本發(fā)明涉及電熱合金技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種新型鎳鉻鐵電熱合金。

背景技術(shù)：

電熱合金是指利用物質(zhì)的電阻特性制造發(fā)熱體的電阻合金，是用于制造電熱元件的合金材料。當(dāng)電流通過合金元件時(shí)，產(chǎn)生焦耳效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)變成熱能。電熱合金產(chǎn)品一般制成細(xì)的絲材(電熱絲)、圓線材、扁帶材(電阻帶)，在特殊要求下也可制成管材和鑄件，在國民經(jīng)濟(jì)和日常生活的各個(gè)方面應(yīng)用廣泛。

以Cr20Ni80合金為代表鎳鉻電熱合金由于良好的塑性加工性能、焊接性和高溫強(qiáng)度在1100℃左右的高溫加熱元器件中應(yīng)用廣泛。

金川集團(tuán)股份有限公司鎳合金公司是國內(nèi)主要的Cr20Ni80合金生產(chǎn)單位，但由于其鎳含量高導(dǎo)致價(jià)格昂貴，產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域受到了限制。為確保公司電熱合金市場占有率，本發(fā)明通過鐵元素替代部分鎳元素開發(fā)出一種新型鎳鉻鐵電熱合金。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新型鎳鉻鐵電熱合金，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質(zhì)量百分含量的原料制成：Si：0.7-1.6％、Mn：0.3-0.6％、Cr：20-23％、Ni：41-43％，余量為鐵及不可避免的微量元素。

優(yōu)選的，所述不可避免的微量元素重量百分含量為0.05％-0.1％。

優(yōu)選的，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔。

優(yōu)選的，其制備方法包括以下步驟：

A、將所有原料準(zhǔn)備好混合后加入非真空感應(yīng)熔煉爐中真空感應(yīng)熔煉，熔煉溫度為1520℃-1560℃，精煉時(shí)間為20min-30min；

B、對(duì)熔煉后形成的鋼錠進(jìn)行成分分析，若不合格，則重新準(zhǔn)備原料；若合格，則對(duì)鋼錠進(jìn)行扒皮、鍛造前熱處理；

C、對(duì)步驟B熱處理后的鋼錠進(jìn)行鍛造，若鍛造不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若鍛造合格，則進(jìn)行修磨；

D、對(duì)修磨后的鋼錠進(jìn)行軋制，若軋制不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若軋制合格，則進(jìn)行退火處理，退火溫度為1080℃-1100℃，退火時(shí)間為2h；

E、退火后進(jìn)行堿爆、酸洗、盤元對(duì)焊；

F、之后進(jìn)行拉拔，若拉拔不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若拉拔合格，則制作成成品；

G、最后對(duì)成品進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若檢驗(yàn)合格，則包裝入庫。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制備的鎳鉻鐵電熱合金由于采用低價(jià)低密度的鐵元素替代高價(jià)高密度的鎳元素，新型鎳鉻鐵電熱合金比原來的Cr20Ni80合金具有密度小，價(jià)格低，并且塑性加工性、焊接性、高溫力學(xué)性能和使用壽命等主要性能指標(biāo)保持不變，完全可替代Cr20Ni80合金；另外，本發(fā)明中還添加有鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，實(shí)施例一：

本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質(zhì)量百分含量的原料制成：Si：0.7％、Mn：0.3％、Cr：20％、Ni：41％，余量為鐵及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量為0.05％。

本實(shí)施例中，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。

本實(shí)施例的制備方法包括以下步驟：

A、將所有原料準(zhǔn)備好混合后加入非真空感應(yīng)熔煉爐中真空感應(yīng)熔煉，熔煉溫度為1580℃，精煉時(shí)間為30min；

B、對(duì)熔煉后形成的鋼錠進(jìn)行成分分析，若不合格，則重新準(zhǔn)備原料；若合格，則對(duì)鋼錠進(jìn)行扒皮、鍛造前熱處理；

C、對(duì)步驟B熱處理后的鋼錠進(jìn)行鍛造，若鍛造不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若鍛造合格，則進(jìn)行修磨；

