CN104630633A - 一种抗渗碳电热合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗渗碳电热合金的制备方法，涉及铁铬铝合金加工制造领域，包括合金的熔炼，制成盘条，热处理，碱煮、酸洗和拉拔五个工艺过程，该种制备方法中选用中频真空感应炉作为熔炼设备，且通过严格控制好出钢温度，炉料在炉内的反应充分，熔炼效果好，制备的电热合金钢锭质量好，所述锻造工艺中，通过控制好模锻温度，锻打出来的盘条表面质量和芯部质量都较好，轧制后的盘条经碱煮、酸洗过程后，电热合金丝表面的氧化膜基本上被清除干净，杂质残留的很少，该种制备方法生产出的抗渗碳电热合金丝，抗渗碳能力强，能够广泛用于渗碳炉中的加热元件，使用寿命长，可焊性好，焊接表面完好，值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及铁铬铝合金加工制造领域，具体涉及一种抗渗碳电热合金的制备方法。
背景技术
抗渗碳电热元件，能作为各种保护气氛加热炉的发热元，目前国内外大都将这类电热元件用于可控气氛热处理加热炉中，这种炉子可用于另部件的渗碳、碳氮共渗、光亮淬火和光亮退火等方面，美、日、英等国从六十年代以后，可控气氛热处理发展极快，几乎所有的汽车,拖拉机零部件都采用了这种工艺，申请号为CN 201110101552.8公开了一种新型高电阻电热合金材料及其制备方法，包括熔炼、锻造、盘条、退火、漂洗、拉拔等步骤。本发明所制备的新型高电阻电热合金材料与Cr20Ni80 相比具有更优良的抗氧化性能，是一种热膨胀系数小、高温强度好、使用寿命长、高电阻率的电热合金材料，但该种方法制备的电热合金抗渗碳能力弱，不适宜在渗碳炉中使用，且可焊性差。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种抗渗碳能力强，可在渗碳炉中长期使用，可焊性好的抗渗碳电热合金的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种抗渗碳电热合金的制备方法，包括下述工艺步骤：
（1）合金的熔炼：选用工业纯铁、金属铬和金属铝作为炉料，放入到中频真空感应炉中熔炼，出钢前三分钟在氩气保护下将纯度为99%的金属钇加入到坩埚中，控制出钢温度为1550～1650℃；
（2）制成盘条：将步骤（1）中熔炼好的钢锭放在800℃的电阻炉中随炉子缓慢冷却到室温，经剥皮后锻造成方坯，然后将锻造后的方坯放入到小型热轧机上扎成直径为7mm的盘条；
（3）热处理：将步骤（2）制得的盘条经箱式电阻炉加热到850～900℃，保温40～60min，然后放入冷却槽中进行水淬处理；
（4）碱煮、酸洗：将步骤（3）中热处理后的的盘条放入氢氧化钠和硝酸钠的混合溶液中进行碱煮，控制碱煮温度为430～520℃，控制碱煮时间为35～53min，将碱煮后的盘条立刻放入水中进行水爆，去除盘条的表面氧化膜，然后将盘条放入硫酸、硝酸钠和氯化钠的混合溶液中进行酸洗，控制酸洗温度为48～65℃，控制酸洗时间为25～42min，将盘条表面的氧化膜全部清除干净
（5）拉拔：将步骤（4）中经水淬处理后的合金盘条浸涂石灰涂层，烘干后放入水箱机上进行拉拔工艺处理，拉拔至直径为0.30mm时，停止拉拔，制得成品。
优选的，所述步骤（1）中合金的化学成分为C：0.005,Mn：0.25,S：0.002，P：0.024，Si：0.57，Cr：22.30，Al：5.83，Y：0.50，其余为Fe。
优选的，所述步骤（2）中的锻造工艺的具体方法为将真空熔炼后的钢锭送进加热炉后缓慢升温到1200℃，保温后在一吨蒸汽锤上锻成方坯。
优选的，所述步骤（5）中的浸涂石灰涂层工艺的具体方法为将镍铬合金丝放入石灰和食盐的混合溶液中进行浸涂，控制浸涂温度为45℃，控制浸涂时间为38min。
采用本发明的技术方案，该种制备方法中选用中频真空感应炉作为熔炼设备，且通过严格控制好出钢温度，炉料在炉内的反应充分，熔炼效果好，制备的电热合金钢锭质量好，所述锻造工艺中，通过控制好模锻温度，锻打出来的盘条表面质量和芯部质量都较好，轧制后的盘条经碱煮、酸洗过程后，电热合金丝表面的氧化膜基本上被清除干净，杂质残留的很少，该种制备方法生产出的抗渗碳电热合金丝，抗渗碳能力强，能够广泛用于渗碳炉中的加热元件，使用寿命长，可焊性好，焊接表面完好。
具体实施方式
实施例1：
（1）合金的熔炼：选用工业纯铁、金属铬和金属铝作为炉料，放入到中频真空感应炉中熔炼，出钢前三分钟在氩气保护下将纯度为99%的金属钇加入到坩埚中，控制出钢温度为1550℃，所述合金的化学成分为C：0.005,Mn：0.25,S：0.002，P：0.024，Si：0.57，Cr：22.30，Al：5.83，Y：0.50，其余为Fe；
（2）制成盘条：将步骤（1）中熔炼好的钢锭放在800℃的电阻炉中随炉子缓慢冷却到室温，经剥皮后锻造成方坯，然后将锻造后的方坯放入到小型热轧机上扎成直径为7mm的盘条；
