CN113025837A

CN113025837A - 耐磨耐高温镍铬合金及其制造方法

Info

Publication number: CN113025837A
Application number: CN201911355887.5A
Authority: CN
Inventors: 庄丽花
Original assignee: Danyang Haiwei Electrothermal Alloy Co ltd
Current assignee: Danyang Haiwei Electrothermal Alloy Co ltd
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2021-06-25

Abstract

本发明公开了一种耐磨耐高温镍铬合金及其制造方法，（1）依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将合金原料投入真空熔炼炉炉中进行溶化作业，产生合金熔液；（2）在真空熔炼炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液，向真空熔炼炉中通入惰性气体进行精炼，维持真空熔炼炉中的压强为3‑7Pa；（3）精炼结束后，进行浇铸，浇铸后在真空状态下维持8‑15min，冷却定型得到镍基合金并拉伸成合金丝；溶化作业时，真空熔炼炉温度控制在3000‑4000℃，产生合金熔液后，真空熔炼炉温度控制在1000‑1800℃，本发明的镍铬合金，具有高耐磨性和耐高温性。

Description

耐磨耐高温镍铬合金及其制造方法

技术领域

本发明涉及合金制备领域，特别的，涉及一种耐磨耐高温镍铬合金及其制造方法。

背景技术

镍基合金是指以金属镍为基体元素，再加入其它元素组成的合金，一般镍基合金包括铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中，镍铬合金主要化学成分为镍和铬，可广泛应用于冶金、家用电器、机械制造业等做发热元件和电器行业做电阻材料，但因为含镍，故价格比较高，若产品质量差，使用寿命短，则不利于镍铬合金丝的使用和推广。但现有的镍铬合金普遍存在耐磨性和耐高温性能弱的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种耐磨耐高温镍铬合金及其制造方法。

本发明采取的具体技术方案是：

一种耐磨耐高温镍铬合金的制造方法，包括如下步骤：

（1）依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将合金原料投入真空熔炼炉炉中进行溶化作业，产生合金熔液；

（2）在真空熔炼炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液，向真空熔炼炉中通入惰性气体进行精炼，维持真空熔炼炉中的压强为3-7Pa ；

（3）精炼结束后，进行浇铸，浇铸后在真空状态下维持8-15min，冷却定型得到镍基合金并拉伸成合金丝；

溶化作业时，真空熔炼炉温度控制在3000-4000℃，产生合金熔液后，真空熔炼炉温度控制在1000-1800℃

优选的，本发明镍基合金，按质量百分比计分为两种不同的合金，具体为：Cr15Ni60、Cr20 Ni40。

进一步地，所述Cr15 Ni60主要成分为：Cu0.5-1%、Mo0.02-0.06%、Mn0.6-1.2%、Mg1-2%、Si0.4-0.7%、Re0.1-0.3%、Cr14-16%、Ni59-62%、余量为Fe及不可避免的杂质。

进一步地，所述Cr20 Ni40主要成分为：Cu1-3%、Mo0.02-0.06%、Mn2-3%、Mg1-2%、Si0.1-0.3%、Re0.1-0.3%、Cr19.5-22%、Ni40-43%、余量为Fe及不可避免的杂质。

优选地，所述不可避免的杂质的含量不超过0.4%。

通过采用上述技术方案，

Cu：铜会导致额外的强度增加。

Mo：钼与铬、镍结合，可有效的提高原子间结合力，晶界强化，大大提高钢的韧性。

Mn：锰能够与铁无限固溶，能够实现对合金的固溶强化、补充强化和提高耐热性能。

Mg：镁能够使晶格产生畸变，引起固溶硬化；同时镁还可以提高合金的耐腐蚀性和耐热性能。

Si：硅是炼钢过程中重要的还原剂和脱氧剂，并且能够通过自身形成富硅的氧化保护膜提高合金的高温抗氧化性能；能够促进和提高合金抗拉强度。

Re：铼能够球化晶粒，提高合金耐磨性能，还可提高合金的高温强度。

本发明的有益效果是：本发明结合不同元素对合金性能的影响及其各元素之间的协同作用，合理调节合金元素的比例，元素之间结合、协同作用，有效的提高了合金的耐磨性和耐高温性。

