[发明专利]一种提高镍铬系电热合金使用寿命的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种镍铬系电热合金，特别是一种提高镍铬系电热合金使用寿命的方法。

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。就国内的镍铬系电热合金产品，其使用寿命和质量与进口产品相比仍有较大差距，例如国产的镍铬合金丝的寿命一般为2000h，进口产品的寿命可达7000h。众所周知，镍铬系电热合金的使用温度范围是均匀的奥氏体组织，从室温到高温不发生相变，但经过长时间高温服役后，合金晶粒尺寸变大，基体中会出现多种不同类型的析出物，严重割裂基体，合金脆性增强，严重影响了产品的使用寿命。本发明通过创新镍铬系电热合金的制备方法，有效地提高合金的使用寿命、使用温度和力学性能。

发明内容：

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种提高镍铬系电热合金使用寿命的方法。

一种提高镍铬系电热合金使用寿命的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)按照以下组成进行配料：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％，余量为镍和不可避免的杂质；(2)将上述称量好的部分纯金属在1700℃真空条件下熔炼，待完全熔化后保温1h，经还原造渣、加铝脱氧后获得镍铬系电热合金熔体，然后采用冲包法将占总金属液0.8-2wt％的铝钛硼粉末与合金熔体混合，一起加入到剩余的合金熔体中，40min后调整合金熔体成分，最后加入稀土Ce和稀土La，浇铸成锭；(3)热轧盘条：热轧温度：1350℃-1400℃，开轧温度：1400℃，终轧温度：1350℃；(4)去应力退火：在真空热处理炉内，真空度1×10^-3Pa，退火温度950℃，保温12h；(5)漂洗后进行多道次拉拔得到铁铬铝系电热合金丝。

所述还原造渣工艺为加入占总金属液1wt％的硅铁、2.3wt％的石灰和0.8wt％的莹石料造渣，还原时间5-8分钟。

所述加铝脱氧工艺为将合金熔体温度调整至1560℃-1590℃，加铝深入脱氧，铝的加入量为1.5Kg/t，脱氧时间大于15分钟。

合金成分优选：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％，余量为镍和不可避免的杂质。

本发明制备的合金成品具有较高的使用寿命、使用温度和力学性能。Cr是主要的合金化元素之一，在高温下能够形成Cr₂O₃氧化膜，能够有效的提高产品的高温抗氧化性，从而提高产品的使用寿命，其含量控制在17-19％为宜；稀土Ce和La的加入能够净化合金基体，改善夹杂物形貌，细化晶粒，同时在晶界处形成的富氧颗粒能够对位错滑移形成阻碍，从而提高合金强度和产品的使用寿命；通过添加Nb、Hf、V、Mo等元素能够有效改善合金高温力学性能和抗氧化性；采用冲包法将铝钛硼粉末与合金熔体混合，钛和硼元素分布均匀，析出的颗粒尺寸细小、数量多，能够阻止高温下镍铬系合金晶粒长大，材料塑性明显改善，使用寿命提高了35％以上。

具体实施方式：

下面通过实施例进一步阐述和理解本发明。