CN115491566B - 一种低铜合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
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；
所述容器为真空感应熔炼炉。
本发明还提供了上述低铜合金材料在乙炔环境中的应用。
应用一，将低铜合金材料坯件投入熔炼炉，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅进行提渣，恒温控制20-30分钟，温度下降到1300℃时，浇铸到铸模型腔内，35-45分钟后出模后，经过整形加工和热变形锻压形成模压工器件。
进一步地，所述模压工器件制成乙炔气枪管、气割焊嘴、防爆锤类产品、镐类产品、斧类产品、活扳手、梅花扳手、开口扳手以及船用工器件中的一种或多种。
应用二，将低铜合金材料坯件投入熔炼炉，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅进行提渣，恒温控制20-30分钟，温度下降到1260℃时，铸到已准备好的铸模型腔内，35-45分钟后出模，通过拉力机槽，浇铸到拉力机模具内缓慢拉动10-15分钟，得到热拉伸棒料，制作成套筒头类，螺丝刀类、撬棍、钎子、冲子、扁铲以及船用耐磨、防腐类产品。
进一步地，浇铸到拉力机模具内缓慢拉动时，拉动速率为0.30m/min。
应用三，将低铜合金材料坯件投入熔炼炉，加温至900℃开始熔化，确定是否添补所需元素，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅进行提渣，恒温控制20-30分钟，温度下降到1300℃时，浇铸到铸模型腔内，35-45分钟后出模形成方块形毛坯或长条形毛坯，整形加工后热轧成一定厚度的板材或带材，制作锹、水桶、簸箕、舀子、料铲、油漏子或接油盘。
本发明的有益效果是：
1、乙炔气与纯铜长期接触，接触面易形成一种黑色或棕黑色粉末—乙炔铜(Cu2C2)和乙炔亚铜，它们是乙炔环境中有毒物质，在足够的气体下，易产生爆炸。本发明低铜合金材料所产生的工器件，主要用于乙炔环境中，不产生爆炸性物质。
2、本发明低铜合金材料所产生的工器件，还可以用在石油，化工，天然气，航海，航天等易燃易爆场所。制作防爆工具和船用耐腐，耐磨工器件，为现代化工业安全生产保驾护航，促进现代化工业的高速发展。
附图说明
图1为本发明实施例1低铜合金材料坯件HBT908的金相组织图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
实施例1
本实施例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44％,镍18.8％,锰12.9％,铍0.15％，铬0.8％，锆0.5％，硅0.29％,稀土镧0.06％，稀土铈0.04％，锌22.46％。
按照预设低铜合金材料的金属元素含量称取各合金原料，使得最终得到的低铜合金材料坯件中各元素含量达上述数值，本发明制备采用真空感应熔炼炉(ZKRL-200L)，实现内部元素熔融无挥发，产业化生产过程中，采用自动上料平台,稳定的380伏电源，配备合理地绿色环保除尘器，装备Φ800*20米的通风排气通道，保持车间环境优良。
准备工作：
制备材料清洗与烘干：HBT908制备的材料①100*100mm电解铜块②镍块或镍粒③铍母合金块④蒸馏锌块，投放进超声波清洗机内加温75-85度，投放清洗剂通过30-45分钟漂流清洗，消除制备材料表面的污垢，消除制备材料本身存在的有害气体，使之制备材料清洁纯净。
将制备好的清洁纯净的HBT908材料投放到可控硅智能温控炉(RX3-45-12CL)中，提温至300-400℃，恒温处理30-40分钟，自动下降到100℃以下，用工具取出，按顺序投放进已预热的真空熔炼感应炉。该设备在电磁感应过程中产生涡电流，使金属熔化，在真空下熔炼，可将杂质通过挥发去除，合金中活性元素的成分易于控制，因此，经真空感应熔炼的金属材料可明显的提高韧性、疲劳强度，耐腐性能，高温蠕变性能。上述低铜合金材料的制备方法包括以下步骤，
S1，在真空感应熔炼炉(ZKRL-200L)内先放入蒸馏锌Zn，再放入小块电解铜Cu(100*100mm)，升温至850℃保温10分钟，形成铜锌合金；
S2，继续向炉内加入精炼镍豆和电解锰Mn，再升温至950℃保温10分钟，然后把含Be3％的铍铜锭QBe、铬Cr、锆Zr、硅Si、稀土镧La和稀土铈Ce全部放进上述容器中，继续升温至1380℃，停止升温，静置25分钟；
S3，向上述炉内投入清渣剂二氧化硅清渣；
S4，完成提渣也就是完成步骤S3的清渣后，温度降至1290℃时，浇铸到已准备好的铸锭型腔内，40-50分钟开始出锭，得到低铜合金材料坯件HBT908。
将该低铜合金材料坯件HBT908铸成2-3kg合金铜锭，需要清洁、干燥的仓库内。存放90天，使至铜合金内部组织自然调整，实现内部规律结合稳妥，然后第二次精炼形成特定应用产品。
