CN104233184B - 一种表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电热合金的制备方法，特别是一种表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法。在直径2‑4mm的NiCr合金丝的基础上，采用粉末包埋法渗Al，渗剂由铝镍合金粉末、Al2O3粉末和NH4Cl组成，形成表面渗铝的镍铬电热合金，再经过多道次拉拔和退火得到电热合金成品，成品直径0.1‑0.5mm，最终渗铝层厚度控制在5‑10μm，铝含量占电热合金成品质量的1‑2％。本发明克服了传统电热合金的不足，生产的合金成品具有优异抗氧化性和电阻率。

Description

一种表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种电热合金的制备方法，特别是一种表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法。
背景技术：
电热合金材料是利用物质的电阻特性制造发热体的电阻合金。目前电热合金材料已成为一种重要的工程材料，适用于机械、冶金、电子、化工等行业，在国民经济中占有重要的地位，其按照化学成分可分为镍铬合金、镍铬铁合金和铁铬铝合金三个系列。镍铬系电热合金具有均匀稳定的电阻率、高抗氧化性、高熔点和良好的高温强度、热加工性等优点，近几年在电器和工业用炉中广泛使用。伴随科技的快速发展，对于电热合金的使用条件和性能要求越来越高，由于传统元素组成和制备工艺的限制，想进一步提高镍铬系合金性能比较困难，亟需开发一种全新的电热合金材料以满足实际应用。
本发明在NiCr合金丝的基础上，采用粉末包埋法渗Al，形成表面渗铝的镍铬电热合金，与传统电热合金相比具有非常优异的抗氧化性和电阻率，克服了现有技术中的不足，具有广阔的工业应用前景。
发明内容：
本发明的目的在于克服传统电热合金的不足，提供表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法，生产具有优异抗氧化性和电阻率的电热合金。
一种表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法，其特征在于，在直径2-4mm的NiCr合金丝的基础上，采用粉末包埋法渗Al，渗剂由铝镍合金粉末、Al2O3粉末和NH4Cl组成，形成表面渗铝的镍铬电热合金，再经过多道次拉拔和退火得到电热合金成品，成品直径0.1-0.5mm，最终渗铝层厚度控制在5-10μm，铝含量占电热合金成品质量的1-2％。
所述粉末包埋法具体为在160℃条件下烘干渗剂，将直径2-4mm的NiCr合金丝埋入渗剂中，将渗Al炉抽真空至5×10-3～6×10-3MPa，在800-850℃保温4-6小时，随炉冷却至室温。
所述渗剂的质量配比为：0.2-0.4μm铝镍合金粉末：40-45％，0.3-0.4μmAl2O3粉末：45-50％，余量为NH4Cl，所述铝镍合金粉末中Al含量为70wt％。
所述直径2-4mm的NiCr合金丝是经过熔炼、均匀化退火、锻造和热轧盘条制备而成，其元素组成和质量配比为Cr：22-23％、Co：1-2％、Mn：3-4％、V：0.2-0.5％、Hf：2-3％、Zr：1-2％、Ti：1-2％，余量为镍和不可避免的杂质；所述熔炼具体为在真空感应熔炼炉内1600-1680℃条件下获得合金铸锭；所述均匀化退火的工艺参数为1000-1100℃保温5h；所述热轧盘条的变形量控制在10％以内。
所述多道次拉拔和退火具体为每道次拉拔变形量≤25％，每道次拉拔之间进行一次400-500℃、1h退火。
本发明创造性地将传统电热合金制备工艺和粉末包埋工艺结合在一起，充分利用铝的抗氧化性，制备出的表面渗铝的镍铬电热合金具有优异的抗氧化性和电阻率。通过渗剂组成、渗Al工艺参数控制材料成品中的铝含量在1-2％wt％之间，渗铝层厚度控制在5-10μm之间，温度过低或者时间过短，渗铝层过薄，难以提高基体的抗氧化性和电阻率；温度过高或者时间过长，渗铝层过厚，在后续加工时容易开裂或剥落，会导致抗氧化性和电阻率的降低。
