一種Ni-Cr-Fe電熱合金的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Ni-Cr-Fe電熱合金的制備方法，所述制備方法包括：配料、熔煉、電渣精煉、鍛造、熱軋、軋后熱處理和漂洗后進(jìn)行多道次拉拔等工藝。本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化Ni-Cr-Fe電熱合金的元素組成及其配比，優(yōu)化熔煉、電渣精煉、鍛造、熱軋和軋后熱處理的工藝參數(shù)，改善夾雜物形貌，提高合金帶材的力學(xué)性能、使用溫度和壽命，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】—種N1-Cr-Fe電熱合金的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種N1-Cr-Fe電熱合金的制備方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]電熱合金是將電能轉(zhuǎn)化為熱能的功能性合金材料，在冶金、機(jī)械、石化、電氣、建筑、家電等領(lǐng)域中用于制造各種電熱元件。目前，電熱合金已經(jīng)成為一種重要的工程合金材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。電熱合金按照化學(xué)成分可分為鎳鉻合金、鎳鉻鐵合金和鐵鉻鋁合金三個(gè)系列，常用牌號(hào)有 0Cr25A15、0Cr21A16Nb、Crl5Ni60、Cr20Ni80、Cr30Ni70 等。其中，Cr20Ni35是鎳鉻鐵合金的典型代表，它的最高使用溫度為1100°C，屬于中溫級(jí)電熱合金。我國(guó)專業(yè)生產(chǎn)電熱合金的廠家多達(dá)上百家，但產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，Cr20Ni35產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命與進(jìn)口合金絲相比又很大差距。本領(lǐng)域公知的合金中的非金屬夾雜物對(duì)合金強(qiáng)度、韌性、疲勞強(qiáng)度、抗氧化性等具有重要影響，隨著對(duì)合金質(zhì)量要求的日趨嚴(yán)格，進(jìn)一步降低夾雜物含量、改善夾雜物形貌成為目前本行業(yè)的主要目標(biāo)之一。本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化鎳鉻鐵系電熱合金的元素組成及其配比，優(yōu)化制備工藝，改善夾雜物形貌，提高合金的力學(xué)性能、使用溫度和壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種N1-Cr-Fe電熱合金的制備方法。 [0004]一種N1-Cr-Fe電熱合金的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括:(I)配料:按照以下組成進(jìn)行配料:c:0.04-0.06 %、S1:1-2 Mn:0.5-0.8 Al:3_4 %、Cr:9-10 %、N1:28-29 %、Hf:1_2 %、Zr:0.5-1 Nb:1_2 %、T1:2_3 %、V:1_2 %、Ce:0.01-0.1 %、La:0.01-0.1 %、S≤0.001%, P≤0.001 %，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；
(2)熔煉:將上述原料裝入中頻感應(yīng)爐中熔煉，完全熔化后在1750°C條件下精煉IOmin ； (3)電渣精煉:用螢石與二氧化鈦制備引弧劑，用CaF2、Al2O3制作重熔電渣系；裝爐、弧造渣、冶煉、補(bǔ)縮、冷卻，制成鑄徒；(4)鍛造:將上述鑄徒放入300 C的箱式電阻爐中加熱，在2h內(nèi)升溫至1350°C，保溫25min后放入等溫鍛造機(jī)內(nèi)鍛造，總變形量大于50%，開(kāi)鍛溫度為1250°C，終鍛溫度大于800°C，鍛造后油淬；(5)熱軋:入爐溫度:950-1000°C，升溫時(shí)間大于50分鐘，加熱溫度:1180-1200°C，保溫時(shí)間大于30分鐘，開(kāi)軋溫度大于1160°C，終鍛溫度大于950°C ；(6)軋后熱處理:將軋后帶材加熱至900°C，保溫10h，水淬；(7)漂洗后進(jìn)行多道次拉拔得到N1-Cr-Fe電熱合金成品。
[0005]所述制備方法中原料配比優(yōu)選C:0.05%, Si:1.2%, Mn:0.7%, Al:3.8%, Cr:
9.5 Ni:28 Hf:1.3 Zr:0.9 %, Nb:1.7 %, Ti:3 %, V:1.6 %, Ce:0.07 La:0.04%, S ^ 0.001%,P ^ 0.001%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]本發(fā)明制備的N1-Cr-Fe電熱合金成品具有較高的力學(xué)性能、使用溫度和壽命。Cr在聞溫下能夠形成Cr2O3氧化I旲，能夠有效的提聞廣品的聞溫抗氧化性，從而提聞廣品的使用壽命，其含量控制在9-10%為宜；稀土 Ce和La的加入能夠凈化合金基體，改善夾雜物形貌，細(xì)化晶粒，同時(shí)在晶界處形成的富氧顆粒能夠?qū)ξ诲e(cuò)滑移形成阻礙，從而提高合金強(qiáng)度和產(chǎn)品的使用壽命；通過(guò)添加Hf、Zr、Nb、V、Ti等元素能夠有效改善合金高溫力學(xué)性能和抗氧化性；A1作為脫氧劑而添加，含量控制在3-4%為宜；Zr、Hf具有較高的抗腐蝕性，高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度等特性，0.5-1%的Zr和1-2% Hf可以明顯的提高合金的力學(xué)性能和抗氧化性；Ti能夠提高耐腐蝕性，含量控制在2-3%為宜。使用本發(fā)明所述的制備工藝能夠有效地提高N1-Cr-Fe電熱合金成品的力學(xué)性能、使用溫度和壽命。