本实施例得到的低铜合金材料坯件HBT908的金相组织图如图1所示，图中可以看出，没有气孔、砂眼、裂痕。合金材料具有高强度，塑性好，无磁性，无火花的特性。通过“定量金相分析仪”测试，金相组织均匀，金相颗粒在75μm以下。
实施例2
本实施例和实施例1的区别在于，实施例2的低铜合金材料包括如下质量百分比的组成，铜43.5％,镍19％,锰12％,铍0.13％，铬0.7％，锆0.6％，硅0.25％,稀土镧0.08％，稀土铈0.03％，锌23.71％。
本实施例的制备方法包括以下步骤，
S1，在容器内加入锌和铜，升温至855℃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℃℃，保温30分钟；
S3，向上述容器内投入清渣剂二氧化硅清渣；
S4，完成提渣也就是完成步骤S3的清渣后，温度降至1280℃时，浇铸到铸锭型腔内，得到低铜合金材料坯件。
实施例3
本实施例和实施例1的区别在于，实施例3的低铜合金材料包括如下质量百分比的组成，铜44％,镍17％,锰14％,铍0.1％，铬1.0％，锆0.4％，硅0.35％,稀土镧0.05％，稀土铈0.05％，锌23.05％。
本实施例的制备方法包括以下步骤，
S1，在容器内加入锌和铜，升温至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955℃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1400℃℃，保温20分钟；
S3，向上述容器内投入清渣剂二氧化硅清渣；
S4，完成提渣也就是完成步骤S3的清渣后，温度降至1300℃时，浇铸到铸锭型腔内，得到低铜合金材料坯件。
应用例1
将实施例1-3得到的低铜合金材料坯件投入真空感应熔炼炉(ZKRL-200L)中精炼，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅(SiO2)进行提渣，恒温控制20-30分钟，等待HBT908合金液体温度自动下降到1300℃时，浇铸到已准备好的铸模型腔内，35-45分钟后出模后，浇铸到已准备好的铸模型腔内，预等35-45分钟出模。然后进入整形研磨区域割掉铸造残留水口和冒口，清边去刺。再进入锻压区域进行热锻模压变型处理，然后再落边去刺，形成比较规范的模压工器件。然后进入机加工区域，制作成乙炔气枪管、气割嘴子、电焊嘴子。除应用于乙炔、甲烷、七氟丙烷环境中，防止了氧化铜和氧化亚铜的产生，确保安全生产，还能用在船舶上制做耐腐，耐磨零配件，具有较强的耐高温，耐腐蚀性。
HBT908浇铸的工器件或再加工材料，制做氧气瓶阀，氧气乙炔焊枪，氧气焊割枪，氧气焊接嘴子，减压表配件，乙炔管等乙炔环境中使用，未发现氧化铜CuO(黑色或棕黑色粉末)，由于铜含量低于70％，不具体反应条件，不产生乙炔铜(Cu2C2)，能实现安全生产。
应用例2
将实施例1-3得到的低铜合金材料坯件投入真空感应熔炼炉(ZKRL-200L)中精炼，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅(SiO2)进行提渣，恒温控制20-30分钟，等待HBT908合金液体温度自动下降到1300℃时，浇铸到已准备好的铸模型腔内，35-45分钟后出模，然后进入整形研磨区域割掉铸造残留水口和冒口，清边去刺，再进入锻压区域进行热锻模压变型处理，然后再落边去刺，形成比较规范的模压工器件。之后进入精细加工，制作成防爆锤类产品、镐类产品、斧类产品，以及船用耐磨、防腐类产品等。再进入热处理区域卧式高压气淬真空炉(HZQ-120)、卧式加压真空回火炉(HZR-100)进行固溶处理，改善材料内部组织，提升性能，最后进入精细研磨区域，进行各道工艺抛丸研磨，形成一种光泽亮丽，手感舒适，携带方便的工器件。确保石油、化工、天然气、船舶，航空，航天等现代化工业易燃易爆场所的安全生产。
应用例3
将实施例1-3得到的低铜合金材料坯件投入真空感应熔炼炉(ZKRL-200L)中精炼，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅(SiO2)进行提渣，恒温控制20-30分钟，等待HBT908合金液体温度自动下降到1300℃时，浇铸到已准备好的铸模型腔内，35-45分钟后出模，然后进入整形研磨区域割掉铸造残留水口和冒口，清边去刺。再进入锻压区域进行热锻模压变型处理。然后再落边去刺，形成比较规范的模压工器件。得到活扳手毛坯、梅花工具类毛坯、开口类工具毛坯以及船用耐磨、防腐类产品毛坯。然后再进入机加工区域，初步形成各型号活扳手、梅花扳手、开口扳手以及船用工器件。再进入热处理区域卧式高压气淬真空炉(HZQ-120)、卧式加压真空回火炉(HZR-100)进行固溶处理，改善材料内部组织，提升性能，最后进入精细研磨区域，进行各道工艺抛丸研磨，形成一种光泽亮丽，手感舒适，携带方便的工器件。确保石油、化工、天然气、船舶、航空、航天等现代化工业易燃易爆场所的安全生产。
