【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜合金材料领域，尤其涉及一种铍铜合金防爆材料及其制备方法和电动工具上的应用。
技术介绍
1、在现代化工业和军工生产中，高性能合金材料的应用对于提升设备性能、增强安全性和延长使用寿命具有至关重要的作用。铍铜作为一种过饱和固溶体铜基合金，因其独特的机械性能、物理性能、化学性能及优异的抗蚀性能，在众多领域得到了广泛应用。
2、铍铜合金经过固溶和时效处理后，展现出与特殊钢相当的高强度极限、弹性极限、屈服极限和疲劳极限，这些特性使得铍铜在承受高负荷、复杂应力环境时表现出色。同时，铍铜还具备很高的导电率、导热率、高硬度和耐磨性，以及很高的蠕变抗力和耐蚀性，这些综合性能使其在制造高精度、高可靠性的机械部件时具有显著优势。
3、在制造各类模具镶嵌件、安全防爆工器件以及替代钢材制作精度高、形状复杂的模具等方面，铍铜合金的应用尤为突出。例如，在防爆电动扳手、防爆冲击钻头、焊接电极材料、压铸机、注塑机冲头等工具和设备中，铍铜的高强度和耐磨性保证了工具的耐用性和精度，而高导电率和导热率则有助于设备的散热和稳定运行。
4、随着科技的进步和工业的发展，对防爆电动扳手等工具的性能要求日益提高。为了解决这一问题，现有专利cn115011841b，公开了一种钛铜合金防爆材料的铸造方法，涉及铸造
该合金防爆材料包含如下质量百分含量的组分：钛45～50％、铜25～30％、锌10～15％、镍5～10％、铍0.05％、铟0.01％、铌0.3％、硅0.01％，所述钛铜合金防爆材料的铸造方法，基于真空自耗电极电弧熔炼
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种铍铜合金防爆材料及其制备方法和电动工具上的应用，使其性能技术参数提高3％-5％。
2、本专利技术提供的具体技术方案如下：
3、一种铍铜合金防爆材料，该铜合金防爆材料包含如下质量百分比的组分：铍1.95-2.35％，钴0.6-0.9％，镍0.2-0.5％，铬0.25-0.5％，白银0.1-0.25％，钛0.5-1.0％，铁0.05-0.15％，铝0.05-0.15％，硅0.05-0.15％，稀土镧0.05-0.13％，稀土铈0.03-0.05％，余量为铜及不可避免的微量杂质。
4、本专利技术还提供了一种铍铜合金防爆材料的制备方法，包括以下制备步骤：
5、s1、按照铜合金材料成分配比，进行原料准备，将原料铜分为两份，质量比为60％:40％，将原料铍和60％的原料铜，放入加热的电炉坩埚中，再将镍、铝、硅和白银放入电炉坩埚中，然后升温加热，形成铍铜合金液，浇铸到模型空腔内，得到六母合金铜质材料；
6、s2、将剩余40％的原料铜预热至100-200℃，然后放入加热的电炉坩埚中，再将铬、钛、钴和铁放入坩埚中，然后升温加热，形成铬铜合金液，浇铸到模型空腔内，得到五母合金铜质材料；
7、s3、六母合金铜质材料和五母合金铜质材料放入加热的电炉坩埚中，然后升温加热至900℃，再投入稀土镧和稀土铈，继续升温加热至1400℃，形成铜合金液，5min后浇铸到预热的模型空腔内中，30-40min后取出，得到铜合金毛坯；
8、s4、将铜合金材料毛坯放入电热焙烧炉中，进行升温，加热至650-750℃取出，然后放入生石灰中，放置72h，取出得到铍铜合金防爆材料。
9、优选的，所述在步骤s1中，原料铜选用99.99％纯度的电解铜，原料铍选用铍母合金，铍母合金为cu-25wt％be合金。
10、优选的，所述在步骤s1中，升温加热至1450℃，形成铍铜合金液，然后放入除渣剂，进行扒渣除气维持5min，再将铍铜合金液倒灌至预热的端勺或抬包中，再次打渣，最后浇铸到钢模中，35-40min后取出，通过清砂、消除水冒口，然后抛丸处理，得到六母合金铜质材料。
11、优选的，所述在步骤s2中，升温加热至1750℃，形成铬铜合金液，，然后放入除渣剂，进行扒渣除气维持5min，再将铍铜合金液倒灌至预热的端勺或抬包中，再次打渣，最后浇铸到钢模中，35-40min后取出，通过清砂、消除水冒口，然后抛丸处理，得到五母合金铜质材料。
12、优选的，所述在步骤s3中，铜合金液升温加热至1400℃后，首先进行一次表层打渣，除气，后续再进行浇铸。
13、本专利技术还提供了一种铍铜合金防爆材料在电动工具上的应用，应用铍铜合金防爆材料制造防爆电动扳手配件。
14、优选的，所述防爆电动扳手配件，包括主轴方榫、套筒式活动插头及其连接机件，其制备过程包括，将铍铜合金防爆材料进行冷锻压，锻压成型，再经过切边整形，最后进行高精度研磨和热处理。
15、优选的，所述热处理包括固溶热处理和时效热处理；
16、固溶热处理包括：将防爆电动扳手配件进行升温，加热至760-800℃，恒温3.5-4.5h后进行空冷；
17、时效热处理包括：将进行固溶热处理后的防爆电动扳手配件进行升温，加热至360-400℃，恒温3.5-6.5h后进行空冷。
18、优选的，所述制备的防爆电动扳手配件主轴方榫和套筒式活动的硬度为hrc46-50，延伸率δ≤1.0％，抗拉强度为1226-1445n/mm2，弹性限度为900-946n/mm2，导电率iacs为23％，热导率为160(w/(m·k))，密度为8.65g/cm3，磁性≤0-5nt。
19、本专利技术的一种铍铜合金防爆材料及其制备方法和电动工具上的应用，具有以下优点：
