超高电阻率铁铬铝合金及制备方法与流程

1.本发明涉及铁铬铝合金技术领域，尤其是涉及超高电阻率铁铬铝合金及制备方法。


背景技术：

2.铁铬铝合金是一种电热合金，内部中含有大量的铬、铝元素，铁铬铝合金具有超高电阻率，电阻温度系数小，抗氧化性好，使用温度高的特点，广泛应用于电热元件等多种行业。
3.发明人发现在对铁铬铝合金制备的时候，会出现晶粒过大或不均匀的情况，然后会影响铁铬铝合金的力学性能，导致铁铬铝合金电阻率均一性差，铁铬铝合金强度降低、延展塑形能力降低等情况，从而影响铁铬铝合金使用效果的问题。


技术实现要素：

4.本发明为解决对铁铬铝合金制备的时候，会出现晶粒过大或不均匀的情况，然后会影响铁铬铝合金的力学性能，导致铁铬铝合金电阻率均一性差，铁铬铝合金强度降低、塑形能力降低等情况，从而影响铁铬铝合金使用效果的问题所提出超高电阻率铁铬铝合金及制备方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：第一方面，本发明提供一种超高电阻率铁铬铝合金，包括铁粉末、铬粉末、铝粉末，其中含有7.8%-8.5%的铬，含有6.8%-7.5%的铝。
6.第二方面，本发明还提供一种制备上述超高电阻率铁铬铝合金的方法，包括如下步骤：s1、将铁粉末、铬粉末、铝粉末，放到真空冷冻干燥机内部，然后调整真空冷冻干燥机的参数，设置真空度为10—15pa，先在-20℃下进行预冻，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；s2、然后对铁粉末、铬粉末、铝粉末的成分按照一定比例进行配料，且加入少量其余元素；s3、将配好的铁铬铝电热合金粉末，以氩为载体，利用常规的喷吹系统，通过高压将铁铬铝镍电热合金粉体压送至真空感应熔炼炉底的透气砖中，喷入到熔炼炉中进行真空感应熔炼，金属熔体进行电磁搅拌，然后对金属熔体通过超声波振动来去气除渣，然后冷却得到钢锭；s4、然后对钢锭进行锻造，锻造温度900℃-1180℃，开锻温度1150℃，然后将钢锭锻造成方棒形状，然后进行热轧盘条，热轧温度900℃-1180℃，开轧温度1180℃，终轧温度为750℃；s5、然后进行退火，退火温度750℃-800℃，然后将热轧盘条、退火后的坯件进行酸洗－水洗。
7.s6、将漂洗后的盘条挂灰烘干多道次进行拉拔
→
退火
→
拉拔，得到高电阻电热合金材料成品。
8.优选的，所述铁铬铝合金原料粉末的预冻时长为0.5—1h。
9.上述部件所达到的效果为：在对铁铬铝合金原料粉末冷冻干燥的时候，先对铁铬铝合金原料粉末件预冻，然后方便后续对铁铬铝合金原料粉末在-45℃下进行冻结，从而方便对铁铬铝合金原料粉末完成去水干燥，进而避免铁铬铝合金原料粉末的比表面积大，在生产、储存、使用过程容易缓慢地与空气中的氧气和水分发生反应，引起有效活性降低，影响使用效果的情况发生。
10.优选的，所述铁粉末、铬粉末、铝粉末的粒度为320目。
11.上述部件所达到的效果为：在制备铁粉末、铬粉末、铝粉末的时候，使铁粉末、铬粉末、铝粉末的粒度为320目，然后使铁粉末、铬粉末、铝粉末可以更充分的进行混合，从而提升铁铬铝合金成品的质量。
12.优选的，所述铁铬铝合金中含有7.8%-8.5%的铬，所述铁铬铝合金中含有6.8%-7.5%的铝。
13.上述部件所达到的效果为：在生产铁铬铝合金的时候，通过在铁中增加铬与铝，来使合金具有优良的性能，其使用温度可达到1400℃，并且使铁铬铝合金具有较高的电阻率1.80uω
·
m以上。
14.优选的，所述铁铬铝合金中含有少量镍、锰、钛、锆、碳、硅、磷、硫、氮、钒、钼与稀土元素，所述铁铬铝合金少量其余元素含量6%-6.7%。
15.上述部件所达到的效果为：在生产铁铬铝合金的时候，通过其中的微量元素，来控制铁、铬、铝之间的比例，并且稀土元素使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少铁铬铝合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化，可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于铁铬铝合金浇注成锭。
16.优选的，所述熔炼炉升温到1620-1650℃。
17.上述部件所达到的效果为：在对铁铬铝合金进行熔炼的时候，可以使铁铬铝合金多种原料粉末全部快速进行融化，然后提升铁铬铝合金多种原料粉的融合效率，然后方便后续对熔融状态下的铁铬铝合金进行去气除渣，从而使铁铬铝合金制造效率增加。
18.优选的，所述锻造采用天然气进行加热。
19.上述部件所达到的效果为：在对铁铬铝合金锻造加热的时候，采用天然气作为能减少二氧化硫和粉尘排放量，可造成温室效应较低，能保护生活环境，且天然气中不含一氧化碳，比空气轻，天然气一旦泄漏，会立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，然后使用天然气时安全性较高。
20.优选的，所述退火保温时间为3h。
21.上述部件所达到的效果为：通过对铁铬铝合金进行退火与退火保温，可以改善或消除铁铬铝合金在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，然后还可以防止铁铬铝合金变形、开裂，并且细化铁铬铝合金的晶粒，改善组织以提高铁铬铝合金的机械性能。
