[發明專利]一種NiCrA1泡沫金屬的制備方法

有效

• 申請號: 201410427425.0
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104232971B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 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: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C23C10/48
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• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種電熱合金的制備方法，特別是一種NiCrAl泡沫金屬的制備方法。

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，其按照化學成分可分為鎳鉻合金、鎳鉻鐵合金和鐵鉻鋁合金三個系列。針對上述系列電熱合金的研究比較多，由于傳統元素組成和制備工藝的限制，想進一步提高合金性能比較困難，亟需開發一種全新的電熱合金材料以滿足實際應用。

泡沫金屬材料具有低密度、高比表面積、高表觀電阻率等優異性能，其在流體加熱和電熱催化方面具有廣闊的應用前景，現有技術中存在使用多孔Al圓盤作為發熱體制作空氣加熱器、使用泡沫Ni制備泡沫Ni基合金等相關應用，然而將泡沫金屬作為電熱材料來研究其制備工藝、電學性能的報道非常少。本發明通過在泡沫NiCr合金的基礎上采用粉末包埋法滲Al制備NiCrAl泡沫金屬，與傳統電熱合金相比具有非常優異的抗氧化性和電阻率，克服了現有技術中的不足，具有廣闊的工業應用前景。

發明內容：

本發明的目的在于克服傳統電熱合金的不足，提供一種NiCrAl泡沫金屬的制備方法，生產具有優異抗氧化性和電阻率的NiCrAl泡沫金屬。

一種NiCrAl泡沫金屬的制備方法，其特征在于，采用燒結工藝制備泡沫NiCr合金，在泡沫NiCr合金的基礎上，采用粉末包埋法滲Al，滲劑由鋁鎳合金粉末、Al₂O₃粉末和NH₄Cl組成，形成NiCrAl泡沫金屬。

所述燒結工藝包括：

(1)配料：按照Cr：26-27％、Fe：2-3％、Mn：0.6-0.8％、Nb：0.5-1％、Mo：1-2％、Zr：3-5％，余量為鎳的配比進行配料；

(2)球磨：在高能球磨機中研磨12-16小時后，得到平均粒徑為30-40μm的合金粉末；

(3)燒結：將填充有上述合金粉的模具裝入燒結設備中，在真空條件下邊加壓邊燒結，燒結溫度為1200℃～1300℃，時間為2～3小時，得到泡沫NiCr合金。

所述粉末包埋法包括：在140℃條件下烘干滲劑，將泡沫NiCr合金埋入滲劑中，將滲Al爐抽真空至2×10^-3～3×10^-3MPa，在900-950℃保溫10-12小時，隨爐冷卻至室溫。

所述滲劑的質量配比為：50-60μm鋁鎳合金粉末：20-35％，35-40μmAl₂O₃粉末：50-60％，余量為NH₄Cl，所述鋁鎳合金粉末中Al含量為60wt％。

粉末包埋法制備的NiCrAl泡沫金屬還需要經過800-850℃、保溫12小時的均勻化處理，最終獲得符 合要求的材料成品。

最終獲得的符合要求的材料成品中Al元素占NiCrAl泡沫金屬總質量的2.5-3.7％。

本發明創造性地將燒結工藝和粉末包埋工藝結合在一起，充分利用泡沫金屬的優勢，制備出的NiCrAl泡沫金屬具有優異的抗氧化性和電阻率。經過真空均勻化處理后成分和相分布非常均勻，800-850℃的處理溫度可以有效地控制元素揮發；通過滲Al工藝參數控制材料成品中的鋁含量在2.5-3.7wt％之間，溫度過低或者時間過短，鋁含量不足，難以提高基體的抗氧化性和電阻率；溫度過高或者時間過長，鋁含量過高，基體晶格畸變嚴重，會導致抗氧化性和電阻率的降低。

具體實施方式：

下面通過實施例進一步闡述和理解本發明。

NiCrAl泡沫金屬的制備方法，其特征在于，采用燒結工藝制備泡沫NiCr合金，在泡沫NiCr合金的基礎上，采用粉末包埋法滲Al，滲劑由鋁鎳合金粉末、Al₂O₃粉末和NH₄Cl組成，形成NiCrAl泡沫金屬。

所述燒結工藝包括：

(1)配料：按照Cr：26.6％、Fe：2.7％、Mn：0.7％、Nb：0.8％、Mo：1.4％、Zr：4％，余量為鎳的配比進行配料；

(2)球磨：在高能球磨機中研磨14小時后，得到平均粒徑為35μm的合金粉末；

(3)燒結：將填充有上述合金粉的模具裝入燒結設備中，在真空條件下邊加壓邊燒結，燒結溫度為1260℃，時間為2.5小時，得到泡沫NiCr合金。