CN105316536A

CN105316536A - 一种发热丝

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Publication number: CN105316536A
Application number: CN201510501259.9A
Authority: CN
Inventors: 张伟鑫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-08-17
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2016-02-10

Abstract

本发明提供一种发热丝，用于打火机发热丝，发热丝为镍铬合金，发热丝产生的高温点燃可燃物，发热丝盘成螺旋形，发热丝的成分组包括C、Mn、P、S、B、Ti、Co、Rh、Si、Cr、Ni、Mo、Ge、RE，其余为Al；发热丝的冷电阻为6Ω~13Ω；发热丝的发热丝通电温度达500℃~550℃；所述发热丝的快速寿命h/℃≥100/1500，累计间断使用寿命为5000h~7000h；发热丝的直径为200~600丹尼尔，发热丝的导热率为：300W/m?K~350W/m?K。本发明发热丝发热快、不会产生明火、导热率高、硬度大、使用寿命长。

Description

一种发热丝

技术领域

本发明属于镍铬合金领域，具体涉及一种用于打火机的发热丝。

背景技术

发热丝是用途最广泛、用量最大的发热材料。通常用镍铬合金丝绕成弹簧状，这种发热丝结构简单，热惯性小，成本低廉，但它的缺点是工作状态下自身处于很高的温度下（炽热状态），在空气中容易发生氧化反应而烧断，且导热需要一个过程，不能用于及时点火；从电热能量转换方面来分析，由于产生部分可见光而使能量损耗；电热合金丝往往以螺旋状态使用，通电时会产生感抗效应。

中国专利CN201310272704.X公开了一种扁平状发热丝，包括发热丝，所述发热丝为扁平状的电阻发热丝，发热丝表面覆盖一层绝缘层，所述绝缘层为聚三氟氯乙烯层。但是该发明的发热丝导热率低，发热较慢，不适合作为打火机的发热丝使用。

中国专利CN201010582198.0公开了一种打火机用电热丝，由两金属杆与电热丝固定成一体，与打火机拔插联接，使电热丝接入电路中。但是该电热丝的使用寿命不长，发热较慢，难以满足消费者的要求。

因此，急需一种使用寿命长、发热快、导热率高的发热丝，以解决打火机电热丝的材料需求。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的在于提供一种发热丝，发热快、不会产生明火、寿命长、导热率高，能够有效地解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取如下的技术方案：

一种发热丝，用于打火机发热丝，发热丝为镍铬合金，发热丝产生的高温点燃可燃物，发热丝盘成螺旋形，发热丝的成分组成按重量百分比计包括C：0.10%~0.15%，Mn：0.80%~2.0%，P：0.03%~0.04%，S：0.03%~0.04%，B：0.4%~0.6%，Ti：0.40%~0.70%，Co：0.3%~0.4%，Rh：0.3%~0.4%，Si：1.0%~1.5%，Cr：4.0%~6.0%，Ni：0.70%~1.10%，Mo：0.90%~1.20%，Ge：3.0%~4.0%， RE：0.20%~0.90%，其余为Al；发热丝的冷电阻为6Ω~13Ω；发热丝的发热丝通电温度达500℃~550℃；发热丝的快速寿命h/℃≥100/1500；发热丝的直径为200丹尼尔~600丹尼尔，发热丝的导热率为：300W/m•K~350W/m•K。在本发明中，C能够使晶粒细化，显著提高铝合金的力学性能，有利于减少缩松缺陷，降低合金的热裂倾向，缩短合金晶界析出相的扩散距离。Mn是一种弱脱氧剂合金中添加Mn，不但有利于合金的抗蚀性，而且还能使合金的强度提高，并能降低热裂纹倾向，改善合金的抗腐蚀性能和焊接性能。随着Mn含量增加，合金强度有所提高。P可提高强度，但严重降低塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性，尤其低温时发生冷脆，含量需严格控制，一般不超过0.050%。S可引起铝合金热脆，降低铝合金的塑性、冲击韧性、疲劳强度等，一定量的S与Mn在钢材中形成MnS，有助于提高切削性。在低于0.001%时添加效果不充分，超过0.15% 则添加效果饱和，会降低合金的韧性。B能成倍地增加淬火性，增加合金的硬度和抗张力。Ti是铝合金中常用的添加元素，钛与铝形成 TiAl₂相，成为结晶时的非自发核心，起细化组织和的作用；还能起到变质剂作用，增加晶核，细化晶粒。Co可以提高和改善合金的高温性能，增加其红硬性，提高合金的抗氧化性和耐蚀性能。Rh有较强的反射能力，加热状态下特别柔软。Rh的化学稳定性好，抗氧化性很好，加入到合金中，能够提高合金的稳定性。Si是大多数压铸铝合金的主要元素。它能改善合金的铸造性能。Si与Al能组成固溶体。铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性，硅与铝形成共晶体，可提高合金的高温造型性，减少收缩率。Cr可以在铝中形成金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。Ni在铝合金中能提高合金的强度和硬度，降低耐蚀性。Mo能提高合金的强度和硬度；降低合金的临界冷却速度，提高合金的淬透性；提高合金的耐热性和高温强度。Ge化学性质稳定，常温下不与空气或水蒸汽作用，提高耐热性和耐蚀性，降低韧性和塑性。RE（稀土元素）加入合金中，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化，还能够提高材料的导热率，使各种材料的性能相互协调。因而，采用上述配比的制作的合金材料发热快、不会产生明火、寿命长、导热率高、硬度大、不易锈蚀。