D、對(duì)修磨后的鋼錠進(jìn)行軋制，若軋制不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若軋制合格，則進(jìn)行退火處理，退火溫度為1100℃，退火時(shí)間為2h；

E、退火后進(jìn)行堿爆、酸洗、盤元對(duì)焊；

F、之后進(jìn)行拉拔，若拉拔不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若拉拔合格，則制作成成品；

G、最后對(duì)成品進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若檢驗(yàn)合格，則包裝入庫。

實(shí)施例二：

本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質(zhì)量百分含量的原料制成：Si：1.6％、Mn：0.6％、Cr：23％、Ni：43％，余量為鐵及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量為0.06％。

本實(shí)施例中，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。

本實(shí)施例的制備方法包括以下步驟：

A、將所有原料準(zhǔn)備好混合后加入非真空感應(yīng)熔煉爐中真空感應(yīng)熔煉，熔煉溫度為1520℃，精煉時(shí)間為20min；

B、對(duì)熔煉后形成的鋼錠進(jìn)行成分分析，若不合格，則重新準(zhǔn)備原料；若合格，則對(duì)鋼錠進(jìn)行扒皮、鍛造前熱處理；

C、對(duì)步驟B熱處理后的鋼錠進(jìn)行鍛造，若鍛造不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若鍛造合格，則進(jìn)行修磨；

D、對(duì)修磨后的鋼錠進(jìn)行軋制，若軋制不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若軋制合格，則進(jìn)行退火處理，退火溫度為1080℃，退火時(shí)間為2h；

E、退火后進(jìn)行堿爆、酸洗、盤元對(duì)焊；

F、之后進(jìn)行拉拔，若拉拔不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若拉拔合格，則制作成成品；

G、最后對(duì)成品進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若檢驗(yàn)合格，則包裝入庫。

實(shí)施例三：

本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質(zhì)量百分含量的原料制成：Si：0.9％、Mn：0.4％、Cr：21％、Ni：42％，余量為鐵及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量為0.1％。

本實(shí)施例中，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。

本實(shí)施例的制備方法包括以下步驟：

A、將所有原料準(zhǔn)備好混合后加入非真空感應(yīng)熔煉爐中真空感應(yīng)熔煉，熔煉溫度為1540℃，精煉時(shí)間為25min；

B、對(duì)熔煉后形成的鋼錠進(jìn)行成分分析，若不合格，則重新準(zhǔn)備原料；若合格，則對(duì)鋼錠進(jìn)行扒皮、鍛造前熱處理；

C、對(duì)步驟B熱處理后的鋼錠進(jìn)行鍛造，若鍛造不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若鍛造合格，則進(jìn)行修磨；

D、對(duì)修磨后的鋼錠進(jìn)行軋制，若軋制不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若軋制合格，則進(jìn)行退火處理，退火溫度為1090℃，退火時(shí)間為2h；

E、退火后進(jìn)行堿爆、酸洗、盤元對(duì)焊；

F、之后進(jìn)行拉拔，若拉拔不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若拉拔合格，則制作成成品；

G、最后對(duì)成品進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若檢驗(yàn)合格，則包裝入庫。

實(shí)施例四：

本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質(zhì)量百分含量的原料制成：Si：1％、Mn：0.5％、Cr：21％、Ni：41％，余量為鐵及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量為0.07％。

本實(shí)施例中，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。

本實(shí)施例的制備方法包括以下步驟：

A、將所有原料準(zhǔn)備好混合后加入非真空感應(yīng)熔煉爐中真空感應(yīng)熔煉，熔煉溫度為1550℃，精煉時(shí)間為25min；

B、對(duì)熔煉后形成的鋼錠進(jìn)行成分分析，若不合格，則重新準(zhǔn)備原料；若合格，則對(duì)鋼錠進(jìn)行扒皮、鍛造前熱處理；

C、對(duì)步驟B熱處理后的鋼錠進(jìn)行鍛造，若鍛造不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若鍛造合格，則進(jìn)行修磨；

