CN116179894A - 一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al的制备方法，化学成分及质量百分比为：C：≤0.05％；Si：1.20～1.80；Mn：≤0.40％；Fe2p：≤0.020％；S：≤0.01％；Cr：20.5～21.50％；Ti≤0.09％；Al：3.2～3.6％；Fe：≤0.98％；Zr：≤0.2％；余量为Ni及不可避免的杂质，在进行电阻合金冶炼时，将原配料磷分替换为磷化亚铁，磷化亚铁的稳定性好，保证了冶炼合金时的安全性，并且能够增加孔隙表面张力的作用使制品的空隙趋于球化，起到填充孔隙的作用，提高了制品的密度，这种球形孔隙极大减少断裂源的产生，提高了制品的强度。
Description
技术领域
本发明涉及电热合金材料技术领域，特别涉及一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al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合金材料，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。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。
目前的电热合金主要分为两大类，镍铬系电热合金和铁铬铝系电热合金，这两大系电热合金分别由于组织不同有着不同的优缺点：铁铬铝系电热合金为单相铁素体组织，其优点是能使用于超高温1100℃以上的环境、具有更高的电阻率、抗氧化性好。铁铬铝系抗氧化主要依赖于表面生成的AL2O3，能够强烈耐空气的热腐蚀，但是在酸性环境及其容易溶解，这样就破坏了基体结构。
目前现在的在冶炼电阻合金时，为了提高制品的综合性能，一般会添加有少量的磷粉，然而磷分的化学性质较为活泼，容易燃烧，一般处理不当，会带来极大的危害，因此，有必要对其进行设计改进。
发明内容
为达到本发明的目的，本发明的一种新型高电阻电热合金 Cr20Ni80Al，化学成分及质量百分比为：C：≤0.05％；Si：1.20～1.80； Mn：≤0.40％；Fe2p：≤0.020％；S：≤0.01％；Cr：20.5～21.50％；Ti ≤0.09％；Al：3.2～3.6％；Fe：≤0.98％；Zr：≤0.2％；余量为Ni及不可避免的杂质。
优选的，所述新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al，化学成分及质量百分比为：C：0.05％；Si：1.20；Mn：0.40％；Fe2p：0.020％；S： 0.01％；Cr：21.50％；Ti 0.09％；Al：3.6％；Fe：0.98％；Zr：0.2％；余量Ni为71.95％。
再优选的，所述新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al，化学成分及质量百分比为：C：0.04％；Si：1.80；Mn：0.30％；Fe2p：0.15％；S：0.009％；Cr：21.50％；Ti 0.09％；Al：3.6％；Fe：0.88％；Zr：0.1％；余量Ni为71.531％。
一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：按照前述的配比进行配料；
(2)熔炼：将配料好的原料放入非自耗电磁感应熔炼炉内，抽真空，冲入氩气，在2300摄氏度下进行熔炼30min，然后冷却2h，获得合金锭；
(3)锻造：锻造温度为1200-1300摄氏度，开锻温度为1200摄氏度；
(4)热轧盘条：将锻造后的方棒进行热轧盘条，热轧温度为 1200-800摄氏度，开轧温度为1200摄氏度，终轧温度为800摄氏度；
(5)退火：将热轧盘条放入真空热处理炉内，在真空度为1× 1000Pa，温度为800-1000下保温12h，然后随炉冷却；
(6)漂洗。
优选的，所述Fe2p的制备方法为：
将纯度为99.8％的Fe粉和纯度为99.999％的红磷按化学配比称量后,在高真空环境下用振动球磨机进行球磨，球磨过程中,在球磨时间为50h时,将球磨50h的产品在390MPa下压成块状,然后将块状产品密封在石英管内进行抽真空处理,最后在20kPa氩气气氛下将产品在 1273K的温度下烧结5h后随炉冷却至室温。
本发明相对以往的好处为：
(1)在进行电阻合金冶炼时，将原配料磷分替换为磷化亚铁，磷化亚铁的稳定性好，保证了冶炼合金时的安全性，并且能够增加孔隙表面张力的作用使制品的空隙趋于球化，起到填充孔隙的作用，提高了制品的密度，这种球形孔隙极大减少断裂源的产生，提高了制品的强度。
具体实施方式
结合具体实施例对本发明的特征和优点详述如下。
实施例1：
