專(zhuān)利名稱(chēng)：鋁青銅防爆工具生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防爆工具的生產(chǎn)工藝，特別是一種鋁青銅防爆工具的生產(chǎn)工藝。
鈹青銅綜合性能好，乞今一直作為防爆工具的優(yōu)選材質(zhì)。但鈹價(jià)格高，生產(chǎn)時(shí)有毒，生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，因而在應(yīng)用上受到限制。
鋁青銅也有防爆性能，但機(jī)械性能較差。一種鋁青銅，其成份為Al9-12%，F(xiàn)e3.5-6%，Ni3.5-6.5%，其余為Cu，過(guò)去采用砂型或金屬型鑄造毛坯，經(jīng)模鍛、機(jī)加工和表面處理，制造防爆工具，生產(chǎn)效率低，成本高，特別是產(chǎn)品機(jī)械性能不理想，硬度較低。
青銅制品采用壓鑄和熱處理強(qiáng)化，可以改善工件機(jī)械性能并提高生產(chǎn)效率。
日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)昭和54-17324中提供一種青銅鑄件的壓力鑄造法。該專(zhuān)利申請(qǐng)認(rèn)為用耐熱合金模具，選用下列壓鑄參數(shù)是可壓鑄出青銅鑄件(1)模具加熱溫度300-420℃;
(2)壓鑄比壓200-500kgf/cm2;
(3)注入速度0.15-1m/s;
(4)澆注溫度高于液相凝固點(diǎn)溫度100-170℃;
(5)留模時(shí)間5-17秒。
這一專(zhuān)利申請(qǐng)壓鑄比壓較小、澆速低、澆注溫度高，不利于提高前述鋁青銅鑄件的機(jī)械強(qiáng)度，也不利于減少鑄件氣泡和縮孔缺陷，生產(chǎn)效率低，模具壽命短。
前述鋁青銅的常規(guī)熱處理強(qiáng)化工藝是920℃淬火，650℃回火。這一方法適用于非壓鑄工件，對(duì)壓鑄工件采用這一工藝，會(huì)使工件變脆甚至開(kāi)裂。
本發(fā)明的目的是提供一種與前述鋁青銅相適應(yīng)的生產(chǎn)工藝，從而改善工件的機(jī)械性能，使之滿足工具對(duì)材質(zhì)機(jī)械性能的要求，同時(shí)又能提高生產(chǎn)效率，降低成本。
為達(dá)到這一目的，本發(fā)明采用壓鑄成型和而后直接進(jìn)行淬火處理的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明壓鑄技術(shù)的特點(diǎn)是比壓高、澆速大、澆注溫度低、留模時(shí)間稍長(zhǎng)。
對(duì)前述鋁青銅材料，本發(fā)明的壓鑄工藝參數(shù)是(1)模具溫度320-400℃;
(2)壓鑄比壓600-850kgf/cm2;
(3)澆入速度25-32m/s;
(4)澆注溫度950-1000℃;
(5)留模時(shí)間17-20s。
鋁青銅的名義凝固溫度點(diǎn)是980℃，本發(fā)明由于采用低溫半液態(tài)高壓壓鑄技術(shù)，有利于獲得致密、無(wú)氣泡、無(wú)縮孔而表面質(zhì)量高的工件，并能延長(zhǎng)模具壽命。由于適當(dāng)延長(zhǎng)留模時(shí)間，可增加合金強(qiáng)度，克服工件裂紋，并與而后進(jìn)行的熱處理工序配合。
本發(fā)明熱處理的特點(diǎn)是工件開(kāi)模后在較低的溫度下直接淬火，淬火后不回火。
對(duì)上述壓鑄成型后的工件，本發(fā)明的熱處理工藝參數(shù)是開(kāi)模后當(dāng)工件溫度達(dá)到760-900℃時(shí)浸入15-50℃水中淬火，至工件和水溫度達(dá)到平衡后取出。
本發(fā)明實(shí)施例用名義成份為Al11.5%，F(xiàn)e5%，Ni5%，其余為Cu的鋁青銅生產(chǎn)防爆雙頭呆扳手，工件重量為0.4kg，最厚處達(dá)7mm。
壓鑄和熱處理特征參數(shù)是(1)模具溫度380℃;
(2)壓鑄比壓715kgf/cm2;
(3)澆注溫度980℃;
(4)澆注速度26m/s;
(5)留模時(shí)間18s;
(6)淬火溫度795℃。
淬火后工件硬度達(dá)HRC35-36(HB323以上)，扭矩值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求8%-40%。工件的金相組織均勻，晶形細(xì)小而成粒狀，表層和心部差別較小，無(wú)明顯α+γ2共折體存在，性能優(yōu)良的β相得到保留。而同一材料用砂鑄成型和熱鍛后制得的工件，硬度僅為HB240，金相為α+γ2+Fe，有明顯的粗大樹(shù)枝狀晶體分布，α+γ2共折體含量較多。
采用舊工藝生產(chǎn)呆搬手等鋁青銅防爆工具要經(jīng)過(guò)造型-熔煉-澆注-清砂-鋸澆冒口-熱鍛-機(jī)加工-表面處理等8道工序。而采用本發(fā)明后，只需經(jīng)熔煉-壓鑄-熱處理-表面處理四道工序。生產(chǎn)效率高，成本降低約23%，而產(chǎn)品外型美觀，機(jī)械性能好，防爆性能全部符合日本JISM7002-1984標(biāo)準(zhǔn)要求。
權(quán)利要求
1.一種鋁青銅防爆工具的壓鑄和熱處理工藝，鋁青銅的成份是Al9-12%，F(xiàn)e3.5-6%，Ni3.5-6.5%，其余為Cu，壓鑄時(shí)模具溫度為320-400℃，其特征是(a)所述的壓鑄其他工藝參數(shù)為(1)壓鑄比壓600-850kgf/cm2，(2)澆入速度25-32m/s，(3)澆注溫度950-1000℃。(4)留模時(shí)間17-20s，(b)所述的熱處理工藝為開(kāi)模后當(dāng)工件溫度在760-900℃時(shí)浸入15-50℃水中淬火，直至工件和水的溫度達(dá)到平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的鋁青銅防爆工具壓鑄和熱處理工藝，當(dāng)材料名義成份為Al11.5%，F(xiàn)e5%，Ni5%，其余為Cu，工件重量為0.4kg，最厚處為7mm，模具溫度為380℃時(shí)，其特征在于最佳壓鑄和熱處理?xiàng)l件是(1)壓鑄比壓715kgf/cm2，(2)澆入速度26m/s，(3)澆注溫度980℃，(4)留模時(shí)間18s，(5)淬火溫度795℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種成分為Al9-12％，F(xiàn)e3.5-6％，Ni3.5-6.5％，其余為Cu的鋁青銅防爆工具壓鑄和熱處理工藝。特征工藝參數(shù)為壓鑄比壓600—850kgf/cm，澆入速度25—32m/s，澆注溫度950—1000℃，留模時(shí)間17—20s，淬火溫度760—900℃。
文檔編號(hào)B23K35/36GK1038419SQ8810399
公開(kāi)日1990年1月3日 申請(qǐng)日期1988年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月16日
發(fā)明者吳鳴舟, 李振學(xué), 董步群, 吳俊明, 董劍舟 申請(qǐng)人:石家莊市防爆工具廠