專利名稱：一種高性能鈦合金防爆工具及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高性能鈦合金防爆工具及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)防爆工具主要采用鋁青銅或鈹青銅材料制作而成。鋁青銅材料制作的防爆工具，其硬度、強(qiáng)度較低，其中硬度為HRC25以上，扭矩值達(dá)到國家相關(guān)防爆工具標(biāo)準(zhǔn)QB/T2613. I 7-2003規(guī)定的B和D系列(低系列)。鈹青銅材料制作的防爆工具硬度、強(qiáng)度高于鋁青銅材料防爆工具，其硬度、強(qiáng)度較高，其中硬度為HRC35以上，扭矩值達(dá)到國家相關(guān)防爆工具標(biāo)準(zhǔn)QB/T2613. I 7-2003規(guī)定的A和C系列(高系列)。鋁青銅防爆工具的缺點在于因其性能低，使用周期短；鈹青銅防爆工具性能雖高于鋁青銅防爆工具，但其造價及單位成本相當(dāng)高，約為鋁青銅同類產(chǎn)品的兩倍。另外鈹在冶煉時對人體具有一定的傷害，長期從事鈹冶煉易得硒肺病。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是目前防爆工具低成本，低性能；高性能，高成本的缺點，為人們提供一種新材料，高性能的防爆工具及其制備工藝。本發(fā)明由下列金屬按質(zhì)量比制備而成鈦:3.5-4%、鉻:0. 15-0. 25%、鋁:0. 5-1%的，其余為銅。本發(fā)明的的制備方法包括如下步驟I)澆鑄將總質(zhì)量3. 5-4%的鈦、0. 15-0. 25%的鉻、0. 5-1%的鋁和余量的銅，在真空爐中經(jīng)1880±20°C高溫熔化并保溫10±2分鐘，然后在真空狀態(tài)下澆鑄成半成品；2)淬火將半成品切澆口、打磨后放入熱處理爐中，經(jīng)880±20°C加熱，并保溫10±2分鐘，放入介質(zhì)為常溫清水的冷卻液中快速冷卻；3)人工時效處理將淬火后的產(chǎn)品放入熱處理爐中，經(jīng)430±20°C加熱，并保溫2-3小時，然后隨爐冷卻。人工時效時間的長短根據(jù)產(chǎn)品的大小和產(chǎn)品的截面厚度控制，大的產(chǎn)品、截面厚的產(chǎn)品保溫時間長一些。上述步驟3)之前可視需要增加金加工步驟，所述金加工包括切、削、車、刨、拉、鉆、銑等中的一個或一個以上加工方法。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)原料來源豐富(我國金屬鈦儲量和產(chǎn)量占世界第一位)，其性價比遠(yuǎn)優(yōu)于鋁青銅防爆工具和鈹青銅防爆工具，在制作成本相當(dāng)于鋁青銅同類產(chǎn)品，遠(yuǎn)低于鈹青銅同類產(chǎn)品(造價和單位成本約為鈹青銅防爆工具同類產(chǎn)品的60%)的情況下，硬度、扭矩等性能指標(biāo)均超過鈹青銅防爆工具，硬度達(dá)到HRC42以上，扭矩值超過國家相關(guān)防爆工具標(biāo)準(zhǔn)QB/T2613. I 7-2003規(guī)定的A和C系列(高系列)，防爆性能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB10686-1989規(guī)定的EXIIC級(最高防爆級別)。同時，由于本發(fā)明還具有抗磁性能(可用于強(qiáng)磁場所的設(shè)備安裝、檢修，增加產(chǎn)品的使用范圍)，是一種高性能，低成本的防、爆工具換代產(chǎn)品。