22.综上所述，本发明的有益效果为：将铁铬铝合金原料的粉末，铁粉末、铬粉末、铝粉末，放到真空冷冻干燥机内部，然
后调整真空冷冻干燥机的参数，设置真空度为10—15pa，先在-20℃下进行预冻，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，通过对铁铬铝合金原料粉末完成去水干燥，进而避免铁铬铝合金原料粉末的比表面积大，在生产、储存、使用过程容易缓慢地与空气中的氧气和水分发生反应，引起有效活性降低，影响使用效果的情况发生，然后对铁粉末、铬粉末、铝粉末的成分按照一定比例进行配料，且加入少量其余元素，通过其中的微量元素，来控制铁、铬、铝之间的比例，并且稀土元素使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化，可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于铁铬铝合金浇注成锭然后将配好的铁铬铝电热合金粉末，以氩为载体，利用常规的喷吹系统，通过高压将铁铬铝镍电热合金粉体压送至真空感应熔炼炉底的透气砖中，喷入到熔炼炉中进行真空感应熔炼，金属熔体进行电磁搅拌，然后对金属熔体通过超声波振动来去气除渣，然后冷却得到钢锭，在金属熔体在电磁场的作用下有规律流动，使各部分的熔体成分和温度趋于均匀，随着熔体流动速度的提高，柱状晶粒在长度和宽度上尺寸变小，有利于获得细小均匀的等轴晶组织，超声波对熔体的分散作用使质点分布更加均匀，可以使晶粒大小均匀，然后对钢锭进行锻造，锻造温度900℃-1180℃，开锻温度1150℃，锻造采用天然气进行加热，通过使用天然气可以减少二氧化硫和粉尘排放量，可造成温室效应较低，能保护生活环境，且天然气中不含一氧化碳，比空气轻，天然气一旦泄漏，会立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，然后使用天然气时安全性较高，然后将钢锭锻造成方棒形状，然后进行热轧盘条，热轧温度900℃-1180℃，开轧温度1180℃，终轧温度为750℃。然后进行退火，退火温度750℃-800℃，退火保温时间为3h，然后将热轧盘条、退火后的坯件进行酸洗－水洗。将漂洗后的盘条挂灰烘干多道次进行拉拔
→
退火
→
拉拔，得到高电阻电热合金材料成品。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
24.第一方面，本发明提供一种超高电阻率铁铬铝合金，包括铁粉末、铬粉末、铝粉末，其中含有7.8%-8.5%的铬，含有6.8%-7.5%的铝。
25.第二方面，本发明还提供一种制备上述超高电阻率铁铬铝合金的方法，包括如下步骤：s1、将铁粉末、铬粉末、铝粉末，放到真空冷冻干燥机内部，然后调整真空冷冻干燥机的参数，设置真空度为10—15pa，先在-20℃下进行预冻，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；s2、然后对铁粉末、铬粉末、铝粉末的成分按照一定比例进行配料，且加入少量其余元素；s3、将配好的铁铬铝电热合金粉末，以氩为载体，利用常规的喷吹系统，通过高压将铁铬铝镍电热合金粉体压送至真空感应熔炼炉底的透气砖中，喷入到熔炼炉中进行真空感应熔炼，金属熔体进行电磁搅拌，然后对金属熔体通过超声波振动来去气除渣，然后冷却
得到钢锭；s4、然后对钢锭进行锻造，锻造温度900℃-1180℃，开锻温度1150℃，然后将钢锭锻造成方棒形状，然后进行热轧盘条，热轧温度900℃-1180℃，开轧温度1180℃，终轧温度为750℃；s5、然后进行退火，退火温度750℃-800℃，然后将热轧盘条、退火后的坯件进行酸洗－水洗；s6、将漂洗后的盘条挂灰烘干多道次进行拉拔
→
退火
→
拉拔，得到高电阻电热合金材料成品。
26.将铁铬铝合金原料的粉末，铁粉末、铬粉末、铝粉末，放到真空冷冻干燥机内部，然后调整真空冷冻干燥机的参数，设置真空度为10—15pa，先在-20℃下进行预冻，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，通过对铁铬铝合金原料粉末完成去水干燥，进而避免铁铬铝合金原料粉末的比表面积大，在生产、储存、使用过程容易缓慢地与空气中的氧气和水分发生反应，引起有效活性降低，影响使用效果的情况发生，然后对铁粉末、铬粉末、铝粉末的成分按照一定比例进行配料，且加入少量其余元素，通过其中的微量元素，来控制铁、铬、铝之间的比例，并且稀土元素使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化，可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于铁铬铝合金浇注成锭然后将配好的铁铬铝电热合金粉末，以氩为载体，利用常规的喷吹系统，通过高压将铁铬铝镍电热合金粉体压送至真空感应熔炼炉底的透气砖中，喷入到熔炼炉中进行真空感应熔炼，金属熔体进行电磁搅拌，然后对金属熔体通过超声波振动来去气除渣，然后冷却得到钢锭，在金属熔体在电磁场的作用下有规律流动，使各部分的熔体成分和温度趋于均匀，随着熔体流动速度的提高，柱状晶粒在长度和宽度上尺寸变小，有利于获得细小均匀的等轴晶组织，超声波对熔体的分散作用使质点分布更加均匀，可以使晶粒大小均匀，然后对钢锭进行锻造，锻造温度900℃-1180℃，开锻温度1150℃，锻造采用天然气进行加热，通过使用天然气可以减少二氧化硫和粉尘排放量，可造成温室效应较低，能保护生活环境，且天然气中不含一氧化碳，比空气轻，天然气一旦泄漏，会立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，然后使用天然气时安全性较高，然后将钢锭锻造成方棒形状，然后进行热轧盘条，热轧温度900℃-1180℃，开轧温度1180℃，终轧温度为750℃。