专利名称：铝青铜防爆工具生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防爆工具的生产工艺，特别是一种铝青铜防爆工具的生产工艺。
铍青铜综合性能好，乞今一直作为防爆工具的优选材质。但铍价格高，生产时有毒，生产工艺较复杂，因而在应用上受到限制。
铝青铜也有防爆性能，但机械性能较差。一种铝青铜，其成份为Al9-12%，Fe3.5-6%，Ni3.5-6.5%，其余为Cu，过去采用砂型或金属型铸造毛坯，经模锻、机加工和表面处理，制造防爆工具，生产效率低，成本高，特别是产品机械性能不理想，硬度较低。
青铜制品采用压铸和热处理强化，可以改善工件机械性能并提高生产效率。
日本公开专利公报昭和54-17324中提供一种青铜铸件的压力铸造法。该专利申请认为用耐热合金模具，选用下列压铸参数是可压铸出青铜铸件(1)模具加热温度300-420℃;
(2)压铸比压200-500kgf/cm2;
(3)注入速度0.15-1m/s;
(4)浇注温度高于液相凝固点温度100-170℃;
(5)留模时间5-17秒。
这一专利申请压铸比压较小、浇速低、浇注温度高，不利于提高前述铝青铜铸件的机械强度，也不利于减少铸件气泡和缩孔缺陷，生产效率低，模具寿命短。
前述铝青铜的常规热处理强化工艺是920℃淬火，650℃回火。这一方法适用于非压铸工件，对压铸工件采用这一工艺，会使工件变脆甚至开裂。
本发明的目的是提供一种与前述铝青铜相适应的生产工艺，从而改善工件的机械性能，使之满足工具对材质机械性能的要求，同时又能提高生产效率，降低成本。
为达到这一目的，本发明采用压铸成型和而后直接进行淬火处理的生产工艺。
本发明压铸技术的特点是比压高、浇速大、浇注温度低、留模时间稍长。
对前述铝青铜材料，本发明的压铸工艺参数是(1)模具温度320-400℃;
(2)压铸比压600-850kgf/cm2;
(3)浇入速度25-32m/s;
(4)浇注温度950-1000℃;
(5)留模时间17-20s。
铝青铜的名义凝固温度点是980℃，本发明由于采用低温半液态高压压铸技术，有利于获得致密、无气泡、无缩孔而表面质量高的工件，并能延长模具寿命。由于适当延长留模时间，可增加合金强度，克服工件裂纹，并与而后进行的热处理工序配合。
本发明热处理的特点是工件开模后在较低的温度下直接淬火，淬火后不回火。
对上述压铸成型后的工件，本发明的热处理工艺参数是开模后当工件温度达到760-900℃时浸入15-50℃水中淬火，至工件和水温度达到平衡后取出。
本发明实施例用名义成份为Al11.5%，Fe5%，Ni5%，其余为Cu的铝青铜生产防爆双头呆扳手，工件重量为0.4kg，最厚处达7mm。
压铸和热处理特征参数是(1)模具温度380℃;
(2)压铸比压715kgf/cm2;
(3)浇注温度980℃;
(4)浇注速度26m/s;
(5)留模时间18s;
(6)淬火温度795℃。
淬火后工件硬度达HRC35-36(HB323以上)，扭矩值超过标准要求8%-40%。工件的金相组织均匀，晶形细小而成粒状，表层和心部差别较小，无明显α+γ2共折体存在，性能优良的β相得到保留。而同一材料用砂铸成型和热锻后制得的工件，硬度仅为HB240，金相为α+γ2+Fe，有明显的粗大树枝状晶体分布，α+γ2共折体含量较多。
采用旧工艺生产呆搬手等铝青铜防爆工具要经过造型-熔炼-浇注-清砂-锯浇冒口-热锻-机加工-表面处理等8道工序。而采用本发明后，只需经熔炼-压铸-热处理-表面处理四道工序。生产效率高，成本降低约23%，而产品外型美观，机械性能好，防爆性能全部符合日本JISM7002-1984标准要求。
权利要求
1.一种铝青铜防爆工具的压铸和热处理工艺，铝青铜的成份是Al9-12%，Fe3.5-6%，Ni3.5-6.5%，其余为Cu，压铸时模具温度为320-400℃，其特征是(a)所述的压铸其他工艺参数为(1)压铸比压600-850kgf/cm2，(2)浇入速度25-32m/s，(3)浇注温度950-1000℃。(4)留模时间17-20s，(b)所述的热处理工艺为开模后当工件温度在760-900℃时浸入15-50℃水中淬火，直至工件和水的温度达到平衡。
2.根据权利要求1规定的铝青铜防爆工具压铸和热处理工艺，当材料名义成份为Al11.5%，Fe5%，Ni5%，其余为Cu，工件重量为0.4kg，最厚处为7mm，模具温度为380℃时，其特征在于最佳压铸和热处理条件是(1)压铸比压715kgf/cm2，(2)浇入速度26m/s，(3)浇注温度980℃，(4)留模时间18s，(5)淬火温度795℃。
全文摘要
本发明涉及一种成分为Al9-12％，Fe3.5-6％，Ni3.5-6.5％，其余为Cu的铝青铜防爆工具压铸和热处理工艺。特征工艺参数为压铸比压600—850kgf/cm，浇入速度25—32m/s，浇注温度950—1000℃，留模时间17—20s，淬火温度760—900℃。
文档编号B23K35/36GK1038419SQ8810399
公开日1990年1月3日 申请日期1988年6月16日 优先权日1988年6月16日
发明者吴鸣舟, 李振学, 董步群, 吴俊明, 董剑舟 申请人:石家庄市防爆工具厂