应用例4
将实施例1-3得到的低铜合金材料坯件投入真空感应熔炼炉(ZKRL-200L)中精炼，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅(SiO2)进行提渣，恒温控制20-30分钟，等待HBT908合金液体温度自动下降到1260℃时，浇铸到已准备好的铸模型腔内，35-45分钟后出模，通过拉力机槽，浇铸到拉力机模具内，以拉动速率为0.30m/min下缓慢拉动10-15分钟，可得到满意的热拉伸棒料，进入机加工区域，制作成套筒头类，螺丝刀类、撬棍、钎子、冲子、扁铲，还能制造船用耐磨、防腐类产品等。再进入热处理区域卧式高压气淬真空炉(HZQ-120)、卧式加压真空回火炉(HZR-100)进行固溶处理，改善材料内部组织，提升性能。最后进入精细研磨区域，进行各道工艺抛丸研磨，形成一种光泽亮丽，手感舒适，携带方便的工器件。确保石油、化工、天然气、船舶、航空、天等现代化工业易燃易爆场所的安全生产。
应用例5
将实施例1-3得到的低铜合金材料坯件投入真空感应熔炼炉(ZKRL-200L)中精炼，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅(SiO2)进行提渣，恒温控制20-30分钟，等待HBT908合金液体温度自动下降到1300℃时，浇铸到已准备好的铸模型腔内，35-45分钟后出模形成方块形毛坯或长条形毛坯，然后进入整形研磨区域割掉铸造残留水口和冒口，清边去刺。然后投入到数控五辊轧机中热轧成所需求的3毫米、2毫米、1.5毫米、1毫米、0.8毫米、0.4毫米的板材、带材或薄板材，可制作锹、水桶、簸箕、舀子、料铲、油漏子、接油盘，是石油化工天然气场所、易燃易爆环境不可缺少的容器具。还能制造船用耐磨、防腐类容器等。确保石油、化工、天然气、船舶、航空、航天等现代化工业易燃易爆场所的安全生产。
效果例
对应用例1-5的各产品技术参数进行检测，结果如表1所示。
表1本发明应用例1-5的各产品的参数机械性能
本发明产品配方对效果的贡献分析：
A本发明HBT908制备材料，改变乙炔发生器零配件和随机工具，不得用纯铜，以防纯铜与乙炔接融产生乙炔铜引起爆炸。本发明制备材料添加了镍(Ni)，纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、硬度，增强电阻和热电性，并降低电阻率温度系数。
B本发明低铜合金材料中锰可以提高本合金的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
C本发明低铜合金材料中还添加了微量元素，铍(Be)、铬(Cr)、锆(Zr)、硅(Si)，这些微量元素的加入，提高了本制备材料颗粒精细度，增加了强度、硬度、韧性、耐腐蚀、耐磨性、延伸率。
D本发明低铜合金材料加入混合稀土，使本发明材料得到进一步的净化，提高精细度，消除铸造中针孔状气孔，以及其他铸件缺陷。混合稀土与铜合金高温下融合，使本合金制备的工器件，大幅度提升各项性能指标。
E、加入铬(Cr)、锆(Zr)、硅(Si)、稀土镧(La)、稀土铈(Ce)的铜合金，对铸件产品进行分析，不仅可以提高铜合金的强度，而且铸态件具有良好的塑性和延伸率，满足热轧要求。对铸态产品进行固溶处理，能够提高硬度，弹性，其导电率明显提高。
对本发明的制备原理进行说明：
A、制备基础；以铜(Cu)为基体，添加镍(Ni)为镍铜合金。镍铜合金又称白铜，是以镍(Ni)为主要添加元素的铜基合金，呈银白色，有金属光泽，故名白铜。铜镍之间彼此可无限固溶，从而形成连续固溶体，即不论彼此的比例多少，而恒为α-单相合金。当把镍(Ni)熔入铜锌合金里，含量超过16％以上时，产生的合金色泽就变得洁白如银，镍(Ni)含量越高，颜色越白。白铜中镍(Ni)的含量一般为25％以下。
B、锰(Mn)是活性金属，加入铜(Cu)中可以提高器件的硬度，锰(Mn)在有色冶金中主要有两种用途，一种是铜锌合金，在加入二氧化锰(MnO2)或高锰酸钾(KMnO4)做氧化剂，使熔液中的二价铁氧化成三价，调整溶液PH值使铁沉淀而除掉，另一种在铜镍合金中，锰(Mn)可以提高合金的强度，耐磨性和耐腐蚀性以及耐高温性能。锰(Mn)是制备“HBT908”不可缺少的元素。
C、稀土金属在铜合金中的作用；稀土的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属。在稀土元素中，按金属活泼次序排列，钪、钇、镧递增，由镧到镥递减，即镧元素最活泼。将稀土加入铜及其合金中，主要产生净化、变质、合金化三大作用。HBT908合金加入稀土镧0.05％—0.09％和稀土铈(0.03％-0.05％)净化HBT908合金的杂质，提高合金的强度，增强耐磨性，提高硬度，屈服强度，使合金组织颗粒细化，提高密度0.6％。
