[發明專利]一種提高鎳鉻系電熱合金使用壽命的方法

有效

• 申請號: 201410198007.9
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN103938032A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 郭健;郭小芳;郭乃林
• 申請（專利權）人: 鹽城市鑫洋電熱材料有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種鎳鉻系電熱合金，特別是一種提高鎳鉻系電熱合金使用壽命的方法。

背景技術：

電熱合金材料是利用物質的電阻特性制造發熱體的電阻合金。目前電熱合金材料已成為一種重要的工程合金材料，適用于機械、冶金、電子、化工等行業，在國民經濟中占有重要的地位。鎳鉻系電熱合金具有均勻穩定的電阻率、高抗氧化性、高熔點和良好的高溫強度、熱加工性等優點，近幾年在電器和工業用爐中廣泛使用。就國內的鎳鉻系電熱合金產品，其使用壽命和質量與進口產品相比仍有較大差距，例如國產的鎳鉻合金絲的壽命一般為2000h，進口產品的壽命可達7000h。眾所周知，鎳鉻系電熱合金的使用溫度范圍是均勻的奧氏體組織，從室溫到高溫不發生相變，但經過長時間高溫服役后，合金晶粒尺寸變大，基體中會出現多種不同類型的析出物，嚴重割裂基體，合金脆性增強，嚴重影響了產品的使用壽命。本發明通過創新鎳鉻系電熱合金的制備方法，有效地提高合金的使用壽命、使用溫度和力學性能。

發明內容：

為克服現有技術中的不足，本發明提供一種提高鎳鉻系電熱合金使用壽命的方法。

一種提高鎳鉻系電熱合金使用壽命的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)按照以下組成進行配料：C：0.01-0.02％、Si：3-4％、Mn：0.6-1％、Al：4-6％、Cr：17-19％、Nb：0.5-0.8％、Hf：1-2％、V：3-4％、Mo：1-1.5％、Ti：1-3％、Ce：0.01-0.1％、La：0.01-0.1％、B：0.5-2％、S≤0.0001％、P≤≤0.0001％，余量為鎳和不可避免的雜質；(2)將上述稱量好的部分純金屬在1700℃真空條件下熔煉，待完全熔化后保溫1h，經還原造渣、加鋁脫氧后獲得鎳鉻系電熱合金熔體，然后采用沖包法將占總金屬液0.8-2wt％的鋁鈦硼粉末與合金熔體混合，一起加入到剩余的合金熔體中，40min后調整合金熔體成分，最后加入稀土Ce和稀土La，澆鑄成錠；(3)熱軋盤條：熱軋溫度：1350℃-1400℃，開軋溫度：1400℃，終軋溫度：1350℃；(4)去應力退火：在真空熱處理爐內，真空度1×10^-3Pa，退火溫度950℃，保溫12h；(5)漂洗后進行多道次拉拔得到鐵鉻鋁系電熱合金絲。

所述還原造渣工藝為加入占總金屬液1wt％的硅鐵、2.3wt％的石灰和0.8wt％的瑩石料造渣，還原時間5-8分鐘。

所述加鋁脫氧工藝為將合金熔體溫度調整至1560℃-1590℃，加鋁深入脫氧，鋁的加入量為1.5Kg/t，脫氧時間大于15分鐘。

合金成分優選：C：0.013％、Si：3.2％、Mn：0.9％、Al：5％、Cr：18.4％、Nb：0.7％、Hf：1.4％、V：3.7％、Mo：1.2％、Ti：2％、Ce：0.08％、La：0.04％、B：1％、S≤0.0001％、P≤0.0001％，余量為鎳和不可避免的雜質。

本發明制備的合金成品具有較高的使用壽命、使用溫度和力學性能。Cr是主要的合金化元素之一，在高溫下能夠形成Cr₂O₃氧化膜，能夠有效的提高產品的高溫抗氧化性，從而提高產品的使用壽命，其含量控制在17-19％為宜；稀土Ce和La的加入能夠凈化合金基體，改善夾雜物形貌，細化晶粒，同時在晶界處形成的富氧顆粒能夠對位錯滑移形成阻礙，從而提高合金強度和產品的使用壽命；通過添加Nb、Hf、V、Mo等元素能夠有效改善合金高溫力學性能和抗氧化性；采用沖包法將鋁鈦硼粉末與合金熔體混合，鈦和硼元素分布均勻，析出的顆粒尺寸細小、數量多，能夠阻止高溫下鎳鉻系合金晶粒長大，材料塑性明顯改善，使用壽命提高了35％以上。

具體實施方式：

下面通過實施例進一步闡述和理解本發明。