具體實施例方式實施例I :梅花扳手的制備I)澆鑄將占合金總質(zhì)量3. 6%的鈦，0. 18%的鉻，0.6%的鋁和余量的銅放入真空爐中經(jīng)1870°C熔化，保溫10分鐘后在真空狀態(tài)下澆鑄成型；稍冷后出爐；鑄件完全冷卻后切澆口、打磨。2)淬火將切過澆口和打磨過的工件再放入熱處理爐中經(jīng)870°C加熱并保溫10分鐘，出爐快速放入介質(zhì)為常溫清水的冷卻液中快速冷卻。3)金加工將經(jīng)淬火處理后的工件進(jìn)行如下金加工拉削梅花孔一倒角。4)人工時效處理將經(jīng)過上述金加工的工件再放入熱處理爐中經(jīng)440°C加熱，并 保溫2小時30分鐘，然后隨爐冷卻；完全冷卻后的工件經(jīng)拋光即為梅花扳手成品。本實施例所述梅花扳手主要技術(shù)性能為硬度在HRC42以上，扭矩值超過到國家相關(guān)防爆工具標(biāo)準(zhǔn)QB/T2613. I 7-2003規(guī)定的A和C系列(高系列)要求。實施例2 :鏨子的制備I)澆鑄將占合金總質(zhì)量3. 8%的鈦，0.2%的鉻，0.8%的鋁和余量的銅放入真空爐中經(jīng)1890°C熔化，保溫12分鐘后在真空狀態(tài)下澆鑄成型；稍冷后出爐；鑄件完全冷卻后切澆口、打磨。2)淬火將切過澆口和打磨過的工件再放入熱處理爐中經(jīng)900°C加熱并保溫12分鐘，出爐快速放入介質(zhì)為常溫清水的冷卻液中快速冷卻，經(jīng)淬火處理后的工件再經(jīng)打磨，然后將打打磨過的工件再放入熱處理爐中經(jīng)450°C加熱，并保溫2小時40分鐘，然后隨爐冷卻；完全冷卻后的工件經(jīng)拋光即為鏨子成品。此時的鏨子主要性能為其中硬度在HRC42以上。
權(quán)利要求
1.一種高性能鈦合金防爆工具，其特征在于它由下列金屬按質(zhì)量比制備而成 鈦3. 5-4%、鉻:0. 15-0. 25%、鋁:0. 5-1%的，其余為銅。
2.權(quán)利要求I所述高性能鈦合金防爆工具的制備方法，其特征在于包括如下步驟 1)澆鑄將總質(zhì)量3.5-4%的鈦、0. 15-0. 25%的鉻、0. 5_1 %的鋁和余量的銅，在真空爐中經(jīng)1880±20°C高溫熔化并保溫10±2分鐘，然后在真空狀態(tài)下澆鑄成半成品； 2)淬火將半成品切澆口、打磨后放入熱處理爐中，經(jīng)880±20°C加熱，并保溫10±2分鐘，放入介質(zhì)為常溫清水的冷卻液中快速冷卻； 3)人工時效處理將淬火后的產(chǎn)品放入熱處理爐中，經(jīng)430±20°C加熱，并保溫2-3小時，然后隨爐冷卻。
3.如權(quán)利要求2所述高性能鈦合金防爆工具的制備方法，其特征在于在步驟3)之前還包括高金加工步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的高性能鈦合金防爆工具的制備方法,其特征在于所述金加工步驟包括切、削、車、刨、拉、鉆、銑中的一個或一個以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高性能鈦合金防爆工具及其制備方法，它由下列金屬按質(zhì)量比制備而成鈦3.5-4％、鉻0.15-0.25％、鋁0.5-1％的，其余為銅。其制備方法包括如下步驟1)澆鑄將各原料在真空爐中經(jīng)1880±20℃高溫熔化并保溫10±2分鐘，然后在真空狀態(tài)下澆鑄成半成品；2)淬火將經(jīng)切澆口、打磨后的半成品放入熱處理爐中，經(jīng)880±20℃加熱，并保溫10±2分鐘，放入介質(zhì)為常溫清水的冷卻液中快速冷卻；3)人工時效處理將產(chǎn)品放入熱處理爐中，經(jīng)430±20℃加熱，并保溫2-3小時，然后隨爐冷卻。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)原料來源豐富，其性價比遠(yuǎn)優(yōu)于鋁青銅防爆工具和鈹青銅防爆工具，硬度達(dá)到HRC42以上，扭矩值超過國家標(biāo)準(zhǔn)的A和C系列，防爆性能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)EXIIC級。本發(fā)明還具有抗磁性能。
文檔編號C22F1/08GK102732742SQ20111009152
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者周強(qiáng), 陳功, 陳學(xué)軍 申請人:陳功