具体实施方式：
下面通过实施例进一步阐述和理解本发明。
表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法，其特征在于，在直径3mm的NiCr合金丝的基础上，采用粉末包埋法渗Al，渗剂由铝镍合金粉末、Al2O3粉末和NH4Cl组成，形成表面渗铝的镍铬电热合金，再经过多道次拉拔和退火得到电热合金成品，成品直径0.2mm，最终渗铝层厚度控制在7μm，铝含量占电热合金成品质量的1.3％。
所述粉末包埋法具体为在160℃条件下烘干渗剂，将直径3mm的NiCr合金丝埋入渗剂中，将渗Al炉抽真空至5×10-3MPa，在850℃保温5小时，随炉冷却至室温。
所述渗剂的质量配比为：0.3μm铝镍合金粉末：42％，0.34μmAl2O3粉末：47％，余量为NH4Cl，所述铝镍合金粉末中Al含量为70wt％。
所述直径3mm的NiCr合金丝是经过熔炼、均匀化退火、锻造和热轧盘条制备而成，其元素组成和质量配比为Cr：22.7％、Co：1.5％、Mn：3.6％、V：0.4％、Hf：2.8％、Zr：1.6％、Ti：1.1％，余量为镍和不可避免的杂质；所述熔炼具体为在真空感应熔炼炉内1650℃条件下获得合金铸锭；所述均匀化退火的工艺参数为1100℃保温5h；所述热轧盘条的变形量控制在10％以内。
所述多道次拉拔和退火具体为每道次拉拔变形量≤25％，每道次拉拔之间进行一次450℃、1h退火。
本发明实施例制备的材料成品具有优异抗氧化性和电阻率，测试表明，本实施例抗氧化试验(试验条件：1200℃氧化240h)增重小于1.7mg/cm2，室温电阻率可达2.19Ωmm2/m，克服了传统电热合金的不足，具有广泛的工业应用前景。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法，其特征在于，在直径2-4mm的NiCr合金丝的基础上，采用粉末包埋法渗Al，渗剂由铝镍合金粉末、Al2O3粉末和NH4Cl组成，形成表面渗铝的镍铬电热合金，再经过多道次拉拔和退火得到电热合金成品，成品直径0.1-0.5mm，最终渗铝层厚度控制在5-10μm，铝含量占电热合金成品质量的1-2％；所述粉末包埋法具体为在160℃条件下烘干渗剂，将直径2-4mm的NiCr合金丝埋入渗剂中，将渗Al炉抽真空至5×10-3~6×10-3MPa，在800-850℃保温4-6小时，随炉冷却至室温。
2.如权利要求1所述的一种表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法，其特征在于，所述渗剂的质量配比为：0.2-0.4μm铝镍合金粉末：40-45％，0.3-0.4μmAl2O3粉末：45-50％，余量为NH4Cl，所述铝镍合金粉末中Al含量为70wt％。
3.如权利要求2所述的一种表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法，其特征在于，所述直径2-4mm的NiCr合金丝是经过熔炼、均匀化退火、锻造和热轧盘条制备而成，其元素组成和质量配比为Cr：22-23％、Co：1-2％、Mn：3-4％、V：0.2-0.5％、Hf：2-3％、Zr：1-2％、Ti：1-2％，余量为镍和不可避免的杂质；所述熔炼具体为在真空感应熔炼炉内1600-1680℃条件下获得合金铸锭；所述均匀化退火的工艺参数为1000-1100℃保温5h；所述热轧盘条的变形量控制在10％以内。
4.如权利要求3所述的一种表面渗铝的镍铬电热合金的制备方法，其特征在于，所述多道次拉拔和退火具体为每道次拉拔变形量≤25％，每道次拉拔之间进行一次400-500℃、1h退火。
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