[发明专利]一种煤矿安全用通风机

说明书

技术领域

本发明属于煤矿安全和热处理领域，特别是涉及一种煤矿安全用通风机及其热处理方法。

背景技术

矿用通风机的外壳即要保持高强度，同时还要保证不产生火花而引起安全事故，尤其在煤矿生产中，对于由撞击或摩擦而产生火花是坚决杜绝的，在很多国家的煤矿生产中已经禁止轻合金制造的设备，但是由于铝合金重量轻、强度高，如果能生产出一种难以产生摩擦或撞击火花的轻合金，则会在该领域达到技术领先地位。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种煤矿安全用通风机。

本发明的目的之二在于提出一种煤矿安全用通风机的制备方法。

具体通过如下技术手段实现：

一种煤矿安全用通风机，所述通风机的主体框架采用摩擦无火花的铸造铝合金制成，所述摩擦无火花的铸造铝合金的组分按重量百分比计为：Cu：2.8~6.63%，Zn：4.2~5.8%，Cr：0.2~0.8%，Ti：0.2~0.4%，Mn：0.5~0.9%，RE：0.2~0.8%，Zr：0.08~0.12%，Pb：0.08~0.16%，余量为Al和不可避免的杂质。

其中，在该铸造铝合金制成的通风机表面至表面以下1mm范围内的截面中，CuAl₂强化相的体积百分比为4.2~8.5%，Al₃Ti相的体积百分比为0.2~0.8%，在整个板材的中心位置上下各0.5mm形成的截面中，CuAl₂强化相的体积百分比为3.1~5.5%，Al₃Ti相的体积百分比为0.8~1.6%，所述截面均是与板材垂直的方向形成的截面。

作为优选，所述铸造铝合金的截面中RE-Al颗粒平均粒径为0.08~0.11μm，并且在该通风机表面至表面以下1mm范围内的截面中与整个板材的中心位置上下各0.5mm形成的截面中的个数相差不超过10%。

前述的煤矿安全用通风机的制备方法包括如下步骤。

（1）熔炼，采用常规真空磁感应炉对前述各组分进行混合熔炼。

（2）铸造，将步骤（1）得到的熔体精密铸造成煤矿安全用通风机的主体框架。

（3）淬火：将步骤（2）得到的半成品置入电阻炉内进行加热，加热温度为580~620℃，保温20~35min，然后喷水淬火至室温。

（4）冷冻处理：将淬火后的半成品注入深冷装置中降温到-80~-120℃，保持10~20min后恢复到室温。

（5）保温处理（回火）：将冷冻处理之后的半成品置入回火炉中，加热到120~180℃，保持20~45min，空冷至室温，得到该煤矿安全用通风机的主体框架，然后与其他部件进行组装即得煤矿安全用通风机。

作为优选，所述熔炼步骤中，除了Al之外，其他组分均采用中间合金的方式加入。

本发明的效果在于：

1，通过在该通风机的主体结构中采用摩擦无火花的铝合金，实现了轻合金在煤矿安全生产中应用。

2，通过在该类铝合金中去除了Si、Mg、Be、Sr等易产生火花的元素，保证了该铝合金在撞击或摩擦过程中不会产生火花，同时添加了RE、Zr、Pb等元素，弥补了去除上述元素后产生强度等性能下降的缺陷，既保证了强度、硬度、延伸率，又保证了安全性和耐腐蚀性。

3，通过限定该铝合金的微观结构，使得在表面处和中心处强化相的合理分布，使得抗拉强度和硬度得到大幅度提高。

4，通过具体特定的热处理，使得铝合金的微观结构能够得到保障的同时，保证了耐腐蚀性和塑性。

5，淬火-冷冻-回火的创新式分配以及参数的合理选择使得热处理效果良好，产品组织更加均匀稳定。

具体实施方式

实施例1

一种煤矿安全用通风机，所述通风机的主体框架采用摩擦无火花的铸造铝合金制成，所述摩擦无火花的铸造铝合金的组分按重量百分比计为：Cu：5.123%，Zn：4. 8%，Cr：0.61%，Ti：0.3%，Mn：0.62%，RE：0.29%，Zr：0.09%，Pb：0.096%，余量为Al和不可避免的杂质；