进一步的，发热丝按重量百分比计含有如下原料组分C：0.12%，Mn：1.80%，P：0.03%，S：0.04%，B：0.46%，Ti：0.40%，Co：0.30%，Rh：0.40%，Si：1.0%，Cr：4.60%，Ni：0.80%，Mo：1.10%，Ge：3.50%，RE：0.50%，其余为Al。此种配比下，材料的性价比最高。

进一步的，RE为La或Er。

更进一步的，RE为La时，所述发热丝的成分组成按重量百分比计包括C：0.10%~0.15%，Mn：0.80%~1.0%，P：0.03%~0.04%，S：0.03%~0.04%，B：0.4%~0.5%，Ti：0.40%~0.50%，Co：0.3%~0.4%，Rh：0.3%~0.4%，Si：1.0%~1.5%，Cr：5.0%~6.0%，Ni：0.90%~1.10%，Mo：1.10%~1.20%，Ge：3.0%~4.0%， La：0.50%~0.90%，其余为Al。稀土金属对材料的影响很大，添加La时，宜提高镍铬的含量水平，使材料的性能得到更好地发挥。

更进一步的，RE为Er时，所述发热丝的成分组成按重量百分比计包括C：0.10%~0.15%，Mn：1.0%~2.0%，P：0.03%~0.04%，S：0.03%~0.04%，B：0.5%~0.6%，Ti：0.50%~0.70%，Co：0.3%~0.4%，Rh：0.3%~0.4%，Si：1.0%~1.5%，Cr：4.0%~5.0%，Ni：0.70%~0.90%，Mo：0.90%~1.10%，Ge：3.0%~4.0%， Er：0.20%~0.50%，其余为Al。添加Er时，宜降低镍铬的含量水平，使材料的性能得到更好地发挥。

更进一步的，发热丝的冷电阻为10Ω。此时，材料的性价比最高。

更进一步的，发热丝的发热丝通电温度达520℃。材料性价比最高时的性能。

更进一步的，发热丝的快速寿命h/℃=150/1500，材料性价比最高时的快速寿命。

更进一步的，发热丝的直径为400丹尼尔，材料的最优直径。

更进一步的，发热丝的导热率为：340W/m•K。为材料性价比最高时的性能。

本发明的优点是：

1.本发明制作的发热丝发热快、不会产生明火、导热率高；

2. 本发明发热丝通电即升温发红达500℃以上，可轻易点燃一支香烟，而且防风、防潮，点燃可靠度高；

3.本发明发热丝硬度大、不易损坏、不易锈蚀，使用方便，使用寿命长；

4.本发明发热丝截面面积小，加热效率高，节能、环保、安全。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，用来对本发明作进一步详细说明。

实施例 1

原料重量组分：

C：0.12%，Mn：1.80%，P：0.03%，S：0.04%，B：0.46%，Ti：0.40%，Co：0.30%，Rh：0.40%，Si：1.0%，Cr：4.60%，Ni：0.80%，Mo：1.10%，Ge：3.50%，Er：0.40%，其余为Al。此条件下制备的发热丝的直径为400 丹尼尔，冷电阻为10Ω，发热丝通电温度达520℃，导热率为340W/m•K，快速寿命h/℃=150/1500，累计间断使用寿命为7000h。

实施例 2

原料重量组分：

C：0.10%，Mn：0.80%，P：0.03%，S：0.03%，B：0.40%，Ti：0.40%，Co：0.30%，Rh：0.30%，Si：1.0%，Cr：4.0%，Ni：0.70%，Mo：0.90%，Ge：3.0%，Er：0.20%，其余为Al。此条件下制备的发热丝的直径为200丹尼尔，冷电阻为6Ω，发热丝通电温度达500℃，导热率为300W/m•K，快速寿命h/℃=100/1500，累计间断使用寿命为5000h。

实施例 3

原料重量组分：

C：0.15%，Mn：2.0%，P：0.04%，S：0.04%，B：0.60%，Ti：0.70%，Co：0.40%，Rh：0.40%，Si：1.50%，Cr：6.0%，Ni：1.10%，Mo：1.20%，Ge：4.0%，La：0.90%，其余为Al。此条件下制备的发热丝的直径为600丹尼尔，冷电阻为13Ω，发热丝通电温度达550℃，导热率为350W/m•K，快速寿命h/℃=110/1500，累计间断使用寿命为6000h。

