[发明专利]一种低铜合金材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种低铜合金材料，其包括如下质量百分比的组成，铜43‑44％,镍17‑19％,锰12‑14％,铍0.1‑0.15％，铬0.7‑1.0％，锆0.4‑0.6％，硅0.25‑0.35％,稀土镧0.05‑0.08％，稀土铈0.03‑0.05％，余量为锌。本发明还提供了上述低铜合金材料的制备方法及其应用，本发明低铜合金材料所制得的工器件，主要用于乙炔环境中，不产生爆炸性物质，可以用在石油，化工，天然气，航海，航天等易燃易爆场所。

技术领域

本发明属合金制备技术领域，具体涉及一种低铜合金材料及其制备方法和应用。

背景技术

乙炔，是一种有机化合物，化学式为C2H2，俗称风煤或电石气，是炔烃化合物中体积最小的一员，常温常压下为无色气体，微溶于水，溶于乙醇，丙酮、氯仿、苯，混溶于乙醚，是有机合成的重要原料之一，也是合成橡胶、合成纤维和塑料的单体，也可用于氧炔焊割。

当前在乙炔环境中使用的器具多为紫铜(纯铜)，比如,乙炔气枪管、气割嘴子、电焊嘴子多为紫铜材质制成。乙炔气与紫铜长期接触，必然要产生乙炔铜(C2Cu2)，时有不安全事故发生。

乙炔铜，又名乙炔亚铜，是一种有机铜化合物，化学式为Cu2C2，这是一种对热和冲击敏感的高爆炸药，比乙炔银更为敏感，是鲜有的在引爆后不释放气体的爆炸物。乙炔铜可以在铜管或含铜量高的合金管道内部形成，这可能会导致剧烈的爆炸声。这被认为是乙炔厂发生爆炸的原因，

王乐公开了《阻隔防爆材料对烷烃类气体爆炸自由基反应影响及机理研究》分析不同阻隔防爆材料对烷烃类气体爆炸的抑制机理，申请号为200710026185.3的中国专利公开了一种防爆工具及其生产工艺，它由下列金属按质量比制备而成：钛：3.5－4％、铬：0.15－0.25％、铝：0.5－1％，其余为铜。需要进一步研发能够针对乙炔环境中使用的防爆器具。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种低铜合金材料及其制备方法和应用，可用于乙炔环境中，不产生爆炸性物质。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种低铜合金材料，其包括如下质量百分比的组成，铜43-44％,镍17-19％,锰12-14％,铍0.1-0.15％，铬0.7-1.0％，锆0.4-0.6％，硅0.25-0.35％,稀土镧0.05-0.08％，稀土铈0.03-0.05％，余量为锌。进一步地，其制备方法包括以下步骤：

S1，在容器内加入锌和铜，升温至850-860℃保温10分钟，形成铜锌合金；

S2，继续向容器内加入镍和锰，再升温至950-960℃保温10分钟，然后把含Be3％的铍铜锭、铬、锆、硅、稀土镧和稀土铈全部放进上述容器中，继续升温至1360℃-1400℃，保温20-30分钟；

S3，向上述容器内投入清渣剂二氧化硅清渣；

S4，完成提渣后，温度降至1280℃到1300℃时，浇铸到铸锭型腔内，得到低铜合金材料坯件。

进一步地，所述锌为蒸馏锌，铜为电解铜，镍为精炼镍豆以及锰为电解锰。本发明还提供了上述低铜合金材料的制备方法，其通过如下方法制备：

S1，在容器内加入锌和铜，升温至850-860℃保温10分钟，形成铜锌合金；

S2，继续向容器内加入镍和锰，再升温至950-960℃保温10分钟，然后把含Be3％的铍铜锭、铬、锆、硅、稀土镧和稀土铈全部放进上述容器中，继续升温至1360℃-1400℃，保温20-30分钟；

S3，向上述容器内投入清渣剂二氧化硅清渣；

S4，完成提渣后，温度降至1280℃到1300℃时，浇铸到铸锭型腔内，得到低铜合金材料坯件。