本發(fā)明屬于合金制備領(lǐng)域，具體涉及了一種可用于工業(yè)和日常生活中的鈰基打火石及其制備方法。
背景技術(shù)：
稀土易燃引火合金由于其易燃的特性在工業(yè)及日常生活中得到廣泛的使用，在日常生活中，稀土易燃引火合金主要用于打火石，是打火機(jī)引火的重要來(lái)源。在國(guó)防軍工中，將稀土易燃引火合金加工成為不同的元件，分別裝入不同的武器上，可獲得滿意的軍火效果。如武器中用于曳光彈，子彈和炮彈的引芯、點(diǎn)火裝置和其它軍用設(shè)施等。其他工業(yè)方面將發(fā)火合金加工成元件后，可用于工業(yè)汽燈，礦用安全燈，焊槍點(diǎn)火器和火炬點(diǎn)火裝置等。
傳統(tǒng)的稀土易燃引火合金一般由稀土或混合稀土、鐵、鎂、鋅等合成，由于合金中稀土元素的含量往往在70%以上，使得合金的成本非常昂貴；而且稀土元素極易氧化，在合金中的含量越大，因其氧化而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響越大，降低稀土元素在引火合金的中含量不僅能降低成本，同時(shí)也能提高產(chǎn)品質(zhì)量；而且稀土資源為非可再生資源，世界上的儲(chǔ)備有限，即使我國(guó)為稀土含量較多的國(guó)家，也經(jīng)不起現(xiàn)在大量使用稀土資源的發(fā)展模式；因此，尋求一種稀土含量較低的新一代易燃引火合金成為發(fā)展必然。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種在保證其性能的前提下，減少稀土的使用量，降低生產(chǎn)成本，可應(yīng)用于工業(yè)和日常生活中的鈰基打火石及其制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
一種鈰基打火石，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述鈰基打火石含有：5～10%的鐠、10～20%的錫、1～5%的鎂、10～20%的鋅、5～10%的鐵、1～5%的銅、余量為鈰。
作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述鈰基打火石含有：10%的鐠、15%的錫、3%的鎂、20%的鋅、7%的鐵、2%的銅、余量為鈰。
一種制備如上所述的鈰基打火石的方法，依次包括以下步驟：
（1）按照鈰基打火石的各組分在鈰基打火石中的質(zhì)量百分比稱取原料鈰、鐠、錫、鎂、鋅、鐵和銅，然后將各組分裁切成小塊；
（2）將各組分一起投入熔煉爐中，然后在隔離氧氣的狀態(tài)下，進(jìn)行高溫熔煉；
（3）待各組分熔化后，采用電磁攪拌混合均勻，出爐，在隔離氧氣的狀態(tài)下進(jìn)行降溫鑄錠，即可得到成品的鈰基打火石。
進(jìn)一步說(shuō)明，所述的原料鈰、鐠、錫、鎂、鋅、鐵和銅均采用單質(zhì)作為熔煉原料。
進(jìn)一步說(shuō)明，所述的隔離氧氣的狀態(tài)是真空狀態(tài)，或是處于惰性氣體保護(hù)的狀態(tài)。
鈰（Ce），銀灰色的活潑金屬，在地殼中的含量約0.0046%，是稀土元素中豐度最高的。鈰是除銪外稀土元素中最活潑的，可用于制造打火石、陶瓷和合金等。
鐠（Pr），銀白色金屬，質(zhì)較軟，有延展性，在空氣中抗腐蝕能力比鈰、鈰、釹和銪都要強(qiáng)；室溫下鐠為六方晶體結(jié)構(gòu)。
錫（Sn），銀白色的軟金屬，比重為7.3，熔點(diǎn)低，只有232℃；化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在常溫下不易被氧氣氧化，且富有展性；主要用于制造合金，加強(qiáng)合金的耐磨性。
鋅（Zn），是一種藍(lán)白色金屬。密度為7.14克/立方厘米，熔點(diǎn)為419.5℃。在室溫下，性較脆；100～150℃時(shí)，變軟；超過(guò)200℃后，又變脆。鋅的化學(xué)性質(zhì)活潑，在常溫下的空氣中，表面生成一層薄而致密的堿式碳酸鋅膜，可阻止進(jìn)一步氧化。當(dāng)溫度達(dá)到225℃后，鋅氧化激烈；主要用于鋼鐵、冶金、機(jī)械、電氣、化工、輕工、軍事和醫(yī)藥等領(lǐng)域。
鎂（Mg），銀白色的金屬，密度1.738克/立方厘米，熔點(diǎn)648.9℃，沸點(diǎn)1090℃；具有延展性，金屬鎂無(wú)磁性，且有良好的熱消散性；可以用于制煙火、閃光粉、鎂鹽、吸氣器、照明彈等。
