一种高性能钛合金防爆工具及其制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103361507 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103361507 A *CN103361507A* (21)申请号 201210088128.9 (22)申请日 2012.03.27 C22C 9/00(2006.01) C22F 1/08(2006.01) (71)申请人薛永林地址 211222 江苏省南京市溧水县石湫镇科技工业园区 51 号 (72)发明人薛永林王瑞军 (54) 发明名称一种高性能钛合金防爆工具及其制备方法 (57) 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。

2、： 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 188020高温熔化并保温 102 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 88020加热，并保温 102 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 43020 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铜防爆工具，硬度达到。

3、 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。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书2页 (10)申请公布号 CN 103361507 A CN 103361507 A *CN103361507A* 1/1 页 2 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。

4、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 188020高温熔化并保温 102 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88020加热，并保温102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 43020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3)之前还包括高金加工。

5、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。权利要求书 CN 103361507 A 2 1/2 页 3 一种高性能钛合金防爆工具及其制备方法技术领域 0001 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 0002 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。

6、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/T2613.1 7-2003 规定的 A 和 C 系列 ( 高系列 )。 0003 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 0004 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。

7、料，高性能的防爆工具及其制备工艺。 0005 本发明由下列金属按质量比制备而成： 0006 钛： 3.5-4、铬： 0.15-0.25、铝： 0.5-1的，其余为铜。 0007 本发明的的制备方法包括如下步骤： 0008 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 188020高温熔化并保温 102 分钟，然后在真空状态下浇铸成半成品； 0009 2) 淬火：将半成品切浇口、打磨后放入热处理炉中，经 88020加热，并保温 102 分钟，放入介质为常温清水的冷却液中快速冷却； 0010 3。

8、) 人工时效处理：将淬火后的产品放入热处理炉中，经 43020加热，并保温 2-3 小时，然后随炉冷却。 0011 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。 0012 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。 0013 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。

9、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 QB/T2613.1 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，低成本的防说明书 CN 103361507 A 3 2/2 页 4 爆工具换代产品。具体实施方式 0014 实施例 1 ：梅花扳手的制备 0015。

10、 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。 0016 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。 0017 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。 0018 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。

11、经抛光即为梅花扳手成品。 0019 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/T2613.1 7-2003 规定的 A 和 C 系列 ( 高系列 ) 要求。 0020 实施例 2 ：錾子的制备 0021 .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。 0022 2)淬火：将切过浇口和打磨过的工件再放入热处理炉中经900加热并保温12分钟，出炉快速放入介质为常温清水的冷却液中快速冷却，经淬火处理后的工件再经打磨，然后将打打磨过的工件再放入热处理炉中经 450加热，并保温 2 小时 40 分钟，然后随炉冷却；完全冷却后的工件经抛光即为錾子成品。此时的錾子主要性能为：其中硬度在HRC42以上。说明书 CN 103361507 A 4 。

摘要
申请专利号：	CN201210088128.9	申请日：	2012.03.27
公开号：	CN103361507A	公开日：	2013.10.23
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C22C 9/00申请公布日:20131023\|\|\|公开
IPC分类号：	C22C9/00; C22F1/08	主分类号：	C22C9/00
申请人：	薛永林
发明人：	薛永林; 王瑞军
地址：	211222 江苏省南京市溧水县石湫镇科技工业园区51号
优先权：
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内容摘要

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铜防爆工具，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。

权利要求书

权利要求书
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±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：将半成品切浇口、打磨后放入热处理炉中，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：将淬火后的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。

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3)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。

说明书

说明书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/T2613.1～7-2003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±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：将半成品切浇口、打磨后放入热处理炉中，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：将淬火后的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。
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QB/T2613.1～7-2003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℃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℃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℃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/T2613.1～7-2003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℃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。
2)淬火：将切过浇口和打磨过的工件再放入热处理炉中经900℃加热并保温12分钟，出炉快速放入介质为常温清水的冷却液中快速冷却，经淬火处理后的工件再经打磨，然后将打打磨过的工件再放入热处理炉中经450℃加热，并保温2小时40分钟，然后随炉冷却；完全冷却后的工件经抛光即为錾子成品。此时的錾子主要性能为：其中硬度在HRC42以上。