具体实施方式

本发明公开的一种耐磨耐高温镍铬合金的制造方法，镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金，其原材料包括铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆、铜、镁等金属元素，为了提高合金的耐高温耐腐蚀性能，还会通常加入稀土元素，例如氧化钙、氧化铝、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)等等。

实施例1

一种耐磨耐高温镍铬合金，其按质量百分比计，主要成分为：Cu0.5-1%、Mo0.02-0.06%、Mn0.6-1.2%、Mg1-2%、Si0.4-0.7%、Re0.1-0.3%、Cr14-16%、Ni59-62%、余量为Fe及不可避免的杂质，所述不可避免的杂质的含量不超过0.4%。

上述镍铬合金的制备方法，包括如下步骤：

依据合金的各个成分质量百分比进行配料，将镍、铬、铜和镁投入真空熔炼炉中进行溶化作业，真空熔炼炉温度控制在3000-4000℃，产生合金熔液后，真空熔炼炉温度控制在1000-1800℃；

在真空熔炼炉外将待添加的其余元素金属在惰性气体保护下熔化，再添加入所述合金熔液；向真空熔炼炉中通入惰性气体进行精炼，精炼温度维持为1300℃，惰性气体向真空熔炼室中通入的流量为0.4-0.5min/L，惰性气体包括氩气和氦气，氩气和氦气的流量比为6-7∶5-6，此阶段维持15min，维持真空熔炼炉中的压强为3-7Pa ；精炼结束后，进行浇铸，浇铸后在真空状态下维持8-15min，冷却定型得到镍基合金并拉伸成镍铬合金丝。

本实施例的镍铬合金的维氏硬度（HV，kg/mm²）为395，抗拉强度为395MPa，延伸率为25％。

实施例2

一种耐磨耐高温镍铬合金，其按质量百分比计，主要成分为：Cu1-3%、Mo0.02-0.06%、Mn2-3%、Mg1-2%、Si0.1-0.3%、Re0.1-0.3%、Cr19.5-22%、Ni40-43%、余量为Fe及不可避免的杂质，不可避免的杂质的含量不超过0.4%

上述镍铬合金的制备方法，包括如下步骤：

本实施例的镍铬合金的维氏硬度（HV，kg/mm²）为390，抗拉强度为400MPa，延伸率为25％。

本发明，在精炼期，加入惰性气体，有助于将金属溶液加热后产生的N、H气体上浮排出，从而去除最终得到合金时的杂质，浇铸后维持真空状态，最大限度将杂质气体都排出，将N在镍基合金原材料液体中的含量降至20-40ppm，H含量降至0.5-1.5ppm，提高合金的纯度。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种耐磨耐高温镍铬合金的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

溶化作业时，真空熔炼炉温度控制在3000-4000℃，产生合金熔液后，真空熔炼炉温度控制在1000-1800℃。

2.根据权利要求1所述的耐磨耐高温镍铬合金，其特征在于：按质量百分比计分为两种不同的合金，具体为：Cr15Ni60、Cr20 Ni40。

3.根据权利要求2所述的耐磨耐高温镍铬合金，其特征在于：所述Cr15 Ni60主要成分为：Cu0.5-1%、Mo0.02-0.06%、Mn0.6-1.2%、Mg1-2%、Si0.4-0.7%、Re0.1-0.3%、Cr14-16%、Ni59-62%、余量为Fe及不可避免的杂质。

4.根据权利要求2所述的耐磨耐高温镍铬合金，其特征在于：所述Cr20 Ni40主要成分为：Cu1-3%、Mo0.02-0.06%、Mn2-3%、Mg1-2%、Si0.1-0.3%、Re0.1-0.3%、Cr19.5-22%、Ni40-43%、余量为Fe及不可避免的杂质。

5.根据权利要求3或4所述的耐磨耐高温镍铬合金，其特征在于：所述不可避免的杂质的含量不超过0.4%。