20、1、本专利技术通过改变了铍铜合金的原料配比，同时增加贵重稀有金属元素，稀土镧和稀土铈，并通过生石灰还原和冷锻压，提高性能参数，最后通过两次热处理再次提升合金性能，使得防爆电动扳手产品的主要性能参数提高3％-5％，展现出更高的强度、硬度、弹性、耐磨性、疲劳极限和耐热性。
21、2、该铍铜合金防爆材料和防爆电动扳手配件不仅具备优异的机械性能，还同时拥有高的导电性、导热性和耐冲击性，且无磁性，使得在特定应用场合下，材料在碰击时不会产生火花，这一特性使其在易燃易爆环境中具有极高的安全性。
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1.一种铍铜合金防爆材料，其特征在于，该铜合金防爆材料包含如下质量百分比的组分：铍1.95-2.35％，钴0.6-0.9％，镍0.2-0.5％，铬0.25-0.5％，白银0.1-0.25％，钛0.5-1.0％，铁0.05-0.15％，铝0.05-0.15％，硅0.05-0.15％，稀土镧0.05-0.13％，稀土铈0.03-0.05％，余量为铜及不可避免的微量杂质。
2.一种权利要求1所述的铍铜合金防爆材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
3.根据权利要求2所述的一种铍铜合金防爆材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中原料铜选用99.99％纯度的电解铜，原料铍选用铍母合金，铍母合金为Cu-25wt％Be合金。
4.根据权利要求2所述的一种铍铜合金防爆材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，升温加热至1450℃，形成铍铜合金液，然后放入除渣剂，进行扒渣除气维持5min，再将铍铜合金液倒灌至预热的端勺或抬包中，再次打渣，最后浇铸到钢模中，35-40min后取出，通过清砂、消除水冒口，然后抛丸处理，得到六母合金铜质材料。
5.
6.根据权利要求2所述的一种铍铜合金防爆材料的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，铜合金液升温加热至1400℃后，首先进行一次表层打渣，除气，后续再进行浇铸。
7.根据权利要求1-6任一项得到的铍铜合金防爆材料在电动工具上的应用，其特征在于，应用铍铜合金防爆材料制造防爆电动扳手配件。
8.根据权利要求7所述的铍铜合金防爆材料在电动工具上的应用，其特征在于，防爆电动扳手配件，包括主轴方榫、套筒式活动插头及其连接机件，其制备过程包括，将铍铜合金防爆材料进行冷锻压，锻压成型，再经过切边整形，最后进行高精度研磨和热处理。
9.根据权利要求8所述的铍铜合金防爆材料在电动工具上的应用，其特征在于，热处理包括固溶热处理和时效热处理；
10.根据权利要求9所述的铍铜合金防爆材料在电动工具上的应用，其特征在于，制备的防爆电动扳手配件主轴方榫和套筒式活动的硬度为HRC46-50，延伸率δ≤1.0％，抗拉强度为1226-1445N/mm2，弹性限度为900-946N/mm2，导电率IACS为23％，热导率为160(W/(m·K))，密度为8.65g/cm3，磁性≤0-5nT。
...【技术特征摘要】
1.一种铍铜合金防爆材料，其特征在于，该铜合金防爆材料包含如下质量百分比的组分：铍1.95-2.35％，钴0.6-0.9％，镍0.2-0.5％，铬0.25-0.5％，白银0.1-0.25％，钛0.5-1.0％，铁0.05-0.15％，铝0.05-0.15％，硅0.05-0.15％，稀土镧0.05-0.13％，稀土铈0.03-0.05％，余量为铜及不可避免的微量杂质。
2.一种权利要求1所述的铍铜合金防爆材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
3.根据权利要求2所述的一种铍铜合金防爆材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中原料铜选用99.99％纯度的电解铜，原料铍选用铍母合金，铍母合金为cu-25wt％be合金。
4.根据权利要求2所述的一种铍铜合金防爆材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，升温加热至1450℃，形成铍铜合金液，然后放入除渣剂，进行扒渣除气维持5min，再将铍铜合金液倒灌至预热的端勺或抬包中，再次打渣，最后浇铸到钢模中，35-40min后取出，通过清砂、消除水冒口，然后抛丸处理，得到六母合金铜质材料。
5.根据权利要求2所述的一种铍铜合金防爆材料的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，升温加热至1750℃，形成铬铜合金液，然后放入除渣剂，进行扒渣除气维持5min，再将铍铜合金液...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨景华，韩亮，段红珍，张金萍，杨庆来，
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：
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