C：0.05％；Si：1.20；Mn：0.40％；Fe2p：0.020％；S：0.01％； Cr：21.50％；Ti0.09％；Al：3.6％；Fe：0.98％；Zr：0.2％；余量 Ni为71.95％。
实施例2：
C：C：0.04％；Si：1.80；Mn：0.30％；Fe2p：0.15％；S：0.009％； Cr：21.50％；Ti0.09％；Al：3.6％；Fe：0.88％；Zr：0.1％；余量 Ni为71.531％。
实施例3：
C：0.03％；Si：1.5；Mn：0.30％；Fe2p：0.015％；S：0.01％；Cr： 20.8％；Ti 0.09％；Al：3.4％；Fe：0.9％；Zr：0.15％；余量为Ni及不可避免的杂质。
实施例4：
C：0.04％；Si：1.7；Mn：0.25％；Fe2p：0.01％；S：0.01％；Cr：20.5％；Ti 0.06％；Al：3.3％；Fe：0.88％；Zr：0.12％；余量为Ni 及不可避免的杂质。
实施例5：
C：0.05％；Si：1.25；Mn：0.40％；Fe2p：0.011％；S：0.01％； Cr：20.5％；Ti0.05％；Al：3.6％；Fe：0.98％；Zr：0.11％；余量为 Ni及不可避免的杂质。
实施例6：
C：0.04％；Si：1.35；Mn：0.25％；Fe2p：0.020％；S：0.009％； Cr：20.9％；Ti0.09％；Al：3.6％；Fe：0.68％；Zr：0.13％；余量为 Ni及不可避免的杂质。
将上述的实施例的按设计成分配料；将配料好的原料放入非自耗电磁感应熔炼炉内，抽真空，冲入氩气，在2300摄氏度下进行熔炼 30min，然后冷却2h，获得合金锭；锻造温度为1200-1300摄氏度，开锻温度为1200摄氏度；将锻造后的方棒进行热轧盘条，热轧温度为1200-800摄氏度，开轧温度为1200摄氏度，终轧温度为800摄氏度；将热轧盘条放入真空热处理炉内，在真空度为1×1000Pa，温度为800-1000下保温12h，然后随炉冷却；漂洗。
本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。
Claims (5)
1.一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al，其特征在于，化学成分及质量百分比为：C：≤0.05％；Si：1.20～1.80；Mn：≤0.40％；Fe2p：≤0.020％；S：≤0.01％；Cr：20.5～21.50％；Ti≤0.09％；Al：3.2～3.6％；Fe：≤0.98％；Zr：≤0.2％；余量为Ni及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al，其特征在于，化学成分及质量百分比为：C：0.05％；Si：1.20；Mn：0.40％；Fe2p：0.020％；S：0.01％；Cr：21.50％；Ti0.09％；Al：3.6％；Fe：0.98％；Zr：0.2％；余量Ni为71.95％。
3.根据权利要求1所述的一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al，其特征在于，化学成分及质量百分比为：C：0.04％；Si：1.80；Mn：0.30％；Fe2p：0.15％；S：0.009％；Cr：21.50％；Ti0.09％；Al：3.6％；Fe：0.88％；Zr：0.1％；余量Ni为71.531％。
4.一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配料：按照前述的配比进行配料；
(2)熔炼：将配料好的原料放入非自耗电磁感应熔炼炉内，抽真空，冲入氩气，在2300摄氏度下进行熔炼30min，然后冷却2h，获得合金锭；
(3)锻造：锻造温度为1200-1300摄氏度，开锻温度为1200摄氏度；
(4)热轧盘条：将锻造后的方棒进行热轧盘条，热轧温度为1200-800摄氏度，开轧温度为1200摄氏度，终轧温度为800摄氏度；
(5)退火：将热轧盘条放入真空热处理炉内，在真空度为1×1000Pa，温度为800-1000下保温12h，然后随炉冷却；
(6)漂洗。
5.根据权利要求1所述的一种新型高电阻电热合金Cr20Ni80Al，其特征在于，所述Fe2p的制备方法为：
将纯度为99.8％的Fe粉和纯度为99.999％的红磷按化学配比称量后,在高真空环境下用振动球磨机进行球磨，球磨过程中,在球磨时间为50h时,将球磨50h的产品在390MPa下压成块状,然后将块状产品密封在石英管内进行抽真空处理,最后在20kPa氩气气氛下将产品在1273K的温度下烧结5h后随炉冷却至室温。
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