[發(fā)明專利]一種鎳鉻鐵基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410301956.5
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104073734A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭健;郭小芳;郭乃林
• 申請（專利權(quán)）人: 鹽城市鑫洋電熱材料有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C33/04;C21D8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種電熱材料，特別是一種鎳鉻鐵基復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，工業(yè)上大規(guī)模使用的電熱材料主要是電熱合金，主要有鎳鉻合金、鎳鉻鐵合金和鐵鉻鋁合金三個(gè)系列。鎳鉻合金價(jià)格昂貴，在溫度大于1000℃時(shí)，抗氧化性顯著降低。鐵鉻鋁合金含碳量較高，合金元素單一，在高溫使用時(shí)，內(nèi)部晶粒長大，晶界上網(wǎng)狀析出物容易引起脆斷，嚴(yán)重影響工業(yè)使用。Cr20Ni35是鎳鉻鐵合金的典型代表，它的最高使用溫度為1100℃，屬于中溫級電熱合金，其電阻率、強(qiáng)度、抗氧化性相對較差。現(xiàn)有技術(shù)公開了一種低碳多元高電阻電熱合金及其制備方法(CN201410013555)，所述合金的元素組成及其質(zhì)量百分比為：C：0.001-0.002％、Si：0.07-0.08％、Mn：0.6-0.9％、Al：0.65-0.75％、Cr：11-13％、Co：3-4％、Hf：6.5-7.5％、Zr：8-9％、Nb：4.5-5.5％、Ti：2-3％、Tb：0.05-0.5％、Dy：0.05-0.5％、B：0.008-0.02％、S≤0.0001％、P≤0.0001％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。上述合金良好韌性、高抗拉強(qiáng)度和抗氧化性，但其電阻率仍存在進(jìn)一步提升的空間，并且多組元金屬化合成本較高。本發(fā)明首次將氧化物顆粒添加到鎳鉻鐵合金基體中制備出高電阻率復(fù)合材料，降低了生產(chǎn)成本，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高電阻率鎳鉻鐵基復(fù)合材料及其制備方法。

一種鎳鉻鐵基復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料由鈣、鍺、硅、鈦、硼、鈰、鋁、鈷作為添加劑加入到鎳鉻鐵合金中經(jīng)冶煉制備而成，所述復(fù)合材料的室溫電阻率達(dá)2.3Ωmm²/m，所述添加劑的質(zhì)量配比為：氧化鈣5-10％、氧化鍺5-10％、二氧化硅30-45％、硼化鈦1-5％、氧化鈰1-5％、三氧化二鋁5-10％，余量為氧化鈷；所述鎳鉻鐵合金與添加劑的質(zhì)量配比為100∶10～15；所述鎳鉻鐵合金組成為：鉻：12-13％、鎳：33-37％、鋯：2-3％、釩：1-2％、鉬：0.7-1.4％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

所述添加劑的質(zhì)量配比優(yōu)選為：氧化鈣8％、氧化鍺6％、二氧化硅39％、硼化鈦2％、氧化鈰4％、三氧化二鋁9％，余量為氧化鈷。

所述鎳鉻鐵合金與添加劑的質(zhì)量配比為100∶12。

所述鎳鉻鐵合金組成為：鉻：12.2％、鎳：35％、鋯：2.4％、釩：1.7％、鉬：1％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

一種鎳鉻鐵基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

(1)制備添加劑，按照氧化鈣5-10％、氧化鍺5-10％、二氧化硅30-45％、硼化鈦1-5％、氧化鈰1-5％、三氧化二鋁5-10％，余量為氧化鈷的質(zhì)量配比進(jìn)行稱量，將上述氧化物混合后研磨24-36h，平均粒徑控制在0.05-0.1mm；

(2)熔化鎳鉻鐵合金，在高真空條件下熔化，熔化后進(jìn)行吹氧脫碳，后進(jìn)行高真空沸騰，沸騰時(shí)間大于10min，所述鎳鉻鐵合金組成為：鉻：12-13％、鎳：33-37％、鋯：2-3％、釩：1-2％、鉬：0.7-1.4％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；

(3)使用加料鉗將研磨好的添加劑加入合金液中，在1850℃條件下沸騰10min，靜置后澆鑄成鑄錠，所述鎳鉻鐵合金與添加劑的質(zhì)量配比為100∶10～15；

(4)鍛造：將上述鑄錠放入箱式電阻爐中加熱，在3h內(nèi)升溫至1200℃，保溫35min后放入等溫鍛造機(jī)內(nèi)鍛造，總變形量大于50％，開鍛溫度為1250℃，終鍛溫度大于900℃，鍛造后油淬；

(5)鍛后熱處理：將鍛后試樣加熱至850℃，保溫16h，水淬，得到鎳鉻鐵基復(fù)合材料。