专利名称：一种安全型防爆铝合金及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种安全型防爆铝合金，属铝合金领域。本发明还涉及该安全型防爆铝合金的制备方法。
背景技术：
防爆合金材料是在易燃易爆场合，需用防爆合金材料制作某些机器零部件、工装 卡具和操作工具等。现有的防爆合金有铜合金、铝合金、锌合金等。由于防爆铝合金密度 小、塑性好，经过适当的合金化和热处理，可以达到很高的强度，在某些场合可以代替钢铁 使用，因此被广泛应用。防爆铝合金可以制作煤矿井下使用的煤电钻、仪器仪表、移动式小 型电气设备的外壳、灯具、罐笼、支柱等，由于防爆铝合金的导热性很好，在与其他物体摩擦 碰撞时所产生的热大部分被工具所吸收而散去，磨削下的微粒所具有的热量较低，不会引 起煤矿井下瓦斯的爆炸，具有很好的安全防爆性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种防爆效果好、无有害成分、价格便宜的安全型防爆铝合 金，从而避免和防止安全事故发生。本发明的目的是通过下列技术方案实现的安全型防爆铝合金，它由下述重量百分比的原料组成Si 2. 5 3. 0%,Cu 5. 0 5. 5%,Zn 1. 0 1. 5%,Mn 0. 3 0. 5%,Ti 0. 1 0. 2%, B 0. 01 0. 05%, Cr 0. 1 0. 2%和余量 Al。所述防爆铝合金，其特征在所述防爆铝合金中，控制其杂质元素含量Fe <0.2%, Mg < 0. 02%。所述防爆铝合金的制备方法，它按下述步骤进行(a)将铝分别与硅、锰、铬、钛、硼制成中间合金，其重量配比分别为铝硅为 80 20，铝锰为90 10，铝钛为95 5，铝硼为99 1、铝铬为95 5，分别制
成铝硅、铝锰、铝钛、铝硼、铝铬中间合金，(b)将余量铝减去各中间合金中铝，剩余铝加入有芯感应电炉加热，当铝液温度达 到720 740°C时，加入12. 5 15重量％的铝硅中间合金、3 5重量％铝锰中间合金、 2 4重量％铝钛中间合金、1 5重量％铝硼中间合金、2 4重量％铝铬中间合金，在铝 液温度稳定在710°C时保温1. 5小时，加入Zn 1. 0 1. 5重量％锌、5. 0 5. 5重量％铜， 充分搅拌后，添加净化剂，对合金液进行净化处理、静置、浇铸得到产品。本发明产品以铝为主体加入Si、Cu、Zn、Mn、Ti、B、Cr多种元素，限制Fe、Mg含量， 经过大量试验筛选而确定的配方，其中各添加元素的主要作用如下其中硅可改善合金的铸造性能和机械性能，改善合金的气密性；铜起固熔强化 作用，提高合金强度；锌降低硬度，提高塑性；锰阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶 温度，并能显著细化再结晶晶粒；钛和硼起到细化铸造组织的作用；铬进行变质处理能改善合金的塑性，提高抗腐蚀能力。本发明产品按着国家制定了标淮GB13813-92“煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则”和GB10686 “金属工具类防爆检测方法和判定规则”进行试验，其结果 如下高速冲击试样分三组，每组40次进行试验，共计120次试验，未发生引燃现象。自由落锤冲击试样分三组，每组32次进行试验，共计96次试验，未发生引燃现象。防爆性能通过3组120次高速冲击试验和3组96次自由落锤冲击试验，都未发 生引燃可燃气体现象。由此可以证明本发明的防爆铝合金可以在易燃易爆环境中使用，不 会产生火花引燃引爆现象，安全可靠。从试验结果可以看出本发明的防爆合金完全符合标准要求，是一种安全的防爆合
^^ ο由于采取上述技术方案使本发明技术与已有技术相比具有如下优点及效果(a)本发明防爆铝合金，由于采用复合中间合金元素添加到铝基体中，具有防爆性 好、安全性高、密度小、塑性好，易加工成型，广泛应用于煤矿生产安全上；(b)原料配比合理，制备方法科学、成本低。
