CN105400971A - 一种能降低氮含量的镍铬电热合金生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种能降低氮含量的镍铬电热合金生产方法，涉及一种常压熔炼生产镍铬电热合金方法的改进。其生产采用常压中频炉熔炼工艺，其特征在于其金属铬的烘烤温度为400-450℃，烘烤时间为2-3h；中频炉熔炼前期熔化金属镍，金属镍全部熔化后，盖渣，陆续加金属铬。本发明的方法，改变了金属铬的烘烤温度，有效降低了氮的吸收量，改变熔炼过程金属铬加入方式，确保了金属铬直接进入熔液中，不裸露在空气中，避免了氮的吸收，获得低氮含量的镍铬合金。
Description
技术领域
一种能降低氮含量的镍铬电热合金生产方法，涉及一种常压熔炼生产镍铬电热合金方法的改进。
背景技术
金属铬是熔炼镍铬合金的主要原料之一，铬是提高镍铬系电热合金高温抗氧化性能的关键元素。氮通常以原子状态溶解于合金中，氮对合金危害主要是形成大量的氮化物和稀土氮氧化物，当合金中含铝、钛等合金元素时，氮会和它们形成AlN、TiN化合物。当合金中的氮含量超过一定限度时，还会与合金中的氧、稀土元素形成复杂的稀土氮氧化物，这类稀土氮氧化物显微硬度高达1500HV，是基体合金硬度的4倍，而且常常聚集在晶界上，成为合金热变形时的裂纹源，导致合金热塑性恶化。
由于TiN硬而脆，如成团分布时，在拉拔过程中，特别是拉细丝时，易拉断；当TiN暴露在丝的表面时，将影响丝的表面质量。由于TiN和TiC的电阻率很高，分别为25μΩ·m和200μΩ·m，而NiCr合金仅1μΩ·m大二个数量级，再加上在拉丝过程中，在TiN周围易产生微裂纹，因而在TiN较集中的部位电阻值会明显升高。在使用时，这些高电阻部位的温度较其它部位高，因而影响使用寿命。
在合金生产过程中，金属铬是带入氮的主要途径，控制金属铬在烘烤及熔炼过程吸氮就显得尤为重要。
金属铬在熔炼前需要对其进行烘烤，消除材料中吸附水，但随着烘烤温度的升高，金属铬又会吸附空气中氮，同时金属铬在中频熔炼中的加入时机不同，对空气中氮溶解量不同，选择合适的加入时机，降低熔炼过程中溶解氮，由于材料中含氮后，氮与材料中铬及钛形成CrN、TiN,这两种物质对材料性能形成恶劣影响，为了降低该两种物质，希望降低镍铬氮含量，提高材料快速寿命及满足生产微细丝要求。
目前在现有的生产工艺中，金属铬烘烤的工艺条件是650-750℃×3h，中频熔炼，先将金属铬加到炉底，再加金属镍，熔炼，由于金属铬熔点为1857±20℃，高于纯镍熔点1450℃，达到熔化需要时间长，在此期间，金属铬由于处在高温，且没有渣料的保护，从空气中吸收大量氮，后期熔炼过程难以将溶解的氮脱出，造成产品中氮含量高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能降低氮含量的镍铬电热合金生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种能降低氮含量的镍铬电热合金生产方法，其生产采用常压中频炉熔炼工艺，其特征在于其金属铬的烘烤温度为400-450℃，烘烤时间为2-3h；中频炉熔炼前期熔化金属镍，金属镍全部熔化后，盖渣，陆续加金属铬。
本发明的方法，改变了金属铬的烘烤温度，有效降低了氮的吸收量，改变熔炼过程金属铬加入方式，确保了金属铬直接进入熔液中，不裸露在空气中，避免了氮的吸收，获得低氮含量的镍铬合金。
附图说明
图1金属Cr在不同的烘烤温度和时间下N含量对比图。
具体实施方式
一种能降低氮含量的镍铬电热合金生产方法，其生产采用常压中频炉熔炼工艺，其金属铬的烘烤温度为400-450℃，烘烤时间为2-3h；中频炉熔炼前期熔化金属镍，金属镍全部熔化后，盖渣，陆续加金属铬。
与本发明相关的实验如下：
1.针对镍铬电热合金中氮主要由以下途径带入：
1.1合金原料烘烤吸氮；
1.2冶炼过程中吸氮(包括预热和升温过程中固态金属吸氮和钢液吸氮)；
2、合金原料烘烤吸氮
2.1试验目的和方法
将金属铬破碎为5mm左右的碎块，经过筛分后取样约50g，分别摊平放置在瓷舟内，选择500℃、750℃、1000℃和1200℃共4个试验温度点，选取1h、3h、5h三个烘烤时间，在YFX12/160-YC电阻炉中进行烘烤试验，对不同温度、不同保温时间烘烤后金属铬的N含量进行对比分析，得出氮在铬中不同烘烤温度的溶解度曲线。
2.2、试验结果分析
图1所示为金属Cr在不同烘烤温度和时间条件下，N含量的对比分析。可以看出随着烘烤温度的升高，金属Cr中的N含量随之增加；在同一温度下，随烘烤时间的增长，Cr中的N含量也随之增加。特别是当烘烤温度在1000℃以上时，Cr中的N含量急剧增加。
3、现有技术的工艺方法分析
对金属铬烘烤650-750℃×3h，中频熔炼，先将金属铬加到炉底，再加金属镍，熔炼，由于金属铬熔点为1857±20℃，高于纯镍熔点1450℃，达到熔化需要时间长，在此期间，金属铬由于处在高温，且没有渣料的保护，从空气中吸收大量氮，后期熔炼过程难以将溶解的氮脱出，造成产品中氮含量高。
4、本发明的方法与现有技术工艺的对比
4.1金属铬烘烤650-750℃×2-3h，中频炉炉底加金属铬，再加金属镍，获得镍铬Cr20Ni80合金【O】、【N】：
4.2金属铬烘烤400-450℃×2-3h，中频炉熔炼前期熔化金属镍，金属镍全部熔化后，盖渣，
陆续加金属铬，确保金属铬直接进入钢液，不裸露在空气中，获得镍铬Cr20Ni80合金【O】、【N】：
5、结论
通过控制金属铬烘烤温度及加入方式，使Cr20Ni80电热合金中氮含量控制在200ppm以下，提高了材料热塑性及满足生产Φ0.05mm微丝要求。
Claims (1)
1.一种能降低氮含量的镍铬电热合金生产方法，其生产采用常压中频炉熔炼工艺，其特征在于其金属铬的烘烤温度为400-450℃，烘烤时间为2-3h；中频炉熔炼前期熔化金属镍，金属镍全部熔化后，盖渣，陆续加金属铬。
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| CN201510813336.4A CN105400971A (zh) | 2015-11-20 | 2015-11-20 | 一种能降低氮含量的镍铬电热合金生产方法 |
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| CN201510813336.4A CN105400971A (zh) | 2015-11-20 | 2015-11-20 | 一种能降低氮含量的镍铬电热合金生产方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN105400971A true CN105400971A (zh) | 2016-03-16 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103757451A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-30 | 南京理工大学 | 一种镍基高温合金的高纯净冶炼方法 |
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2015
- 2015-11-20 CN CN201510813336.4A patent/CN105400971A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103757451A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-30 | 南京理工大学 | 一种镍基高温合金的高纯净冶炼方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王振东: "《感应炉冶炼工艺技术》", 31 January 2012, 化学工业出版社 * |
| 王振东等: "《电热合金》", 31 May 2006, 化学工业出版社 * |
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