D、HBT908合金材料加入混合稀土、稀土镧、铈，使铜合金纯度增高，铜合金中的有害物质主要是水汽、油污、铜锈-A、(OH)3，在铜合金冶炼过程中影响铜液变质的主要分子是氰，其次是氧和氮，HBT908合金材料加入混合稀土(R>La>Re)，实现稀土除氰的效果，大幅度减少针孔现象，在加入稀土的HBT908合金中能获得满意的铸胎毛坯件，使之强度提高，合金晶粒减小，延伸率提高，增强内部组织净化，提高导电率，增强防腐耐磨性，改善机械性能，大幅度改善铸件组织的变质作用。
此制备原理所得到的金相组织颗粒饱满均匀，可参考附图1。
本发明HBT908合金制备材料，可制作乙炔环境专用的工器件，比如乙炔气枪管、气割嘴子、电焊嘴子等。是石油、化工、天然气、采矿等能源企业所用安全工具的一种提升，本制备材料合金锭存放期长、二次精炼，在乙炔环境中有应用的特长，铍青铜因含铜量97％以上，故不能用在乙炔环境中。本发明产品还能拓展到航空、航天、航海等船用耐磨、防腐类产品，以及现代化工业科技其他领域。本发明合金材料防爆性能，能通过21％的氢气环境试验达EXIIC级，在强磁和易燃易爆场所环境中可替代铍青铜使用，消除爆炸隐患，确保国家财产和人身安全。在初期制备和后期生产中无污染，是一种绿色环保清洁材料。
目前，本发明的技术方案已经进行了中试，即产品在大规模量产前的小规模实验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已经着手准备产品正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)。
以上所述实施方式为本发明的优选实施例，而非本发明可行实施的穷举。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，做出的各种改进，都应当被认为包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种低铜合金材料，其特征在于，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；
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。
2.根据权利要求1所述的一种低铜合金材料，其特征在于，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。
3.一种权利要求1所述的低铜合金材料的制备方法，其特征在于，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。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，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；所述容器为真空感应熔炼炉。
5.一种如权利要求1-2任一项所述的低铜合金材料或权利要求3-4任一项所述的制备方法制备得到的低铜合金材料在乙炔环境中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，将低铜合金材料坯件投入熔炼炉，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅进行提渣，恒温控制20-30分钟，温度下降到1300℃时，浇铸到铸模型腔内，35-45分钟后出模后，经过整形加工和热变形锻压形成模压工器件。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述模压工器件制成乙炔气枪管、气割焊嘴、防爆锤类产品、镐类产品、斧类产品、活扳手、梅花扳手、开口扳手以及船用工器件中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，将低铜合金材料坯件投入熔炼炉，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅进行提渣，恒温控制20-30分钟，温度下降到1260℃时，铸到已准备好的铸模型腔内，35-45分钟后出模，通过拉力机槽，浇铸到拉力机模具内缓慢拉动10-15分钟，得到热拉伸棒料，制作成套筒头类，螺丝刀类、撬棍、钎子、冲子、扁铲以及船用耐磨、防腐类产品。
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，将低铜合金材料坯件投入熔炼炉，提温到1360℃-1400℃，投入除渣剂二氧化硅进行提渣，恒温控制20-30分钟，温度下降到1300℃，浇铸到铸模型腔内，35-45分钟后出模形成方块形毛坯或长条形毛坯，整形加工后热轧成一定厚度的板材或带材，制作锹、水桶、簸箕、舀子、料铲、油漏子或接油盘。
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