实施例 4

原料重量组分：

C：0.125%，Mn：1.45%，P：0.035%，S：0.035%，B：0.50%，Ti：0.55%，Co：0.35%，Rh：0.35%，Si：1.25%，Cr：5.0%，Ni：0.90%，Mo：1.05%，Ge：3.5%，Er：0.28%，其余为Al。此条件下制备的发热丝的直径为500丹尼尔，冷电阻为10Ω，发热丝通电温度达530℃，导热率为320W/m•K，快速寿命h/℃=130/1500，累计间断使用寿命为6500h。

实验例 1

抗磨性对比试验：

本发明实施例1~4发热丝与发热丝材料在射流式冲刷腐蚀磨损试验机上做浆料（石英砂+水）湿磨试验，并作材料的抗腐蚀试验，性能见表1。

表1抗磨性及硬度对比试验结果

实验例 2

将本发明实施例1~4发热丝与普通发热丝相比较，其基本热力学性能结果如下表2。

表2性能比较

由上述试验例可见，本发明发热丝的各项性能均高于普通发热丝材料，硬度大、不易锈蚀，通电后的瞬时温度高，导热率高，更加适合用于打火机发热丝的材料。

以上仅为本发明的优选实施例及实验例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种发热丝，所述发热丝用于打火机发热丝，所述发热丝为镍铬合金，所述发热丝产生的高温点燃可燃物，所述发热丝盘成螺旋形，其特征在于，所述发热丝的成分组成按重量百分比计包括C：0.10%~0.15%，Mn：0.80%~2.0%，P：0.03%~0.04%，S：0.03%~0.04%，B：0.4%~0.6%，Ti：0.40%~0.70%，Co：0.3%~0.4%，Rh：0.3%~0.4%，Si：1.0%~1.5%，Cr：4.0%~6.0%，Ni：0.70%~1.10%，Mo：0.90%~1.20%，Ge：3.0%~4.0%， RE：0.20%~0.90%，其余为Al；所述发热丝的直径为200丹尼尔~600丹尼尔，所述发热丝的快速寿命h/℃≥100/1500，所述发热丝的发热丝通电温度达500℃~550℃；所述发热丝的导热率为：300W/m·K~350W/m·K；所述发热丝的冷电阻为6Ω~13Ω。

2.根据权利要求1所述的发热丝，其特征在于，所述发热丝按重量百分比计含有如下原料组分C：0.12%，Mn：1.80%，P：0.03%，S：0.04%，B：0.46%，Ti：0.40%，Co：0.30%，Rh：0.40%，Si：1.0%，Cr：4.60%，Ni：0.80%，Mo：1.10%，Ge：3.50%，RE：0.50%，其余为Al。

3.根据权利要求1所述的发热丝，其特征在于，所述RE为La或Er。

4.根据权利要求3所述的发热丝，其特征在于，所述RE为La时，所述发热丝的成分组成按重量百分比计包括C：0.10%~0.15%，Mn：0.80%~1.0%，P：0.03%~0.04%，S：0.03%~0.04%，B：0.4%~0.5%，Ti：0.40%~0.50%，Co：0.3%~0.4%，Rh：0.3%~0.4%，Si：1.0%~1.5%，Cr：5.0%~6.0%，Ni：0.90%~1.10%，Mo：1.10%~1.20%，Ge：3.0%~4.0%， La：0.50%~0.90%，其余为Al。

5.根据权利要求3所述的发热丝，其特征在于，所述RE为Er时，所述发热丝的成分组成按重量百分比计包括C：0.10%~0.15%，Mn：1.0%~2.0%，P：0.03%~0.04%，S：0.03%~0.04%，B：0.5%~0.6%，Ti：0.50%~0.70%，Co：0.3%~0.4%，Rh：0.3%~0.4%，Si：1.0%~1.5%，Cr：4.0%~5.0%，Ni：0.70%~0.90%，Mo：0.90%~1.10%，Ge：3.0%~4.0%， Er：0.20%~0.50%，其余为Al。

6.根据权利要求3所述的发热丝，其特征在于，所述发热丝的冷电阻为10Ω。

7.根据权利要求3所述的发热丝，其特征在于，所述发热丝的发热丝通电温度达520℃。

8.根据权利要求3所述的发热丝，其特征在于，所述发热丝的快速寿命h/℃=150/1500。

9.根据权利要求3所述的发热丝，其特征在于，所述发热丝的直径为400 丹尼尔。

10.根据权利要求3所述的发热丝，其特征在于，所述发热丝的导热率为：340W/m·K。