能適應(yīng)機械化生產(chǎn)的要求，也限制了其在玻璃模具中的應(yīng)用，故只用于制造小型玻璃模具。
2．3 蠕墨鑄鐵
由于蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能與球墨鑄鐵相近，具有較高的導(dǎo)熱性、抗氧化性和抗生長能力，又有像灰鑄鐵那樣良好的鑄造性能和機械加工性能，使蠕墨鑄鐵具有良好的綜合性能，而用于制造玻璃模具材料。蠕墨鑄鐵朝著合金化方面也得到快速發(fā)展，如采用v—ri合金、Cr-Mo合金制造蠕墨鑄鐵。
2．3．1 低錫蠕墨鑄鐵
石墨形狀對鑄鐵性能的影響很大，片狀石墨的抗氧化、抗生長能力較差，而球狀石墨的導(dǎo)熱性較差，因此，采用蠕蟲狀石墨鑄鐵制造模具是理想的選擇，尤其以低錫蠕鐵制作玻璃模具較為合適。
2．3．2 含鋁蠕墨鑄鐵
含鋁蠕墨鑄鐵中加入最有效的抗氧化元素鋁，與銅鉻鑄鐵相比，抗氧化性提高11倍，抗生長性提高6.7倍。模具使用壽命最高達99.5萬次/模，平均壽命達到74.5萬次/模，比鉻鉬銅合金鑄鐵模具提高(2～3)倍，比普通鑄鐵模具提高(6～10)倍。
2．4 SMRl一86型合金鑄鐵
SMRI一86型合金鑄鐵經(jīng)(1320～1340)℃澆注成形，鑄態(tài)硬度為(240～250)HBS，經(jīng)660％×8h時效處理，硬度為(204～216)HBS。抗氧化性、抗生長及抗熱疲勞性能均優(yōu)于灰鑄鐵，使用壽命比灰鐵高(1～2)倍。
2．5 合金鋼
由于對玻璃制品的質(zhì)量要求越來越高，近年來開始采用合金鋼制模，合金鋼在大多數(shù)情況下比鑄鐵能更好地滿足對玻璃模具提出的性能要求。鋼的導(dǎo)熱性次于鑄鐵，因此使用時易出現(xiàn)過熱，產(chǎn)生黏附現(xiàn)象。因此必須采用強制冷卻、合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)、用硅酮脂潤滑等方法。
玻璃模具要承受很大的壓力和很高的溫度，因此要求模具材料的強度高、熱變形小、耐熱性好，通常采用耐熱合金鋼，如3Cr2W8、5CrNiMo和1Crl7Ni2MoVRe等，在實際生產(chǎn)應(yīng)用中取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
不銹鋼是一種耐腐蝕、強度高、耐氧化及韌性好的材料，熱膨脹小，英國很早就用于制造沖頭、襯模等，美國用AISI430和AISI3 10等不銹鋼制造玻璃成型模具。
國內(nèi)開發(fā)了代號為GY的高溫玻璃模具鋼。該鋼是si—Gr—Mo系預(yù)硬鋼，具有良好的冷熱疲勞性能，優(yōu)異的抗氧化性能和較高的玻璃粘附溫度。該鋼的預(yù)硬硬度在35HRC左右，加工性能良好，尤其適用于制造玻璃熔化或成型溫度較高、表面質(zhì)量要求高的玻璃成型模具。
2．6 鎳基合金
這類合金的耐熱性比鑄鐵好，所以用它制作的模具表面裂紋少、壽命長、生產(chǎn)率高，并能提高玻璃制品的光潔度，但這類材料的價格高。為了提高玻璃制品的表面光潔度或延長模具的用壽命，仍然使用這類材料制模，如用Monel—K500鎳基合金制作沖頭。常用鎳合金的成分為(％)： (Wc=7.5，Wc=0.3，Wfe=5.0，Wsi=4，WB=1.2，其余均為鎳，其導(dǎo)熱系數(shù)約為鑄鐵的一半，鎳基合金的主要優(yōu)點是模具可以鑄造成型，無須機械加工。
2．7 銅基合金
主要是鋁青銅，WAi(9.5—10.5)％，適當加入鎳、鉻、鋅等元素，主要用于高質(zhì)、高速成型模具。銅基合金的導(dǎo)熱性很好，高速成型時仍能保證玻璃制品的質(zhì)量，因此頗受人們的重視。現(xiàn)主要有兩類：一類含有cu、Al、zn和Ni，這類合金對提高表面光潔度最為有效。這種合金的抗氧化、導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性和熱塑性都很好，顯著改善了成型機的操作條件，這種模具的失效原因主要是機械損傷，無熱裂和氧化裂紋。另一類含cu、Al、Ni和co，不含zn，與鑄鐵相比可使成型速度提高(15～25)％，能使模具的工作面壽命延長3倍左右，模具易于修復(fù)，制品質(zhì)量好，常用于制作顯像管模具，沖頭和口模等。
2．8 耐熱合金
耐熱合金主要有3G13、4G13等，一般盡量選用含鎳量較低的合金，避免導(dǎo)熱性太差，主要用于壓制模具。
3.模具表面強化
玻璃模具的模腔溫度可達(600～800)℃ ，模具的合模面容易發(fā)生變形，使玻璃制品的合縫線粗大，因此，模具的合縫線部位需要進行強化。主要強化方法有火焰加熱表面淬火、激光加熱表面淬火、等離子噴涂和熱噴涂等。熱噴涂，就是在模具表面噴焊一層鎳鉻合金粉末，形成具有特殊性能的表面復(fù)合材料層，以提高接觸表面的高溫耐磨性、耐高溫、抗氧化性能，既可充分發(fā)揮鑄鐵的導(dǎo)熱性，又能克服鑄鐵抗高溫氧化及抗機械磨損能力差的弱點，這樣就可以在不改變工件整體性能的基礎(chǔ)上，使模具的壽命大幅度提高。用灰鑄鐵制造的玻璃模具，熱噴涂鎳基自熔合金，可使模具壽命提高5倍以上。
4.結(jié)論
(1)鑄鐵作為制造玻璃成型模具的材料的主導(dǎo)地位，預(yù)計在今后相當長時間內(nèi)不會發(fā)生改變，但會通過改變化學(xué)成分和組織來優(yōu)化鑄鐵的性能。
(2)D型石墨鑄鐵由于比A型石墨鑄鐵具有更高的抗拉強度，更好的抗氧化性和耐磨性等優(yōu)異性能，正受到玻璃模具行業(yè)的廣泛重視。
(3)GY鋼具有良好的冷熱疲勞性能，優(yōu)異的抗氧化性能，優(yōu)良的抗熱觸性能和較高的玻璃粘附溫度，適用于制造玻璃熔化或成型溫度較高、表面質(zhì)量要求高的玻璃制品模具。
(4)提高模具材料生產(chǎn)的專業(yè)化水平。建議成立專門的模具材料生產(chǎn)廠，提高設(shè)備配套水平，提高生產(chǎn)水平，創(chuàng)建知名的模具材料品牌。
(5)提高國內(nèi)模具材料供應(yīng)的專業(yè)水平。目前流通領(lǐng)域中的經(jīng)、代銷商大都為非專業(yè)的，銷售公司的經(jīng)營規(guī)模停留在較低水平上，有必要建立專業(yè)的模具材料銷售公司。