銅（Cu），呈紫紅色光澤的金屬，密度8.92克/立方厘米；熔點(diǎn)1083.4±0.2℃，沸點(diǎn)2567℃；有很好的延展性。
在本發(fā)明中稀土鈰系發(fā)火合金的組分鈰和鐠主要是起到了合金發(fā)火的功效，即稀土元素鈰可與錫、鋅、鐵、鎂、銅等生成低燃點(diǎn)的金屬間化合物；加入錫可以降低合金的熔點(diǎn)及增加合金的耐磨性；加入少量的鎂能夠增強(qiáng)合金的發(fā)火性能；部分鐵與鋅還可以生成硬脆的FeZn化合物，起到提高合金的強(qiáng)度、硬度的作用；鋅具有較好的延展性能，可以明顯提高合金的耐腐蝕性，還可以增加合金的致密度，即提高了合金的擠壓加工性能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
1.稀土使用量比傳統(tǒng)含量少了三分之一左右，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量高。
2.產(chǎn)品性能穩(wěn)定，根據(jù)檢測(cè)，使用本發(fā)明的配方及制備方法生產(chǎn)出來(lái)的合金密度(ρ)為6.5g/cm3～7.8g/cm3，燃點(diǎn)（T）170～180℃，硬度(HV)140～160，發(fā)火率≥98%。
3.燃點(diǎn)低、耐磨性強(qiáng)；由于錫、鎂、鋅含量的增加，合金的熔點(diǎn)、燃點(diǎn)降低，延展性好，而且合金的耐腐蝕性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)稀土易燃引火合金。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
一種鈰基打火石，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述鈰基打火石含有：5%的鐠、10%的錫、1%的鎂、10%的鋅、5%的鐵、1%的銅、余量為鈰。
本實(shí)施例的鈰基打火石的制備方法，依次包括以下步驟：
（1）按照鈰基打火石的各組分在鈰基打火石中的質(zhì)量百分比稱取原料鈰、鐠、錫、鎂、鋅、鐵和銅，然后將各組分裁切成小塊；所述的原料鈰、鐠、錫、鎂、鋅、鐵和銅均采用單質(zhì)作為熔煉原料。
（2）將各組分一起投入熔煉爐中，然后在真空狀態(tài)下，進(jìn)行高溫熔煉；
（3）待各組分熔化后，采用電磁攪拌混合均勻，出爐，在真空狀態(tài)下進(jìn)行降溫鑄錠，即可得到成品的鈰基打火石。
實(shí)施例2：
一種鈰基打火石，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述鈰基打火石含有：10%的鐠、20%的錫、5%的鎂、20%的鋅、10%的鐵、5%的銅、余量為鈰。
本實(shí)施例的鈰基打火石的制備方法，依次包括以下步驟：
（1）按照鈰基打火石的各組分在鈰基打火石中的質(zhì)量百分比稱取原料鈰、鐠、錫、鎂、鋅、鐵和銅，然后將各組分裁切成小塊；所述的原料鈰、鐠、錫、鎂、鋅、鐵和銅均采用單質(zhì)作為熔煉原料。
（2）將各組分一起投入熔煉爐中，然后在處于惰性氣體保護(hù)的狀態(tài)下，進(jìn)行高溫熔煉；
（3）待各組分熔化后，采用電磁攪拌混合均勻，出爐，在處于惰性氣體保護(hù)的狀態(tài)下進(jìn)行降溫鑄錠，即可得到成品的鈰基打火石。
實(shí)施例3：
一種鈰基打火石，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述鈰基打火石含有：10%的鐠、15%的錫、3%的鎂、20%的鋅、7%的鐵、2%的銅、余量為鈰。
本實(shí)施例的鈰基打火石的制備方法，依次包括以下步驟：
（1）按照鈰基打火石的各組分在鈰基打火石中的質(zhì)量百分比稱取原料鈰、鐠、錫、鎂、鋅、鐵和銅，然后將各組分裁切成小塊；所述的原料鈰、鐠、錫、鎂、鋅、鐵和銅均采用單質(zhì)作為熔煉原料。
（2）將各組分一起投入熔煉爐中，然后在處于惰性氣體保護(hù)的狀態(tài)下，進(jìn)行高溫熔煉；
（3）待各組分熔化后，采用電磁攪拌混合均勻，出爐，在處于惰性氣體保護(hù)的狀態(tài)下進(jìn)行降溫鑄錠，即可得到成品的鈰基打火石。
實(shí)施例1-3的鈰基打火石成品產(chǎn)品性能穩(wěn)定、燃點(diǎn)低、耐磨性強(qiáng)。