[发明专利]表面具有高温绝缘性能的合金及其制备工艺

说明书

本发明属于特殊合金制备技术领域，具体涉及一种表面具有高温绝缘性能的合金及其制备工艺。所述的表面具有高温绝缘性能的合金，包括如下质量比的化学成分：铬10～35％、铝2～10％、硅0.01％～0.5％、锰0.01～1.0％、锆0.01～5％、钴0.2～0.5％、钒0.01～0.7％、钛0.3～1.2％、钨0.01～0.8％、铌0.01～0.8％、镍0.01～1.2％、钼0.02～3％、钽0.01～1％、钇0.01～1％和铪0.01～1％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明通过添加锆、钽、钇、铪微量合金元素，制备的合金，在高温下具有较高的电阻，高温绝缘性能良好；其制备工艺，科学合理，简单易行。

技术领域

本发明属于特殊合金制备技术领域，具体涉及一种表面具有高温绝缘性能的合金及其制备工艺。

背景技术

随着科学技术发展，绝缘材料在电子工业、汽车制造、航空航天等领域扮演着越来越重要的角色。传统的绝缘材料有酚醛树脂、聚酰亚胺、含氟塑料以及陶瓷材料等。但是，在一些对绝缘性能有特殊需求的应用场景，比如汽车定位焊接，绝缘开关以及飞机发动机离子火焰探测器，不光是常温静态绝缘性能，关键绝缘器件还被要求在高温且承受往复机械应力的环境下呈现长期、可靠的绝缘性能。目前，一般使用金属绝缘材料，该材料在室温状态下具有优良的绝缘性能，但在温度超过200℃的环境下不绝缘，导致产品使用寿命短，成本急剧增高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种表面具有高温绝缘性能的合金，在高温下具有较高的电阻，高温绝缘性能良好；本发明同时提供其制备工艺，科学合理，简单易行。

本发明所述的表面具有高温绝缘性能的合金，包括如下质量比的化学成分：铬10～35％、铝2～10％、硅0.01％～0.5％、锰0.01～1.0％、锆0.01～5％、钴0.2～0.5％、钒0.01～0.7％、钛0.3～1.2％、钨0.01～0.8％、铌0.01～0.8％、镍0.01～1.2％、钼0.02～3％、钽0.01～1％、钇0.01～1％和铪0.01～1％，余量为铁和不可避免的杂质。

本发明中，各化学成分的作用如下：

铁、铬、铝合金：可在1400℃高温时，仍具有相当好的抗氧化性。

钴：改善钢的高温性能、抗氧化及耐腐蚀能力。

镍：在高温下具有防锈和耐热能力。

钼、铌：细化晶粒，有利于氧化层的形成。

钨：提高耐磨性。

锆：超高抗腐蚀能力。

钇：稀士元素，改善合金高温绝缘性能。

钽：热膨胀系数小，高温变化小，使材料稳定。

铪：是已和熔点最高的物质，约4215℃，耐高温，改善高温绝缘性能。

本发明通过加入锆、钽、钇、铪金属元素的方式，研制出了新型的高温绝缘金属材料，不但提高了室温绝缘性能，同时解决了高温不绝缘的难题。

本发明涉及一种作为高温环境下的绝缘载体使用的铁铬铝合金。作为一种特殊的铁铬铝合金，其特点是，在铁-铬-铝铁素体抗氧化合金的基础上，通过添加特殊的合金元素，制成一种具有高温绝缘性能的高科技材料，而且经过特殊热处理工艺后，材料中的铝在热处理过程中能在材料表面形成一层致密的氧化铝陶瓷层，该陶瓷层在高温下具有很高的电阻，因而在汽车生产线中焊接机器人中的绝缘器件使用中，相比一般的氧化铝陶瓷材料占据了绝对优势。

要达到作为铁铬铝高温绝缘的性能，就必须在合金冶炼工艺过程中添加锆、钽、钇、铪等微量元素，这些微量元素的比例、添加时间、添加温度都会影响产品最终的性能。

本发明所述的表面具有高温绝缘性能的合金的制备工艺，包括如下步骤：