一种铝锰青铜材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种铝锰青铜材料，其特征在于，其包括如下质量百分比的组成，锰5

【技术实现步骤摘要】
一种铝锰青铜材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于合金制备
，具体涉及一种铝锰青铜材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在实际作业过程中，要对易燃易爆环境进行正确识别，一般情况下易燃易爆环境分为四类：氢气类(IIC)、乙烯类(IIB)、丙烷类(IIA)、甲烷类(I)。在生产、储存、运输等易燃易爆的物质场所，应该使用防爆工具，为避免工具在撞击，摩擦，碰撞等情况下产生火花，从而引起周围介质燃烧或爆炸。
[0003]当前国内外市场上最常用的防爆工具有两种，一种是铍青铜防爆工具，其抗拉强度σb≥1117
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1326N/mm2，硬度HB300
‑
390，硬态延伸率δ10≥2％，无磁性，防爆性能达EXIIC级，在实验室通过浓度21％的氢气(H2)环境试验合格。
[0004]铍青铜防爆工具是以铍为根本合金元素的钢基台金，其含铍量为1—2.5％。同时，富含微量钴、镁、铁以及其他微量元素。铍青铜防爆工具在高速冲击或高速冲突时，其机械能在效果到物体外表时被转换成热能，外表温度突然升高，但由于其材料有较高的导电性能和导热串，工作表面的热量会被迅速传递到工件的其他部位，工作外表的热量便会瞬间剧烈减少。一些在冲击或冲突效果下脱离工件的微粒，其温度也达不到点火源的温度。
[0005]铍青铜金属间的化合物均较安稳，且熔点高，不易剧烈氧化。在高速冲击或冲突时，被效果外表或许一些脱离下来的微粒的温度虽有所升高，但都不能与氧气及其他可燃气体发作剧烈的氧化反应，形不成点火源。
[0006]但是，含铍(Be)元素矿石储存量极少，且价格昂贵，这就造成用铍青铜制造防爆工具的成本很高。
[0007]第二种制作防爆工具的材料是铝青铜合金，其抗拉强度σb≥782
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989N/mm2，硬度HB240
‑
300，硬态延伸率δ10≥5％，低磁，该材料制造的防爆性能达EXIIB级，在实验室通过浓度7.8％的乙稀(C2H4)环境试验合格。
[0008]铝青铜防爆工具制备材料含5.5％镍元素，当前镍价格翻了两倍多，使制造成本大幅度飙升，还不能在强磁和易燃易爆环境中代替铍青铜产品使用。
[0009]申请号为202010022558.5的中国专利公开了一种制造铍青铜防爆锤的方法，申请号为201510201613.6的中国专利公开了一种镍铝青铜合金及其制备方法，需要研发一种不含铍不含镍这类价格贵成本高的金属元素，降低防爆材料的成本。

