一種減少鐵鉻鋁系電熱合金非金屬夾雜物的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種減少鐵鉻鋁系電熱合金非金屬夾雜物的方法。所述制備方法包括：配料、熔煉、造渣、脫氧、吹氬、熱軋盤條、去應(yīng)力退火和漂洗后進(jìn)行多道次拉拔。本發(fā)明能夠有效降低非金屬夾雜物的總含量，減小夾雜物尺寸，改善夾雜物形貌，降低夾雜物對于鐵鉻鋁系電熱合金使用壽命的影響。同時，通過優(yōu)化元素組成和配比，有效提高合金絲的韌性、抗拉強(qiáng)度和抗氧化性。
【專利說明】一種減少鐵鉻鋁系電熱合金非金屬夾雜物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種電熱合金，特別是一種減少鐵鉻鋁系電熱合金非金屬夾雜物的方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]電熱合金材料是利用物質(zhì)的電阻特性制造發(fā)熱體的電阻合金。目前電熱合金材料已成為一種重要的工程合金材料，適用于機(jī)械、冶金、電子、化工等行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。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系列。鐵鉻鋁系電熱合金使用范圍較為廣泛，其具有使用溫度高、電阻率高、易于熱冷加工等優(yōu)點(diǎn)。目前，非金屬夾雜物是影響鐵鉻鋁系電熱合金絲使用壽命的主要因素之一，夾雜物尺寸較大，形狀不規(guī)則，而且脆性強(qiáng)，嚴(yán)重的割裂了基體，影響產(chǎn)品的使用壽命。本發(fā)明通過創(chuàng)新鐵鉻鋁系電熱合金的制備方法，降低非金屬夾雜物的總含量，減小夾雜物尺寸，改善夾雜物形貌，有效的降低夾雜物對于鐵鉻鋁系電熱合金使用壽命的影響。同時，通過優(yōu)化元素組成和配比，有效提高合金絲的韌性、抗拉強(qiáng)度和抗氧化性。

【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，提供一種減少鐵鉻鋁系電熱合金非金屬夾雜物的方法。
[0004]一種減少鐵鉻鋁系電熱合金非金屬夾雜物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:(1)配料:按照以下組成進(jìn)行配料:C:0.01-0.02%, Si:0.2-0.4%, N1:0.5-1%,Al:4-5%, Cr:17-18%, Co:4_5%、Mo:2_3%、Zr:4_6%、Nb:2_3%、Ti:0.5-0.9%, Ce:
0.1-0.5%、La:0.1-0.5%, B:0.001-0.01%, S ^ 0.0001%, P ( 0.0001%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；(2)熔煉:抽真空至I X 10_4pa，將上述原料在高真空條件下熔化，熔化后進(jìn)行吹氧脫碳，碳含量低于0.02%后停止吹氧，后進(jìn)行高真空沸騰，沸騰時間大于25min ； (3)造渣:加入占總金屬液Iwt %的硅鐵、2.3wt %的石灰和0.8wt %的螢石料造渣，還原時間5-8分鐘；(4)脫氧:加鋁深入脫氧，鋁的加入量為1.5Kg/t，脫氧時間大于15分鐘；(5)吹氬，在鋼包底部吹氬，氬氣流控制在4-5L/min，吹氬時間2_3min，靜置2min后澆鑄成鑄錠；(6)熱軋盤條:熱軋溫度:1350°C -1400°C，開軋溫度:1400°C，終軋溫度:1360°C ； (7)去應(yīng)力退火:在真空熱處理爐內(nèi)，真空度lX10_3pa，退火溫度900°C，保溫IOh ; (8)漂洗后進(jìn)行多道次拉拔得到鐵鉻鋁系電熱合金絲。
[0005]所述的方法熔煉前使用鋁箔將硼粉包裹放置于最底部，Ce和La在出爐前4分鐘使用加料鉗放入已熔化的合金液中。
[0006]合金成分優(yōu)選:C:0.013 Si:0.35 Ni:1 Al:4.4 Cr:17.9 Co:
4.6 %, Mo:2.5 %, Zr:4.3 %, Nb:2.2 %, Ti:0.6 %, Ce:0.2 %, La:0.3 %, B:0.007 %、S≤0.0001%, P ^ 0.0001%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0007]本發(fā)明制備的材料成品具有良好韌性、高抗拉強(qiáng)度和抗氧化性。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，同時在晶界處形成的富氧顆粒能夠?qū)ξ诲e滑移形成阻礙，從而提高合金強(qiáng)度；微量B的加入對于改善合金塑性和加工性能具有重要作用；降低Cr元素含量的同時，通過添加Co、Mo、Zr、Nb、Ti等元素能夠有效改善合金高溫力學(xué)性能和抗氧化性，其中，Al、Zr能夠提高電熱合金絲的最高使用溫度，Co、Mo、Nb能夠提高高溫強(qiáng)度，延長使用壽命；Ti能夠提高耐腐蝕性，含量控制在0.5-0.9%為宜。
[0008]通過鋼包底吹氬工藝在鋼液中形成的氬氣泡中的氧、氮、氫的分壓低于其在鋼液中的分壓，氧、氮、氫會向氬氣泡中擴(kuò) 散，鋼液中的夾雜物同時吸附在氣泡上，夾雜物隨著氬氣泡的上浮而帶出。通過造渣、脫氧也能夠有效地減少合金液中的非金屬夾雜物。使用本發(fā)明的方法制備的電熱合金絲，夾雜物總量減少了 27%，夾雜物形貌趨于規(guī)整，尺寸也大大減少。
【具體實(shí)施方式】:
[0009]下面通過實(shí)施例進(jìn)一步闡述和理解本發(fā)明。
[0010]所述制備方法包括:一種減少鐵鉻鋁系電熱合金非金屬夾雜物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:(I)配料:按照以下組成進(jìn)行配料:C:0.013%、Si:0.35%,Ni:1%,A1:4.4%,Cr:17.9%、Co:4.6%,Mo:2.5%,Zr:4.3%,Nb:2.2%,Ti:0.6%,Ce:
0.2%, La:0.3%, B:0.007%, S ^ 0.0001%, P ^ 0.0001 %，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；(2)熔煉:抽真空至I X 10_4pa，將上述原料在高真空條件下熔化，熔化后進(jìn)行吹氧脫碳，碳含量低于0.02%后停止吹氧，后進(jìn)行高真空沸騰，沸騰時間大于25min ; (3)造渣:加入占總金屬液1?丨％的硅鐵、2.3被％的石灰和0.8wt%的螢石料造渣，還原時間7分鐘；(4)脫氧:加鋁深入脫氧，鋁的加入量為1.5Kg/t，脫氧時間大于15分鐘；(5)吹氬，在鋼包底部吹氬，氬氣流控制在4.5L/min,吹氬時間3min，靜置2min后澆鑄成鑄錠；(6)熱軋盤條:熱軋溫度:1350°C -1400°C，開軋溫度:1400°C，終軋溫度:1360°C ； (7)去應(yīng)力退火:在真空熱處理爐內(nèi)，真空度I X 10-3pa,退火溫度900°C，保溫IOh ； (8)漂洗后進(jìn)行多道次拉拔得到鐵鉻鋁系電熱合金絲。所述的方法熔煉前使用鋁箔將硼粉包裹放置于最底部，Ce和La在出爐前4分鐘使用加料鉗放入已熔化的合金液中。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例制備的電熱合金絲，夾雜物總量減少了 27%，夾雜物形貌趨于規(guī)整，尺寸也大大減少。合金絲具有較高的室溫電阻率、抗拉強(qiáng)度、延伸率和抗氧化性，室溫電阻率可達(dá)2.3 Ω mm2/m,抗拉強(qiáng)度可達(dá)IOlOMPa,延伸率可達(dá)18 %，抗氧化試驗(yàn)(試驗(yàn)條件:1300°C氧化200h)增重小于2.3mg/cm2。克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，具有較廣的工業(yè)應(yīng)用前景。
[0012]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(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的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種減少鐵鉻鋁系電熱合金非金屬夾雜物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:(1)配料:按照以下組成進(jìn)行配料:C:0.01-0.02%, Si:0.2-0.4%、N1:0.5-1%,Al:4-5%, Cr:17-18%, Co:4_5%、Mo:2_3%、Zr:4_6%、Nb:2_3%、Ti:0.5-0.9%, Ce:.0.1-0.5%、La:0.1-0.5%, B:0.001-0.01%, S ^ 0.0001%, P ( 0.0001%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；(2)熔煉:抽真空至I X 10_4pa，將上述原料在高真空條件下熔化，熔化后進(jìn)行吹氧脫碳，碳含量低于0.02%后停止吹氧，后進(jìn)行高真空沸騰，沸騰時間大于25min ； (3)造渣:加入占總金屬液Iwt %的硅鐵、2.3wt%的石灰和0.8wt %的螢石料造渣，還原時間5-8分鐘；(4)脫氧:加鋁深入脫氧，鋁的加入量為1.5Kg/t，脫氧時間大于15分鐘；(5)吹氬，在鋼包底部吹氬，氬氣流控制在4-5L/min，吹氬時間2_3min，靜置2min后澆鑄成鑄錠；(6)熱軋盤條:熱軋溫度:1350°C -1400°C，開軋溫度:1400°C，終軋溫度:1360°C ； (7)去應(yīng)力退火:在真空熱處理爐內(nèi)，真空度lX10-3pa，退火溫度900°C，保溫IOh ; (8)漂洗后進(jìn)行多道次拉拔得到鐵鉻鋁系電熱合金絲。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，熔煉前使用鋁箔將硼粉包裹放置于最底部，Ce和La在出爐前4分鐘使用加料鉗放入已熔化的合金液中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，合金成分優(yōu)選:C:0.013%, S1:0.35%、N1:1 %、Al:.4.4%, Cr:17.9%、Co:4.6%,Mo:2.5%, Zr:4.3%, Nb:2.2%, Ti:0.6%, Ce:0.2%, La:.0.3%, B:0.007%, S ^ 0.0001%, P ^ 0.0001 %，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號】C21C7/076GK103938111SQ201410198026
【公開日】2014年7月23日 申請日期: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 申請人:鹽城市鑫洋電熱材料有限公司