【具體實(shí)施方式】:
[0007]下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步闡述和理解本發(fā)明。
[0008]按照如下方法制備實(shí)施例的N1-Cr-Fe電熱合金成品:(I)配料:按照以下組成進(jìn)行配料:c:0.05%, Si:1.2%, Mn:0.7%, Al:3.8%, Cr:9.5%, Ni:28%, Hf:1.3%, Zr:0.9%, Nb:1.7%, Ti:3%, V:1.6%, Ce:0.07%, La:0.04%, S ^ 0.001 %, P ^ 0.001%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；(2)熔煉:將上述原料裝入中頻感應(yīng)爐中熔煉，完全熔化后在1750°C條件下精煉IOmin ； (3)電渣精煉:用螢石與二氧化鈦制備引弧劑，用CaF2、Al2O3制作重熔電渣系；裝爐、弧造渣、冶煉、補(bǔ)縮、冷卻，制成鑄錠；(4)鍛造:將上述鑄錠放入300°C的箱式電阻爐中加熱，在2h內(nèi)升溫至1350°C，保溫25min后放入等溫鍛造機(jī)內(nèi)鍛造，總變形量大于50%，開(kāi)鍛溫度為1250°C，終鍛溫度大于800°C，鍛造后油淬；(5)熱軋:入爐溫度:980°C，升溫時(shí)間大于50分鐘，加熱溫度:1200°C，保溫時(shí)間大于30分鐘，開(kāi)軋溫度大于1160°C，終鍛溫度大于950°C ； (6)軋后熱處理:將軋后帶材加熱至900°C，保溫10h，水淬；
(7)漂洗后進(jìn)行多道次拉拔得到N1-Cr-Fe電熱合金成品。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例制備的N1-Cr-Fe電熱合金成品具有較高的力學(xué)性能、使用溫度和壽命，抗拉強(qiáng)度可達(dá)lOOOMPa，延伸率可達(dá)26%，快速壽命測(cè)試(測(cè)試條件:1300°C、帶材寬度Imm)壽命值可達(dá)280h?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中的不足，具有較廣的工業(yè)應(yīng)用前景。
[0010]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種N1-Cr-Fe電熱合金的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括:(1)配料:按照以下組成進(jìn)行配料:C:0.04-0.06%, Si:l-2%, Mn:0.5-0.8%, Al:3_4%、Cr:9_10%、N1:28-29%, Hf:l-2%,Zr:0.5-1%, Nb:l-2%,Ti:2-3%, V:l-2%, Ce:0.01-0.l%,La:0.01-0.1%, S^0.001%,P^0.001%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；(2)熔煉:將上述原料裝入中頻感應(yīng)爐中熔煉，完全熔化后在1750°c條件下精煉IOmin ； (3)電渣精煉:用螢石與二氧化鈦制備引弧劑，用CaF2、Al2O3制作重熔電渣系；裝爐、弧造渣、冶煉、補(bǔ)縮、冷卻，制成鑄錠；(4)鍛造:將上述鑄錠放入300°C的箱式電阻爐中加熱，在2h內(nèi)升溫至1350°C，保溫25min后放入等溫鍛造機(jī)內(nèi)鍛造，總變形量大于50%，開(kāi)鍛溫度為1250°C，終鍛溫度大于800°C，鍛造后油淬；(5)熱軋:入爐溫度:950-1000°C，升溫時(shí)間大于50分鐘，加熱溫度:1180-1200°C，保溫時(shí)間大于30分鐘，開(kāi)軋溫度大于1160°C，終鍛溫度大于950°C ； (6)軋后熱處理:將軋后帶材加熱至900°C，保溫10h，水淬；(7)漂洗后進(jìn)行多道次拉拔得到N1-Cr-Fe電熱合金成品。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，原料配比優(yōu)選C:0.05%、Si:1.2%,Mn:0.7%, Al:.3.8%,Cr:9.5%,Ni:28%,Hf:1.3%,Zr:0.9%,Nb:1.7%,Ti:3%,V:1.6%,Ce:0.07%,La:0.04%, S≤0.001 %、P≤0.001 %，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C22C30/00GK103938109SQ201410196617
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】郭健, 郭小芳, 郭乃林 申請(qǐng)人:江蘇中鋼電熱合金有限公司