CN102337425B - 镍铝发热电阻合金材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镍铝发热电阻合金材料，其主要组成为在NiSiMnAlTi基础上再分别添加微量元素Fe、Co、稀土中的一种或几种。本发明制作的电阻合金在保证电阻率的情况下，高温寿命得到明显提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种电阻材料，特别涉及一种镍铝电阻合金材料。
背景技术
镍铝发热电阻合金应用于生产过热保护和精准控制电流过载的过热保护元件，有效地防止(电机、变压器...等)因电流过大而产生过热。由于饮水机、热水器、三明治烤面包机、洗碗机、干燥机、消毒柜、微波炉、电热咖啡壶、电煮锅、冰箱、空调、过胶机、办公设备、汽车座位加热器等电热器具广泛使用。
镍铝发热电阻合金工作温度在1200℃左右，要求合金材料工作时具有高的高温强度、抗高温氧化、耐热腐蚀性能，同时还具备良好的疲劳性能、断裂韧性、塑性、组织稳定性、工作的高可靠性等。目前普遍使用的镍铝发热丝材普遍有两种类型，对应于不同的过热保护元件型号，第一种为Ni-Si-Mn-Al合金，20℃的电阻率为0.31μΩ.m，虽然该种类型材料的电阻率满足上述要求，但在1250℃时寿命只有30min，无法满足最低寿命1.5h的标准；另一种为Ni-Si-Mn三元合金，20℃的电阻率为0.23μΩ.m，这种材料的1200℃时寿命有10h，无法满足该过热保护元件所要求的最低寿命15h的标准。
发明内容
本发明的目的是提供一种镍铝发热电阻合金材料，所述合金材料在保证电阻率的情况下，高温寿命得到明显提高。
本发明所述的发热电阻合金材料由Ni、Si、Mn、Al、Ti及微量元素组成，各组分的质量百分比含量为：Si：0.5～3.0％；Mn：0.5～3.0％；Al：0.5～2.5％；Ti：0.02～0.5％；微量元素：0.02～1％；Ni：余量。
本发明较好的技术方案是所述材料各组分的质量百分比含量为：Si：2.6～2.8％；Mn：2.4～2.6％；Al：1.6～1.8％；Ti：0.05～0.15％；微量元素：0.14～0.38％；
Ni：余量。
所述材料20℃的电阻率为0.25μΩ.m～0.35μΩ.m，其中微量元素为Fe、Co、稀土中的一种或几种。
本发明的优点为：
1)合金中添加Ti元素后，可对合金形成明显的晶内强化，提高合金的强度，同时在高温下Ti元素可阻止晶粒度长大，提高合金的高温稳定性，从而达到提高高温寿命的目的，同时少量Ti元素的加入对合金电阻率影响很小，同时也不会对合金的热加工性能造成恶化。
2)微量元素Al、Co、Fe、稀土的加入，除进一步可产生固溶强化提高合金的强度外，同时还利用合金化元素的交互作用，提高合金的高温蠕变强度，延长合金的高温寿命。
具体实施方式
本发明所述的镍铝发热电阻合金材料组分质量百分比的配比如表1所示，按照表1所配比的材料在真空感应炉中进行冶炼，采用氩气进行保护(也可以采用中频、电渣熔炼)，经过热锻---热轧---拉拔---退火，即得本发明所述镍铝发热电阻合金材料。所述发热电阻合金材料的具体制备方法如下：
1)采用真空感应熔炼或者采用中频+电渣重熔的方式熔炼上述合金，各元素的加入可以采用纯金属加入，也可以采用中间合金形式加入。
2)将上述合金通过热锻、热轧、热处理后进行拉拔，再通过反复热处理和拉拔到所需求规格的丝材。
表1本发明的镍铝发热电阻合金材料的组成(含量)
将本发明上述实施例1-3材料制成的成品，比较例1-2材料制成的成品做金属的机械性能试验，试验结果如表2：
| 性能 | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(％) |
| 实施例1 | 548 | 35 |
| 实施例2 | 544 | 35 |
| 实施例3 | 532 | 33 |
| 比较例1 | 524 | 32 |
| 比较例2 | 423 | 30 |
将本发明上述实施例1-3材料制成的成品，比较例1-2材料制成的成品做金属的机械性能试验可以看出，实施例1-3材料制成的成品其抗拉强度有所提高，延伸率与比较例1-2材料制成的成品基本相同。
将本发明上述实施例1-2材料制成的成品，比较例1材料制成的成品做金属的1250℃发热寿命试验；实施例3材料制成的成品，比较例2材料制成的成品做金属的1200℃发热寿命试验。其试验的条件为：合金丝通电2min、断电2min，反复循环，直到丝材断裂，断裂前丝材循环的次数*通断时间即为发热丝的寿命，其寿命结果如表3所示。
表3本发明发热丝寿命试验
| 性能 | 发热丝寿命(h) |
| 实施例1 | 4.3 |
| 实施例2 | 4.0 |
| 实施例3 | 3.2 |
| 比较例1 | 1.4 |
| 比较例2 | 21 |
由表3可以看出，本发明实施例与比较例相比，其发热寿命得到明显提高。
结论：本发明所述镍铝发热电阻合金材料，工作时具有高的高温强度、抗高温氧化、耐热腐蚀性能，使用时能够满足对材料的寿命要求，有良好的使用效果。
Claims (2)
1.一种镍铝发热电阻合金材料，其特征在于，所述材料由Ni、Si、Mn、Al、Ti及微量元素组成，各组分的质量百分比含量为：
Si：2.6～2.8%；
Mn: 2.4～2.6%；
Al: 1.6～1.8%；
Ti：0.05～0.15%；
微量元素：0.14～0.38%；
Ni:余量，
所述微量元素为Fe、Co和稀土。
2.根据权利要求1所述的镍铝发热电阻合金材料，其特征在于：所述材料20℃的电阻率为0.25μΩ·m～0.35μΩ·m。
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| CN 201110335671 CN102337425B (zh) | 2011-10-29 | 2011-10-29 | 镍铝发热电阻合金材料 |
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