技术实现思路

[0010]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种铝锰青铜材料，成本低，能够制成在不同的易燃易爆场所起到和铍青铜防爆工具，与铝青铜防爆工具同等使用价值，市场前景广阔。
[0011]本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供了一种铝锰青铜材料，其包括如下质量百
分比的组成，锰5
‑
6％，铝7
‑
8％，铁4
‑
5％，锌12
‑
13％，铬0.3
‑
0.5％，稀土镧0.03
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0.08％,余量为铜。
[0012]进一步地，其通过如下方法制备：
[0013]S1，在熔炼炉内加入锌和铜，升温至850
‑
870℃，形成铜锌合金；
[0014]S2，继续向熔炼炉内加入铝，锰和稀土镧，继续升温940
‑
960℃，形成铝锰青铜合金；
[0015]S3，向上述熔炼炉内投入铬和铁，然后升温达1360℃
‑
1400℃，恒温20
‑
30分钟；
[0016]S4，熔炼炉降至1300℃开始浇铸到已准备好的模型空腔内，35
‑
50分钟取出，得到铝锰青铜合金材料毛坯。
[0017]进一步地，步骤S3中，在恒温期间投入除渣剂二氧化硅进行提渣，完成提渣后进行步骤S4。
[0018]本专利技术还提供了上述铝锰青铜材料在制造防爆工具中的应用。
[0019]进一步地，将铝锰青铜合金材料毛坯投入熔炼炉中，加温到850℃时恒温45
‑
60分钟，降温至680℃时，进行热变形锻压，最后用10*10mm的菱形块研料进行研磨，制作成硾类产品、镐类产品和斧类产品中的一种。
[0020]进一步地，将铝锰青铜合金材料毛坯投入熔炼炉中，加温到830℃时恒温45
‑
60分钟，降温至650℃时，进行热变形锻压，最后用10*10mm的菱形块研料进行研磨，制作成船运零配件，手拉葫芦起重链、上吊钩、下吊钩和敲击类工具的一种。
[0021]进一步地，将铝锰青铜合金材料毛坯投入熔炼炉中，加温到800℃时恒温45
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60分钟，降温至630℃时，进行热变形锻压，最后用10*10mm的菱形块研料进行研磨，制作成船用耐磨或防腐类产品，活扳手及其零配件，开口扳手类工具，梅花头类工具的一种。
[0022]进一步地，将铝锰青铜合金材料毛坯投入熔炼炉中，提温到1360℃
‑
1400℃，投入除渣剂二氧化硅进行提渣，恒温控制15
‑
20分钟，温度下降到1260℃时，通过拉力机槽，浇铸拉力机模具内拉动10
‑
15分钟得到热拉伸棒料，机加工制作成套筒头类，螺丝刀类，撬棍，钎子，冲子，扁铲以及船用耐磨、防腐类产品中的一种产品的半成品，然后将所述半成品进行固溶处理，再用10*10mm的菱形块研料进行研磨，烘干后机加工制成成品。
[0023]进一步地，将铝锰青铜合金材料毛坯投入熔炼炉中，提温至850℃时，开始恒温30
‑
40分钟，降至680℃时，进行热轧，制备板材，将板材制作成水桶，簸萁，接油盘，油漏子，提油泵，舀子，料铲，方锨，尖锨，掘锨，军用锨和排雷排爆锨中的一种。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]A、本专利技术的铝锰青铜合金是一种中间合金，经熔融法制备，铝锰青铜合金是一种性能高度可靠，且绿色环保的合金材料，特别是加入锰，铬，稀土使中间合金发生质的变化。
[0026]B、本专利技术的铝锰青铜合金材料，不降低其合金材料的导电导热性能，所制备材料溶融在真空熔炼感应炉(ZKRL200)进行精炼，然后通过机械臂变形浇铸，再通过固溶时效处理形成理想的工器件，所得工器件具有高强度，高朔性，无磁性，无火花，可制备特殊场合使用的泵阀，连接器，航天，航空，航海耐腐蚀工具及零配件，撞击性接触头等，还可以制作无磁手动工具，无火花手动工具，以及自动化碰撞工具，适用于能源，化工，石油，天然气，航海，航天，制药，采矿等现代化工业发展中。本专利技术材料是一种有具体利用价值的新型合金材料。由于铝锰青铜合金价格便宜，能够在不同的易燃易爆场所起到和铍青铜防爆工具，铝
青铜防爆工具同等使用价值，市场前景广阔。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1铝锰青铜合金材料毛坯的金相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝锰青铜材料，其特征在于，其包括如下质量百分比的组成，锰5
‑
6％，铝7
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8％，铁4
‑
5％，锌12
‑
13％，铬0.3
‑
0.5％，稀土镧0.03
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0.08％,余量为铜。2.一种权利要求1所述的铝锰青铜材料的制备方法，其特征在于，其通过如下方法制备：S1，在熔炼炉内加入锌和铜，升温至850
‑
870℃，形成铜锌合金；S2，继续向熔炼炉内加入铝，锰和稀土镧，继续升温940
‑
960℃，形成铝锰青铜合金；S3，向上述熔炼炉内投入铬和铁，然后升温达1360℃
‑
1400℃，恒温20
‑
30分钟；S4，熔炼炉降至1300℃开始浇铸到已准备好的模型空腔内，35
‑
50分钟取出，得到铝锰青铜合金材料毛坯。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，在恒温期间投入除渣剂二氧化硅进行提渣，完成提渣后进行步骤S4。4.一种如权利要求1
‑
3任一项得到的铝锰青铜材料在制造防爆工具中的应用。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，将铝锰青铜合金材料毛坯投入熔炼炉中，加温到850℃时恒温45
‑
60分钟，降温至680℃时，进行热变形锻压，最后用10*10mm的菱形块研料进行研磨，制作成硾类产品、镐类产品和斧类产品中的一种。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨景华，杨庆来，韩亮，杨欣泽，段红珍，
申请(专利权)人：河北中泊防爆工具集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：