[發明專利]一種高性能鈦合金防爆工具及其制備方法

無效

• 申請號: 201210088128.9
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN103361507A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 薛永林;王瑞軍
• 申請（專利權）人: 薛永林
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22F1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發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

目前國內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、強度較低，其中硬度為HRC25以上，扭矩值達到國家相關防爆工具標準QB/T2613.1～7-2003規定的B和D系列(低系列)。鈹青銅材料制作的防爆工具硬度、強度高于鋁青銅材料防爆工具，其硬度、強度較高，其中硬度為HRC35以上，扭矩值達到國家相關防爆工具標準QB/T2613.1～7-2003規定的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高，約為鋁青銅同類產品的兩倍。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。

發明內容

本發明所要解決的技術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。

本發明由下列金屬按質量比制備而成：

鈦：3.5-4％、鉻：0.15-0.25％、鋁：0.5-1％的，其余為銅。

本發明的的制備方法包括如下步驟：

1)澆鑄：將總質量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1880±20℃高溫熔化并保溫10±2分鐘，然后在真空狀態下澆鑄成半成品；

2)淬火：將半成品切澆口、打磨后放入熱處理爐中，經880±20℃加熱，并保溫10±2分鐘，放入介質為常溫清水的冷卻液中快速冷卻；

3)人工時效處理：將淬火后的產品放入熱處理爐中，經430±20℃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產品的大小和產品的截面厚度控制，大的產品、截面厚的產品保溫時間長一些。

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。

本發明生產工藝簡單、生產原料來源豐富(我國金屬鈦儲量和產量占世界第一位)，其性價比遠優于鋁青銅防爆工具和鈹青銅防爆工具，在制作成本相當于鋁青銅同類產品，遠低于鈹青銅同類產品(造價和單位成本約為鈹青銅防爆工具同類產品的60％)的情況下，硬度、扭矩等性能指標均超過鈹青銅防爆工具，硬度達到HRC42以上，扭矩值超過國家相關防爆工具標準QB/T2613.1～7-2003規定的A和C系列(高系列)，防爆性能滿足相關標準GB10686-1989規定的EXIIC級(最高防爆級別)。同時，由于本發明還具有抗磁性能(可用于強磁場所的設備安裝、檢修，增加產品的使用范圍)，是一種高性能，低成本的防爆工具換代產品。

具體實施方式

實施例1：梅花扳手的制備

1)澆鑄：將占合金總質量3.6％的鈦，0.18％的鉻，0.6％的鋁和余量的銅放入真空爐中經1870℃熔化，保溫10分鐘后在真空狀態下澆鑄成型；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870℃加熱并保溫10分鐘，出爐快速放入介質為常溫清水的冷卻液中快速冷卻。

3)金加工：將經淬火處理后的工件進行如下金加工：拉削梅花孔——倒角。

4)人工時效處理：將經過上述金加工的工件再放入熱處理爐中經440℃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拋光即為梅花扳手成品。

本實施例所述梅花扳手主要技術性能為：硬度在HRC42以上，扭矩值超過到國家相關防爆工具標準QB/T2613.1～7-2003規定的A和C系列(高系列)要求。

實施例2：鏨子的制備

.1)澆鑄：將占合金總質量3.8％的鈦，0.2％的鉻，0.8％的鋁和余量的銅放入真空爐中經1890℃熔化，保溫12分鐘后在真空狀態下澆鑄成型；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900℃加熱并保溫12分鐘，出爐快速放入介質為常溫清水的冷卻液中快速冷卻，經淬火處理后的工件再經打磨，然后將打打磨過的工件再放入熱處理爐中經450℃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。