然后进行退火，退火温度750℃-800℃，退火保温时间为3h，然后将热轧盘条、退火后的坯件进行酸洗－水洗。将漂洗后的盘条挂灰烘干多道次进行拉拔
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退火
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拉拔，得到高电阻电热合金材料成品，金属熔体在电磁场的作用下有规律流动，使各部分的熔体成分和温度趋于均匀，随着熔体流动速度的提高，柱状晶粒在长度和宽度上尺寸变小，有利于获得细小均匀的等轴晶组织，超声波对熔体的分散作用使质点分布更加均匀，可以使晶粒大小均匀，避免铁铬铝合金制备的时候，出现晶粒过大或不均匀，导致影响铁铬铝合金使用效果的情况发生。
27.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
28.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种超高电阻率铁铬铝合金，其特征在于：包括铁粉末、铬粉末、铝粉末，其中含有7.8%-8.5%的铬，含有6.8%-7.5%的铝。2.一种制备权利要求1所述的超高电阻率铁铬铝合金的方法，其特征在于：包括如下步骤：s1、将铁粉末、铬粉末、铝粉末，放到真空冷冻干燥机内部，然后调整真空冷冻干燥机的参数，设置真空度为10—15pa，先在-20℃下进行预冻，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；s2、然后对铁粉末、铬粉末、铝粉末的成分按照一定比例进行配料，且加入少量其余元素；s3、将配好的铁铬铝电热合金粉末，以氩为载体，利用常规的喷吹系统，通过高压将铁铬铝镍电热合金粉体压送至真空感应熔炼炉底的透气砖中，喷入到熔炼炉中进行真空感应熔炼，金属熔体进行电磁搅拌，然后对金属熔体通过超声波振动来去气除渣，然后冷却得到钢锭；s4、然后对钢锭进行锻造，锻造温度900℃-1180℃，开锻温度1150℃，然后将钢锭锻造成方棒形状，然后进行热轧盘条，热轧温度900℃-1180℃，开轧温度1180℃，终轧温度为750℃；s5、然后进行退火，退火温度750℃-800℃，然后将热轧盘条、退火后的坯件进行酸洗－水洗；s6、将漂洗后的盘条挂灰烘干多道次进行拉拔
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退火
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拉拔，得到高电阻电热合金材料成品；所述铁铬铝合金原料粉末的预冻时长为0.5—1h。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述铁粉末、铬粉末、铝粉末的粒度为320目。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述铁铬铝合金中含有少量镍、锰、钛、锆、碳、硅、磷、硫、氮、钒、钼与稀土元素，所述铁铬铝合金少量其余元素含量6%-6.7%。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述熔炼炉升温到1620-1650℃。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述锻造采用天然气进行加热。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述退火保温时间为3h。

技术总结
本发明公开了超高电阻率铁铬铝合金及制备方法，具体涉及铁铬铝合金技术领域，本发明包括铁粉末、铬粉末、铝粉末，本发明过对铁铬铝合金原料粉末完成去水干燥，进而避免铁铬铝合金原料粉末的比表面积大，在生产、储存、使用过程容易缓慢地与空气中的氧气和水分发生反应，引起有效活性降低，影响使用效果的情况发生，金属熔体在电磁场的作用下有规律流动，使各部分的熔体成分和温度趋于均匀，随着熔体流动速度的提高，柱状晶粒在长度和宽度上尺寸变小，有利于获得细小均匀的等轴晶组织，超声波对熔体的分散作用使质点分布更加均匀，可以使晶粒大小均匀，避免铁铬铝合金制备的时候，出现晶粒过大或不均匀，导致影响铁铬铝合金使用效果的情况发生。的情况发生。


技术研发人员：沙国伟
受保护的技术使用者：江苏顺发电热材料有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/23