專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鎳鉻高電阻電熱合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金材料，具體的說(shuō)是一種鎳鉻高電阻電熱合金，屬于冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高電阻電熱合金是指用于制造電發(fā)熱體的以電阻為主要特性的合金，該類(lèi)合金按 基體組成元素系列可分為鐵一鉻一鋁系合金、鐵一鉻一鎳系合金、鎳一鉻系合金三大類(lèi)。 常用牌號(hào)有 0Cr25A15、0Cr21A16Nb、Crl5Ni60、Cr20Ni80、Cr30Ni70 等。Cr20Ni80(鎳鉻 絲)合金具有優(yōu)良的綜合性能，是制作高質(zhì)量電熱元件的首選品種，具有抗氧性好，強(qiáng)度 高、無(wú)磁性、發(fā)射率高、較好的耐腐蝕性、不軟化等一系列優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，不變形且 永久性伸長(zhǎng)很小，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1234-1995中Cr20Ni80化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為 C 彡 0. 08，P 彡 0. 020，S 彡 0. 015，Mn 彡 0. 60，Si 0. 75-1. 60，Cr 20. 0-23. 0，Al 彡 0. 50， Fe^ 1.0，Ni為余量。其類(lèi)合金制作的元件的最高使用溫度為1200°C，表面負(fù)荷率(表面 功率)為1. 5W/cm2，當(dāng)材料需要在1200°C以上高溫條件下時(shí)，容易發(fā)生材料開(kāi)裂、波浪形， 而且其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等物化性能也不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鎳鉻高電阻電熱合金，是在已知的Cr20Ni 80合金鋼的基礎(chǔ)上添加鋯和稀土材料，使得本合金鋼有較高的熔點(diǎn)，能夠長(zhǎng)時(shí)間耐受 1200°C以上高溫，且具有較好抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度及高的表面負(fù)荷率。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的一種鎳鉻高電阻電熱合金，其特征在 于化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分比為:C 0. 02-0. 06、P :0. 010-0. 020、S :0· 010-0. 015、Mn 0. 02-0. 60、Si :1. 00-1. 50、Cr :20· 0-23. 0、Al :0· 1-0. 20、Fe :0· 4-0. 8、Ti :0· 1-0. 20、Zr 0. 20-0. 50、RE :0. 01-0. 05、Ni 為余量。所述的RE為混合稀土元素，通常采用的是鈰、鑭和釔。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)由于在金屬合金中添加了金屬鋯和稀土材料，鋯與空氣接觸形成 氧化鋯保護(hù)層，其表面的抗氧化性能得到大大提高，且能產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外，發(fā)熱均勻，使得本合 金鋼的最高使用溫度可達(dá)1300°C，其表面負(fù)荷可達(dá)到5W/cm2。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明.實(shí)施例一一種鎳鉻高電阻電熱合金，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分比含量為C是0. 02、P是 0. 01、S 是 0. 01、Mn 是 0. 20、Si 是 1. 0、Cr 是 20. 0、Al 是 0. 1、Fe 是 0. 8、Ti 是 0. 1、Zr 是 0. 5、Ce 是 0. 05，Ni 為 77.21。實(shí)施例二一種鎳鉻高電阻電熱合金，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分比含量為C是0.04、P是0. 02、S 是 0. 011、、Mn 是 0. 3、Si 是 1. 5、Cr 是 23、Al 是 0. 15、Fe 是 0. 7、Ti 是 0. 18，Zr 是 0. 2、La 是 0. 03，Ni 為 73. 869。實(shí)施例三一種鎳鉻高電阻電熱合金，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分比含量為C是0.045、P是 0. 017、S 是 0. 013,Mn 是 0. 55, Si 是 1. 2, Cr 是 22,Al 是 0. 18、Fe 是 0. 6, Ti 是 0. 17, Zr 是 0. 28、丫是0· 03，Ni 為 74.915。實(shí)施例四一種鎳鉻高電阻電熱合金，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分比含量為C是0.055、P是 0. 019、S 是 0. 01、Mn 是 0. 45、Si 是 1. 4、Cr 是 20、Al 是 0. 16、Fe 是 0. 7、Ti 是 0. 19，Zr 是 0. 36、Y 是 0.01，Ni 為 76. 646。RE為稀土元素，混合稀土，通常采用的是鈰、鑭和釔，其它稀土元素也可以，可以根 據(jù)價(jià)格高低和資源充足與否作適當(dāng)調(diào)整。經(jīng)測(cè)試，采用本發(fā)明的高電阻電熱合金(Cr20Ni80_Z)制作的元件的最高使用溫 度為1300°C，表面負(fù)荷率(表面功率)可達(dá)5W/cm2，從而進(jìn)一步提高了其耐用性，搞腐蝕和 抗氧化性能。