具体实施例方式实施例1取铝80kg硅20kg制成铝硅中间合金，取铝90kg锰IOkg制成铝锰中间合金，取铝 95kg钛5kg制成铝钛中间合金，取铝99kg硼Ikg制成铝硼中间合金，取铝95kg铬5kg制 成铝铬中间合金，将余量铝90. 25kg减去各中间合金中铝23. 25kg，剩余铝67kg加入有芯 感应电炉加热，当铝液温度达到720°C时，加入12. 5kg的铝硅中间合金、5kg铝锰中间合金、 2kg铝钛中间合金、5kg铝硼中间合金和2kg铝铬中间合金，在铝液温度稳定在710°C时保温 1. 5小时，加入1. 5kg的锌、5. Okg的铜，充分搅拌后，添加净化剂，对合金液进行净化处理、 静置、浇铸，得到产品，检测产品Fe < 0. 2 %、Mg < 0. 02 %。实施例2将余量铝89. 97kg减去各中间合金中铝23. 47kg，剩余铝66. 5kg加入有芯感应 电炉加热，当铝液温度达到730°C时，加入实施例1制备的14kg的铝硅中间合金、4kg铝锰 中间合金、3kg铝钛中间合金、3kg铝硼中间合金和3kg铝铬中间合金，在铝液温度稳定在 710°C时保温1. 5小时，加入1. 2kg的锌、5. 3kg的铜，充分搅拌后，添加净化剂，对合金液进 行净化处理、静置、浇铸，得到产品，检测产品Fe < 0. 2%、Mg < 0. 016%。实施例3将余量铝89. 79kg减去各中间合金中铝23. 29kg，剩余铝66. 5kg加入有芯感应 电炉加热，当铝液温度达到740°C时，加入实施例1制备的15kg的铝硅中间合金、3kg铝锰 中间合金、4kg铝钛中间合金、Ikg铝硼中间合金和4kg铝铬中间合金，在铝液温度稳定在 710°C时保温1. 5小时，加入1. Okg的锌、5. 5kg的铜，充分搅拌后，添加净化剂，对合金液进 行净化处理、静置、浇铸，得到产品，检测产品Fe < 0. 18%,Mg < 0. 02%。
权利要求
一种安全型防爆铝合金，其特征在于它由下述重量百分比的原料组成Si 2.5～3.0％、Cu 5.0～5.5％、Zn 1.0～1.5％、Mn 0.3～0.5％、Ti 0.1～0.2％、B 0.01～0.05％、Cr 0.1～0.2％和余量Al。
2.根据权利要求1所述防爆铝合金，其特征在所述防爆铝合金中，控制其杂质元素含 量 Fe < 0. 2%,Mg < 0. 02%。
3.如权利要求1所述防爆铝合金的制备方法，其特征在于它按下述步骤进行(a)将铝分别与硅、锰、铬、钛、硼制成中间合金，其重量配比分别为招硅为80 20， 铝锰为90 10，铝钛为95 5，铝硼为99 1、铝铬为95 5，分别制成铝硅、铝 锰、铝钛、铝硼、铝铬中间合金；(b)将余量铝减去各中间合金中铝，剩余铝加入有芯感应电炉加热，当铝液温度达到 720 740°C时，加入12. 5 15重量％的铝硅中间合金、3 5重量％铝锰中间合金、2 4重量％铝钛中间合金、1 5重量％铝硼中间合金、2 4重量％铝铬中间合金，在铝液温 度稳定在710°C时保温1. 5小时，加入1. 0 1. 5重量％的锌、5. 0 5. 5重量％的铜，充分 搅拌后，添加净化剂，对合金液进行净化处理、静置、浇铸得到产品。
全文摘要
本发明涉及一种安全型防爆铝合金及制备方法，其特征在于它由2.5～3.0％的Si、5.0～5.5％的Cu、1.0～1.5％的Zn、0.3～0.5％的Mn、0.1～0.2％的Ti、0.01～0.05％的B、0.1～0.2％Cr和余量Al组成，该合金具有防爆性好、安全性高、密度小、塑性好，易加工成型，原料配比合理，制备方法科学、成本低的优点及效果。
文档编号C22C1/03GK101812619SQ20101014966
公开日2010年8月25日 申请日期2010年4月19日 优先权日2010年4月19日
发明者张召亮, 李述刚, 胡智信, 谢清, 陈果 申请人:北京诺飞金属材料有限责任公司