[发明专利]一种镍铬电热合金及其制备方法

说明书

本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种镍铬电热合金及其制备方法。为了解决常规方法所制备的镍铬电热合金的电阻率较低，最高工作温度仅为1200℃的问题，本发明提供一种镍铬电热合金，通过对镍铬电热合金的成分和含量进行合理设计以及采用特殊加工工艺，使得所制备的镍铬电热合金具有较好的高温强度和电阻率（1.3Ωmm²/m以上），其工作温度可达到1350℃。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种镍铬电热合金及其制备方法。

背景技术

电热合金是一种通过金属电阻产生的焦耳热使电能转换为热能的功能性电热工程合金材料。作为高温合金材料的一个重要分类，由于其具有良好的抗氧化性、抗腐蚀性、较高的高温强度等综合性能，主要以丝材、带材、管材、型材等形态用于制作工作温度在500～1400℃的精密电阻元件、电热元件，在电子电工、军工、航空航天、汽车、家电、建筑、石油化工、冶金等领域广泛应用。随着科技不断进步和经济全球化的进展，电气化已深入到世界各个角落，电热合金材料的需求量日益增大，目前己成为一种重要的工程合金材料，在国民经济中占有重要的地位。

镍基电热合金在室温高温下均为奥氏体组织，合金组织稳定，高温强度高、无高温脆性，由于它是均匀的固溶体组织，电气性能均匀稳定；冷热加工性能良好，可以制成细丝和薄带；焊接性能优良，维护方便；具有较好抗氮气能力，可用于含氮气氛环境的加热，在加热精度和使用寿命要求高的环境中应用较广泛，但镍基电热合金的缺点是电阻率稍低，最高工作温度为1200℃，合金中含有大量的镍、铬，成本较高，化学稳定性较差，尤其在含硫的气氛中使用时易腐蚀失效。为了提高镍基合金的高温强度和电阻率，目前主要从镍基合金成分的设计和加工工艺方面入手，例如中国发明专利CN 101899593A公开了一种镍基电热合金Cr20Ni80Zr，其最高使用温度达1300℃，表面负荷达到5W/cm²；中国发明专利CN108998635A公开了一种镍铬电热合金，最高使用温度达1300℃。

随着科学技术的进步和发展，消费者对产品性能指标的要求越来越高，要求用于制作电阻元件的材料具有高而稳定的电阻特性，尤其是用于制作电热元件的电阻电热合金材料，要求其具有日渐提高的高温持久强度和抗蠕变能力，具有更长的安全使用寿命。因此，对于镍基电热合金而言，需向更高使用温度、更长使用寿命以及更高热效率方向发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：常规方法所制备的镍铬电热合金的电阻率较低，且最高工作温度仅为1200℃，本发明提供一种镍铬电热合金，通过镍铬电热合金的成分和含量的合理设计以及特殊的熔炼热处理加工工艺，使得所制备的镍铬电热合金具有较好的高温力学性能、较高的电阻率，其工作温度可以达到1350℃。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种镍铬电热合金，包括以下成分(以元素成分质量百分含量计)：

具体地，所述的稀土元素为La、Ce、Y、Nb中的一种或几种。

具体地，所述的镍铬电热合金的制备方法如下：

步骤(1)：镍铬电热合金粉料的真空低温冷冻干燥

将待脱水处理的合金组分粉料放入真空冷冻干燥机内，设置真空度为10-15Pa，先在-20℃下预冻0.5-1h，然后再在-45℃下进行冻结，然后在-5℃下进行水分升华，，待含水率低于0.5％，升华结束，对合金粉料进行包装；

步骤(2)：配料

将真空低温干燥后的镍铬电热合金组分粉料按照一定的比例进行配料。

步骤(3)：电热合金熔炼炉底吹稀土元素弥散强化技术