[发明专利]一种减少铁铬铝系电热合金非金属夹杂物的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电热合金，特别是一种减少铁铬铝系电热合金非金属夹杂物的方法。

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。电热合金按照化学成分可分为镍铬合金、镍铬铁合金和铁铬铝合金三个系列。铁铬铝系电热合金使用范围较为广泛，其具有使用温度高、电阻率高、易于热冷加工等优点。目前，非金属夹杂物是影响铁铬铝系电热合金丝使用寿命的主要因素之一，夹杂物尺寸较大，形状不规则，而且脆性强，严重的割裂了基体，影响产品的使用寿命。本发明通过创新铁铬铝系电热合金的制备方法，降低非金属夹杂物的总含量，减小夹杂物尺寸，改善夹杂物形貌，有效的降低夹杂物对于铁铬铝系电热合金使用寿命的影响。同时，通过优化元素组成和配比，有效提高合金丝的韧性、抗拉强度和抗氧化性。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种减少铁铬铝系电热合金非金属夹杂物的方法。

一种减少铁铬铝系电热合金非金属夹杂物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)配料：按照以下组成进行配料：C：0.01-0.02％、Si：0.2-0.4％、Ni：0.5-1％、Al：4-5％、Cr：17-18％、Co：4-5％、Mo：2-3％、Zr：4-6％、Nb：2-3％、Ti：0.5-0.9％、Ce：0.1-0.5％、La：0.1-0.5％、B：0.001-0.01％、S≤0.0001％、P≤0.0001％，余量为铁和不可避免的杂质；(2)熔炼：抽真空至1×10^-4pa，将上述原料在高真空条件下熔化，熔化后进行吹氧脱碳，碳含量低于0.02％后停止吹氧，后进行高真空沸腾，沸腾时间大于25min；(3)造渣：加入占总金属液1wt％的硅铁、2.3wt％的石灰和0.8wt％的萤石料造渣，还原时间5-8分钟；(4)脱氧：加铝深入脱氧，铝的加入量为1.5Kg/t，脱氧时间大于15分钟；(5)吹氩，在钢包底部吹氩，氩气流控制在4-5L/min，吹氩时间2-3min，静置2min后浇铸成铸锭；(6)热轧盘条：热轧温度：1350℃-1400℃，开轧温度：1400℃，终轧温度：1360℃；(7)去应力退火：在真空热处理炉内，真空度1×10^-3pa，退火温度900℃，保温10h；(8)漂洗后进行多道次拉拔得到铁铬铝系电热合金丝。

所述的方法熔炼前使用铝箔将硼粉包裹放置于最底部，Ce和La在出炉前4分钟使用加料钳放入已熔化的合金液中。

合金成分优选：C：0.013％、Si：0.35％、Ni：1％、A1：4.4％、Cr：17.9％、Co：4.6％、Mo：2.5％、Zr：4.3％、Nb：2.2％、Ti：0.6％、Ce：0.2％、La：0.3％、B：0.007％、S≤0.0001％、P≤0.0001％，余量为铁和不可避免的杂质。

本发明制备的材料成品具有良好韧性、高抗拉强度和抗氧化性。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；微量B的加入对于改善合金塑性和加工性能具有重要作用；降低Cr元素含量的同时，通过添加Co、Mo、Zr、Nb、Ti等元素能够有效改善合金高温力学性能和抗氧化性，其中，Al、Zr能够提高电热合金丝的最高使用温度，Co、Mo、Nb能够提高高温强度，延长使用寿命；Ti能够提高耐腐蚀性，含量控制在0.5-0.9％为宜。

通过钢包底吹氩工艺在钢液中形成的氩气泡中的氧、氮、氢的分压低于其在钢液中的分压，氧、氮、氢会向氩气泡中扩散，钢液中的夹杂物同时吸附在气泡上，夹杂物随着氩气泡的上浮而带出。通过造渣、脱氧也能够有效地减少合金液中的非金属夹杂物。使用本发明的方法制备的电热合金丝，夹杂物总量减少了27％，夹杂物形貌趋于规整，尺寸也大大减少。

具体实施方式：

下面通过实施例进一步阐述和理解本发明。