D、對(duì)修磨后的鋼錠進(jìn)行軋制，若軋制不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若軋制合格，則進(jìn)行退火處理，退火溫度為1090℃，退火時(shí)間為2h；

E、退火后進(jìn)行堿爆、酸洗、盤元對(duì)焊；

F、之后進(jìn)行拉拔，若拉拔不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若拉拔合格，則制作成成品；

G、最后對(duì)成品進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若檢驗(yàn)合格，則包裝入庫。

實(shí)施例五：

本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質(zhì)量百分含量的原料制成：Si：1.3％、Mn：0.5％、Cr：22％、Ni：42％，余量為鐵及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量為0.07％。

本實(shí)施例中，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。

本實(shí)施例的制備方法包括以下步驟：

A、將所有原料準(zhǔn)備好混合后加入非真空感應(yīng)熔煉爐中真空感應(yīng)熔煉，熔煉溫度為1530℃，精煉時(shí)間為25min；

B、對(duì)熔煉后形成的鋼錠進(jìn)行成分分析，若不合格，則重新準(zhǔn)備原料；若合格，則對(duì)鋼錠進(jìn)行扒皮、鍛造前熱處理；

C、對(duì)步驟B熱處理后的鋼錠進(jìn)行鍛造，若鍛造不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若鍛造合格，則進(jìn)行修磨；

D、對(duì)修磨后的鋼錠進(jìn)行軋制，若軋制不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若軋制合格，則進(jìn)行退火處理，退火溫度為1090℃，退火時(shí)間為2h；

E、退火后進(jìn)行堿爆、酸洗、盤元對(duì)焊；

F、之后進(jìn)行拉拔，若拉拔不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作，若拉拔合格，則制作成成品；

G、最后對(duì)成品進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不合格，則重新準(zhǔn)備原料進(jìn)行制作；若檢驗(yàn)合格，則包裝入庫。

另外，本發(fā)明中，為了解決產(chǎn)品生產(chǎn)微絲要求及保證使用壽命，非金屬夾渣物A、B、C、D類夾渣物的合格級(jí)別均不大于2.0級(jí)。

實(shí)驗(yàn)例：以Fe為基，加入適量的Ni，保證合金系屬于面心立方晶體結(jié)構(gòu)，以求合金塑性高，工藝性好，再用Al和Cr復(fù)合合金化，使合金有優(yōu)良的抗氧化和抗腐蝕能力，可以在更高的使用溫度使用并具有更長的使用壽命。同時(shí)，在保證合金面心立方晶體結(jié)構(gòu)下，盡可能少加Ni量，以降低成本。此外，為了能在更高溫度下使用，需適量加入W、Mo和Co等強(qiáng)化元素，以提高合金的高溫強(qiáng)度。在某些時(shí)候，為了進(jìn)一步改善工藝性能和滿足使用時(shí)的某些特殊要求，可適量加入B、RE、Ti、Nb、Y等微量元素；本發(fā)明制得的合金在20℃時(shí)電阻率1.04±0.05μΩ/m，快速壽命達(dá)到1100℃，100小時(shí)以上。

本發(fā)明制備的鎳鉻鐵電熱合金由于采用低價(jià)低密度的鐵元素替代高價(jià)高密度的鎳元素，新型鎳鉻鐵電熱合金比原來的Cr20Ni80合金具有密度小，價(jià)格低，并且塑性加工性、焊接性、高溫力學(xué)性能和使用壽命等主要性能指標(biāo)保持不變，完全可替代Cr20Ni80合金；另外，本發(fā)明中還添加有鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。