[发明专利]一种钢化玻璃炉用电热材料及其制取方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，特别是指一种钢化玻璃炉用电热材料及其制取方法。

背景技术

钢化玻璃炉实际工作温度700℃左右，为降低成本，很多厂家使用铁铬铝作为电热元件。在实际使用过程中，发现铁铬铝合金作为钢化玻璃炉电热元件材料，在钢化玻璃炉工作过程中，经常出现电热元件材料表面出现黑色氧化皮整块脱落的现象，像剥洋葱皮一样一层一层脱落，寿命迅速终结。且这些脱落的氧化皮会污染玻璃，甚至对炉子的陶瓷辊道造成损坏。

使用镍铬类电热合金，表面不发生类似铁铬铝材料掉皮损坏的现象，但是现有的镍铬及镍铬铁类的电热合金，主要包括：Cr20Ni30Cr20Ni35Cr15Ni60Cr20Ni80四个牌号，Cr15Ni60Cr20Ni80两个牌号的合金，因其含很高的镍，价格十分昂贵。而Cr20Ni30和Cr20Ni35两个牌号虽然镍含量较低，价格能被钢化玻璃炉企业所接受，且也没有掉黑皮的现象，但是因其电阻率仅为1.0-1.05Ω.m，不能满足钢化玻璃炉要求。急需开发一种既低镍、高电阻率、在钢化玻璃炉中作为电热元件使用不掉黑色氧化皮的新电热材料。

发明内容

本发明提供一种钢化玻璃炉用电热材料及其制取方法，解决了使用现有的高电阻率的铁铬铝类合金易脱皮失效，而使用镍铬铁类高镍合金要么价格昂贵，要么电阻率偏低不能满足钢化玻璃炉用电热元件空间要求的问题。

该电热材料的化学成分质量百分比为：C≤0.05％；Si 1-2％；Cr 20-23％；Ni 33-35％；Al 1-3％；Ti：0.01-0.05％；O≤0.0025％；Ce 0.001-0.005％；Mn 0.5-1％；P≤0.20％；S≤0.015％；Pb≤0.001％；N≤0.015％；H≤0.0005％；Fe余量。

其中，电热材料的室温电阻率为1.10-1.14Ω.m。

制取该钢化玻璃炉用电热材料的方法，主要步骤如下：

首先，以工业纯铁(纯度99.9％)、微碳铬铁VCr6(铬含量≥60％，碳≤0.06％)、电解镍(金川1号镍,纯度99.9％)、电解锰(纯度99.8％)、结晶硅(纯度不低于99.9％)、铝块(纯度不低于99.2％)和金属铈(纯度不低于99％)为原料，添加铁铬铝合金返回料，采用1.8T三相有衬电渣炉冶炼合金钢棒，单炉投料总量1200-2000kg，其中，微碳铬铁350-583kg，结晶硅15-26kg，电解锰3-5kg，铝块22-36kg，铁铬铝合金返回料60-100kg，电解镍388-648kg，金属铈2-4kg，工业纯铁386-643kg；采用包中加铝、包底吹氩搅拌技术，保证铝分布均匀性，在冶金过程中用2kg铝粉脱氧；

其次，经单相电渣重熔炉提纯做成合金锭，在不小于500℃的炉中保温不小于12小时后，直接开坯轧制，开轧温度不小于1150℃；

再次，轧制成盘条后，将表面用700℃熔融氢氧化钠浸泡3-5分钟,用浓度不低于180g/L的硫酸酸洗不少于40分钟，用水冲净。酸洗后的盘条，用比重不小于1.2的无水硫酸钠溶液涂层，溶液中加1％磷酸三钠，在80℃以上涂层每次不少于5分钟，反复三次，涂层后送入温度为150℃的烘干炉烘干不少于35分钟，之后进行拉拔；拉拔采用钙基皂粉作为润滑剂，拔后在浓度为10％，温度为80℃的氢氧化钠溶液中浸泡不少于60分钟后，用水冲净；

最后，拉拔成品采用井式热处理炉进行热处理，在950-1050℃温度区间保温不小于3小时后，出炉水冷，得到直径3-4mm的氧化退火态电热丝。包底吹氩中，强吹氩时间3分钟，弱吹氩至浇注结束。

该材料的主要用途是绕制钢化玻璃炉电热元件，钢化玻璃炉电热元件的表面工作温度实际在700-900℃，在这个温度区间如果选用铁铬铝类材料作为电热元件，因其生成的氧化膜较为疏松易脱皮，造成寿命短且污染玻璃。选用含镍量较高的镍铬类合金价格昂贵，低镍的电热元件电阻率又太低。本发明提供的材料具有低镍高电阻率使用不脱黑色氧化皮的优势。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

(1)在钢化玻璃炉700-900℃工作时，材料较铁铬铝类电热元件有不易出现脱皮失效。本发明提供的材料经使用后长时间不变脆，且可焊接性能好于铁铬铝合金。