顯像管玻殼的成分為：wSiO2＝67.5%，wAl2O3＝5.0%，wBeO＝12%，wK2O=7%，wNa2O＝7%, wLi2O＝0.6%，wCaF2=0.9%。熔化玻璃在爐中的溫度為1300~1400oC。進入成型模中的玻璃熔體的溫度約為l060℃，壓制后玻殼溫度為800℃左右，此時模具內表面的溫度達到600~700℃，模具在高溫下易被氧化和發(fā)生變形，玻殼脫模后，對模具進行吹風冷卻，使模具表面迅速降溫到420~450℃。因此，玻殼模具始終在周期性的急冷急熱狀態(tài)下工作，導致模具表面在交變熱應力的作用下出現(xiàn)熱疲勞裂紋。另外，玻殼中含有Si、Al、Li、Na及F等元素，對模具材料有較強的腐蝕性根據玻殼模具的使用條件，一般選用含鉻的馬氏體不銹鋼和熱作模具鋼作為玻殼模具用材，可選的模具材料包括1Cr18Ni9Ti、Cr25Ni20Si2、1Cr13、3Cr13、4Cr13、4Cr13、NiCr17、Cr17Ni2等不銹鋼以及3Cr2W8V、3Cr3Mo3V、3Cr3Mo3Co3V等熱作模具鋼。為了提高玻殼表面質量及延長模具使用壽命，有時還要在模具表面進行鍍鉻或擴散鍍鉻處理。玻殼模具最常用的材料為4Cr13Ni。
玻殼模具通常采用鑄造工藝成形，并經過必要的熱處理和機械加工，得到最終的模具零件。造型時用新砂，涂料為Al2O3，砂型和砂芯的烘烤溫度為350℃。澆注溫度不宜過高，以1500℃為宜。為了提高模具的冷熱疲勞抗力，模具的工作面應當具有細小晶粒組織。由于鑄造的模具坯料一般還要進行一定的機加工，因此鑄造后得到的晶粒細化層的厚度應當大于機加工余量。在型砂中放置冷鐵，可以提高冷卻速度，有助于得到較厚的細晶粒層。當然冷鐵的厚度也不宜過大，其厚度一般在30~80mm之間，否則將由于冷速過大，形成垂直于表面的柱狀晶粒，反而對提高冷熱疲勞抗力不利。
模具材料的熱處理可以選擇在鑄造后立即進行回火處理或者高溫淬火后再回火處理。4Cr13Ni 合金鑄造后立即在700℃回火兩次，回火組織為鐵素體和均勻分布的細粒狀碳化物，硬度為24HRC；將鑄造模具重新加熱到1000℃淬火后，再進行兩次700℃回火，處理后硬度為25HRC，其碳化物分布更加均勻。4Cr13Ni合金的兩種熱處理規(guī)范及力學性能，增加1000℃淬火工序，對模具力學性能并無明顯改進，說明4Cr13Ni鋼鑄造后僅采用兩次回火處理是完全可行的，其冷熱疲勞抗力顯著高于鑄鐵。在鑄造過程中，在模具毛坯型腔表面可能會出現(xiàn)一些缺陷，切削加工后，微小缺陷的暴露會影響到壓制玻殼的質量，因此需對模具進行補焊以消除缺陷。補焊可采用氬弧焊，焊絲成分宜選用3Cr15Ni2(降碳，提高鉻、鎳含量)，補焊后應于700℃進行回火。為提高玻璃制品的質量和模具壽命，可在模具型腔鍍鉻，鍍鉻層厚度為0.01~0.02mm。鍍鉻的工藝如下：鉻酐250g/L，硫酸2.5g/L；電流密度為30A/dm2；電鍍工作溫度為65℃，鍍覆時間約為30min。模具工作一段時間后出現(xiàn)磨損，需要將鍍鉻層退鉻后再重新施鍍。在11位自動壓機上分別安裝4Cr13Ni鋼、Cr25Ni20Si2鋼、Cr17鋼、鑄鐵等材料制造的顯像管屏凹模，進行使用對比試驗。鑄鐵凹模壓制玻殼5000件后，因凹模中心嚴重龜裂而報廢；Cr25Ni20Si2鋼凹模因導熱性差，不能適應壓機連續(xù)操作，無法和4Cr13Ni鋼凹模同機繼續(xù)試驗；Crl7鋼凹模壓制5萬件后，因表面有砂眼不能再壓出合格玻殼；只有用4Cr13Ni鋼制玻殼模具時，壓制15萬次以上仍可繼續(xù)使用，未出現(xiàn)龜裂。
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