专利名称：一种高性能钛合金防爆工具及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高性能钛合金防爆工具及其制备方法。
背景技术：
目前国内防爆工具主要采用铝青铜或铍青铜材料制作而成。铝青铜材料制作的防爆工具，其硬度、强度较低，其中硬度为HRC25以上，扭矩值达到国家相关防爆工具标准QB/ T2613. 1 7-2003规定的B和D系列(低系列)。铍青铜材料制作的防爆工具硬度、强度高于铝青铜材料防爆工具，其硬度、强度较高，其中硬度为HRC35以上，扭矩值达到国家相关防爆工具标准QB/1^613. 1 7-2003规定的A和C系列(高系列)。铝青铜防爆工具的缺点在于因其性能低，使用周期短；铍青铜防爆工具性能虽高于铝青铜防爆工具，但其造价及单位成本相当高，约为铝青铜同类产品的两倍。另外铍在冶炼时对人体具有一定的伤害，长期从事铍冶炼易得硒肺病。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是目前防爆工具低成本，低性能；高性能，高成本的缺点，为人们提供一种新材料，高性能的防爆工具及其制备工艺。本发明由下列金属按质量比制备而成钛3.5-4%、铬0. 15-0. 25%、铝0. 5-1%的，其余为铜。本发明的的制备方法包括如下步骤1)浇铸将总质量3. 5-4%的钛、0. 15-0. 25%的铬、0.5-1%的铝和余量的铜，在真空炉中经1880士20°C高温熔化并保温10士2分钟，然后在真空状态下浇铸成半成品；2)淬火将半成品切浇口、打磨后放入热处理炉中，经880士20°C加热，并保温 10士2分钟，放入介质为常温清水的冷却液中快速冷却；3)人工时效处理将淬火后的产品放入热处理炉中，经430士20°C加热，并保温 2-3小时，然后随炉冷却。人工时效时间的长短根据产品的大小和产品的截面厚度控制，大的产品、截面厚的产品保温时间长一些。上述步骤3)之前可视需要增加金加工步骤，所述金加工包括切、削、车、刨、拉、 钻、铣等中的一个或一个以上加工方法。本发明生产工艺简单、生产原料来源丰富(我国金属钛储量和产量占世界第一位)，其性价比远优于铝青铜防爆工具和铍青铜防爆工具，在制作成本相当于铝青铜同类产品，远低于铍青铜同类产品(造价和单位成本约为铍青铜防爆工具同类产品的60%)的情况下，硬度、扭矩等性能指标均超过铍青铜防爆工具，硬度达到HRC42以上，扭矩值超过国家相关防爆工具标准0B/D613. 1 7-2003规定的A和C系列(高系列)，防爆性能满足相关标准GB10686-1989规定的EXIIC级(最高防爆级别)。同时，由于本发明还具有抗磁性能(可用于强磁场所的设备安装、检修，增加产品的使用范围)，是一种高性能，低成本的防爆工具换代产品。
具体实施例方式实施例1 梅花扳手的制备1)浇铸将占合金总质量3. 6%的钛，0. 18%的铬，0.6%的铝和余量的铜放入真空炉中经1870°C熔化，保温10分钟后在真空状态下浇铸成型；稍冷后出炉；铸件完全冷却后切浇口、打磨。2)淬火将切过浇口和打磨过的工件再放入热处理炉中经870°C加热并保温10分钟，出炉快速放入介质为常温清水的冷却液中快速冷却。3)金加工将经淬火处理后的工件进行如下金加工拉削梅花孔倒角。4)人工时效处理将经过上述金加工的工件再放入热处理炉中经440°C加热，并保温2小时30分钟，然后随炉冷却；完全冷却后的工件经抛光即为梅花扳手成品。本实施例所述梅花扳手主要技术性能为硬度在HRC42以上，扭矩值超过到国家相关防爆工具标准QB/U613. 1 7-2003规定的A和C系列(高系列)要求。实施例2 錾子的制备1)浇铸将占合金总质量3. 8%的钛，0. 2%的铬，0. 8%的铝和余量的铜放入真空炉中经1890°C熔化，保温12分钟后在真空状态下浇铸成型；稍冷后出炉；铸件完全冷却后切浇口、打磨。
权利要求
1.一种高性能钛合金防爆工具，其特征在于它由下列金属按质量比制备而成 钛3. 5-4%、铬0. 15-0. 25%、铝0. 5-1%的，其余为铜。
2.权利要求1所述高性能钛合金防爆工具的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)浇铸将总质量3.5-4%的钛、0. 15-0. 25%的铬、0. 5_1 %的铝和余量的铜，在真空炉中经1880士20°C高温熔化并保温10士2分钟，然后在真空状态下浇铸成半成品；2)淬火将半成品切浇口、打磨后放入热处理炉中，经880士20°C加热，并保温10士2分钟，放入介质为常温清水的冷却液中快速冷却；3)人工时效处理将淬火后的产品放入热处理炉中，经430士20°C加热，并保温2-3小时，然后随炉冷却。
3.如权利要求2所述高性能钛合金防爆工具的制备方法，其特征在于在步骤幻之前还包括高金加工步骤。
4.如权利要求3所述的高性能钛合金防爆工具的制备方法，其特征在于所述金加工步骤包括切、削、车、刨、拉、钻、铣中的一个或一个以上。
全文摘要
本发明涉及一种高性能钛合金防爆工具及其制备方法，它由下列金属按质量比制备而成钛3.5-4％、铬0.15-0.25％、铝0.5-1％的，其余为铜。其制备方法包括如下步骤1)浇铸将各原料在真空炉中经1880±20℃高温熔化并保温10±2分钟，然后在真空状态下浇铸成半成品；2)淬火将经切浇口、打磨后的半成品放入热处理炉中，经880±20℃加热，并保温10±2分钟，放入介质为常温清水的冷却液中快速冷却；3)人工时效处理将产品放入热处理炉中，经430±20℃加热，并保温2-3小时，然后随炉冷却。本发明生产工艺简单、生产原料来源丰富，其性价比远优于铝青铜防爆工具和铍青钢防爆工具，硬度达到HRC42以上，扭矩值超过国家标准的A和C系列，防爆性能满足相关标准EXIIC级。本发明还具有抗磁性能。
文档编号C22C9/00GK102373346SQ201010257569
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者武兆强, 赵辉 申请人:赵辉