（3）热处理：将步骤（2）制得的盘条经箱式电阻炉加热到850～900℃，保温40～60min，然后放入冷却槽中进行水淬处理；
（4）碱煮、酸洗：将步骤（3）中热处理后的的盘条放入氢氧化钠和硝酸钠的混合溶液中进行碱煮，控制碱煮温度为430～520℃，控制碱煮时间为35～53min，将碱煮后的盘条立刻放入水中进行水爆，去除盘条的表面氧化膜，然后将盘条放入硫酸、硝酸钠和氯化钠的混合溶液中进行酸洗，控制酸洗温度为48～65℃，控制酸洗时间为25～42min，将盘条表面的氧化膜全部清除干净
（5）拉拔：将步骤（4）中经水淬处理后的合金盘条浸涂石灰涂层，烘干后放入水箱机上进行拉拔工艺处理，拉拔至直径为0.30mm时，停止拉拔，制得成品。
实施例2：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤（1）中，控制出钢温度为1610℃；所述步骤（3）中，控制箱式电阻炉的加热温度为760℃，控制保温时间为53min；所述步骤（4）中，控制碱煮温度为450℃，控制碱煮时间为40min，控制酸洗温度为55℃，控制酸洗时间为30min。
实施例3：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤（1）中，控制出钢温度为1640℃；所述步骤（3）中，控制箱式电阻炉的加热温度为774℃，控制保温时间为58min；所述步骤（4）中，控制碱煮温度为450℃，控制碱煮时间为44min，控制酸洗温度为61℃，控制酸洗时间为40min。
经过以上工艺步骤后，取出电热合金丝样品，待测：
| 序号 | 抗氧化性 | 1000℃渗碳500h阻阻平均变化率/% | 焊接性 | 炉温1000℃中抗渗碳寿命/h | 合格率/% |
| 实施例1 | 优 | -2.10 | 优 | 32 | 98 |
| 实施例2 | 优 | -2.21 | 优 | 31 | 99 |
| 实施例3 | 优 | -1.86 | 优 | 32 | 96 |
由以上数据可知，制备出的电热合金丝，抗氧化性优，产品经1000℃渗碳500h阻阻平均变化率低，电阻率下降幅度很小，焊接性能好，抗渗碳寿命在31h左右，抗渗碳寿命长，且合格率高。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种抗渗碳电热合金的制备方法，包括下述工艺步骤：
（1）合金的熔炼：选用工业纯铁、金属铬和金属铝作为炉料，放入到中频真空感应炉中熔炼，出钢前三分钟在氩气保护下将纯度为99%的金属钇加入到坩埚中，控制出钢温度为1550～1650℃；
（2）制成盘条：将步骤（1）中熔炼好的钢锭放在800℃的电阻炉中随炉子缓慢冷却到室温，经剥皮后锻造成方坯，然后将锻造后的方坯放入到小型热轧机上扎成直径为7mm的盘条；
（3）热处理：将步骤（2）制得的盘条经箱式电阻炉加热到850～900℃，保温40～60min，然后放入冷却槽中进行水淬处理；
（4）碱煮、酸洗：将步骤（3）中热处理后的的盘条放入氢氧化钠和硝酸钠的混合溶液中进行碱煮，控制碱煮温度为430～520℃，控制碱煮时间为35～53min，将碱煮后的盘条立刻放入水中进行水爆，去除盘条的表面氧化膜，然后将盘条放入硫酸、硝酸钠和氯化钠的混合溶液中进行酸洗，控制酸洗温度为48～65℃，控制酸洗时间为25～42min，将盘条表面的氧化膜全部清除干净;
（5）拉拔：将步骤（4）中经水淬处理后的合金盘条浸涂石灰涂层，烘干后放入水箱机上进行拉拔工艺处理，拉拔至直径为0.30mm时，停止拉拔，制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种抗渗碳电热合金的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中合金的化学成分为C：0.005,Mn：0.25,S：0.002，P：0.024，Si：0.57，Cr：22.30，Al：5.83，Y：0.50，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种抗渗碳电热合金的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的锻造工艺的具体方法为将真空熔炼后的钢锭送进加热炉后缓慢升温到1200℃，保温后在一吨蒸汽锤上锻成方坯。
4.根据权利要求1所述的一种抗渗碳电热合金的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中的浸涂石灰涂层工艺的具体方法为将镍铬合金丝放入石灰和食盐的混合溶液中进行浸涂，控制浸涂温度为45℃，控制浸涂时间为38min。
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