鋯&是高熔點(diǎn)金屬之一，熔點(diǎn)1852士21，沸點(diǎn)43771，第一電離能6.84電子伏 特。鋯的表面易形成一層氧化膜，具有光澤，有耐腐蝕性，高溫時(shí)，可與非金屬元素和許多金 屬元素反應(yīng)，生成固體溶液化合物。鋯對(duì)氧的親和力很強(qiáng)，1000°c氧氣溶于鋯中能使其體積 顯著增加。鋯比較軟，主要用于制造防彈合金鋼，還可做反應(yīng)堆中鈾燃料的包覆合金；鋯在 高溫時(shí)易發(fā)射電子，鋯還少量用于外科刀具及其它工業(yè)用途。鋯在空氣中比較穩(wěn)定。鋯有 比不銹鋼、鎳基合金及鈦更優(yōu)異的耐腐蝕性能，力學(xué)性能和工藝性能，特別在還原性氯化物 溶液中具有耐蝕性。鈰應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，幾乎所有的稀土應(yīng)用領(lǐng)域中都含有鈰。如拋光粉、儲(chǔ)氫材 料、熱電材料、鈰鎢電極、陶瓷電容器、壓電陶瓷、鈰碳化硅磨料、燃料電池原料、汽油催化 劑、某些永磁材料、各種合金鋼及有色金屬等。鑭主要應(yīng)用于壓電材料、電熱材料、熱電材料、磁阻材料、發(fā)光材料(蘭粉)、貯氫 材料、光學(xué)玻璃、激光材料、各種合金材料等。鑭也應(yīng)用到制備許多有機(jī)化工產(chǎn)品的催化劑 中，光轉(zhuǎn)換農(nóng)用薄膜也用到鑭。釔是一種用途廣泛的金屬，主要應(yīng)用到鋼鐵及有色合金的添加劑，釔能夠增強(qiáng)一 些不銹鋼的抗氧化性和延展性；合金中添加適量的富釔混合稀土后，合金的綜合性能得到 明顯的改善，可以替代部分中強(qiáng)鋁合金用于飛機(jī)的受力構(gòu)件上；在Al-Zr合金中加入少量 富釔稀土，可提高合金導(dǎo)電率；在銅合金中加入釔，提高了導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度。
權(quán)利要求
一種鎳鉻高電阻電熱合金，其特征在于化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分比為C0.02 0.06、P0.010 0.020、S0.010 0.015、Mn0.02 0.60、Si1.00 1.50、Cr20.0 23.0、Al0.1 0.20、Fe0.4 0.8、Ti0.1 0.20、Zr0.20 0.50、RE0.01 0.05、Ni為余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳鉻高電阻電熱合金，其特征在于所述的RE為混合稀 土元素，通常采用的是鈰、鑭和釔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鎳鉻高電阻電熱合金，其特征在于其化學(xué)成分組成及 質(zhì)量百分比含量為C是0. 02、P是0. 01、S是0. 01、Mn是0. 20、Si是1. 0、Cr是20、Al是 0. l、Fe 是 0. 8、Ti 是 0. 1、Zr 是 0. 5、Ce 是 0. 05，Ni 為 77. 21。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鎳鉻高電阻電熱合金，其特征在于C是0.04、P是0. 02、 S 是 0. 011、、Mn 是 0. 3、Si 是 1. 5、Cr 是 23、Al 是 0. 15、Fe 是 0. 7、Ti 是 0. 18，Zr 是 0. 2、 La 是 0. 03，Ni 為 73. 869。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鎳鉻高電阻電熱合金，其特征在于其化學(xué)成分組成及 質(zhì)量百分比含量為:C是0. 04,P是0. 02、S是0. 011、、Mn是0. 3,Si是1. 5,Cr是23,Al是 0. 15、Fe 是 0. 7、Ti 是 0. 18，Zr 是 0. 2、La 是 0. 03，Ni 為 73. 869。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鎳鉻高電阻電熱合金，其特征在于C是0.045、P是 0. 017、S 是 0. 013、Mn 是 0. 55, Si 是 1. 2, Cr 是 22,Al 是 0. 18,Fe 是 0. 6,Ti 是 0. 17, Zr 是 0. 28、丫是0· 03，Ni 為 74.915。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鎳鉻高電阻電熱合金，其特征在于其化學(xué)成分組成及 質(zhì)量百分比含量為:C是0. 055、P是0. 019、S是0. 01、Mn是0. 45、Si是1. 4、Cr是20、Al 是 0. 16、Fe 是 0. 7、Ti 是 0. 19，Zr 是 0. 36、Y 是 0. 01，Ni 為 76. 646。
全文摘要
一種鎳鉻高電阻電熱合金，其特征在于化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分比為C0.02-0.06、P0.010-0.020、S0.010-0.015、Mn0.02-0.60、Si1.00-1.50、Cr20.0-23.0、Al0.1-0.20、Fe0.4-0.8、Ti0.1-0.20、Zr0.20-0.50、RE0.01-0.05、Ni為余量。本發(fā)明由于在金屬合金中添加了金屬鋯和稀土材料，鋯與空氣接觸形成氧化鋯保護(hù)層，其表面的抗氧化性能得到大大提高，且能產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外，發(fā)熱均勻，使得本合金鋼的最高使用溫度可達(dá)1300℃，其表面負(fù)荷可達(dá)到5W/cm2。
文檔編號(hào)C22C19/05GK101899593SQ20101016323
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者杜小良 申請(qǐng)人:江蘇立新合金實(shí)業(yè)總公司