本发明涉及电热合金技术领域，具体为一种新型镍铬铁电热合金。
背景技术：
电热合金是指利用物质的电阻特性制造发热体的电阻合金，是用于制造电热元件的合金材料。当电流通过合金元件时，产生焦耳效应，将电能转变成热能。电热合金产品一般制成细的丝材(电热丝)、圆线材、扁带材(电阻带)，在特殊要求下也可制成管材和铸件，在国民经济和日常生活的各个方面应用广泛。
以Cr20Ni80合金为代表镍铬电热合金由于良好的塑性加工性能、焊接性和高温强度在1100℃左右的高温加热元器件中应用广泛。
金川集团股份有限公司镍合金公司是国内主要的Cr20Ni80合金生产单位，但由于其镍含量高导致价格昂贵，产品的应用领域受到了限制。为确保公司电热合金市场占有率，本发明通过铁元素替代部分镍元素开发出一种新型镍铬铁电热合金。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种新型镍铬铁电热合金，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型镍铬铁电热合金，由以下各质量百分含量的原料制成：Si：0.7-1.6％、Mn：0.3-0.6％、Cr：20-23％、Ni：41-43％，余量为铁及不可避免的微量元素。
优选的，所述不可避免的微量元素重量百分含量为0.05％-0.1％。
优选的，原料中还添加有多种稀有微量元素，包括钴、铌、铝、钼、铼、钛、钇。
优选的，其制备方法包括以下步骤：
A、将所有原料准备好混合后加入非真空感应熔炼炉中真空感应熔炼，熔炼温度为1520℃-1560℃，精炼时间为20min-30min；
B、对熔炼后形成的钢锭进行成分分析，若不合格，则重新准备原料；若合格，则对钢锭进行扒皮、锻造前热处理；
C、对步骤B热处理后的钢锭进行锻造，若锻造不合格，则重新准备原料进行制作，若锻造合格，则进行修磨；
D、对修磨后的钢锭进行轧制，若轧制不合格，则重新准备原料进行制作；若轧制合格，则进行退火处理，退火温度为1080℃-1100℃，退火时间为2h；
E、退火后进行碱爆、酸洗、盘元对焊；
F、之后进行拉拔，若拉拔不合格，则重新准备原料进行制作，若拉拔合格，则制作成成品；
G、最后对成品进行检验，检验不合格，则重新准备原料进行制作；若检验合格，则包装入库。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的镍铬铁电热合金由于采用低价低密度的铁元素替代高价高密度的镍元素，新型镍铬铁电热合金比原来的Cr20Ni80合金具有密度小，价格低，并且塑性加工性、焊接性、高温力学性能和使用寿命等主要性能指标保持不变，完全可替代Cr20Ni80合金；另外，本发明中还添加有钴、铌、铝、钼、铼、钛、钇，能够提高镍铬铁电热合金高温蠕变性能及抗氧化性。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，实施例一：
本发明提供一种技术方案：一种新型镍铬铁电热合金，由以下各质量百分含量的原料制成：Si：0.7％、Mn：0.3％、Cr：20％、Ni：41％，余量为铁及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量为0.05％。
本实施例中，原料中还添加有多种稀有微量元素，包括钴、铌、铝、钼、铼、钛、钇，能够提高镍铬铁电热合金高温蠕变性能及抗氧化性。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将所有原料准备好混合后加入非真空感应熔炼炉中真空感应熔炼，熔炼温度为1580℃，精炼时间为30min；
B、对熔炼后形成的钢锭进行成分分析，若不合格，则重新准备原料；若合格，则对钢锭进行扒皮、锻造前热处理；
C、对步骤B热处理后的钢锭进行锻造，若锻造不合格，则重新准备原料进行制作，若锻造合格，则进行修磨；
D、对修磨后的钢锭进行轧制，若轧制不合格，则重新准备原料进行制作；若轧制合格，则进行退火处理，退火温度为1100℃，退火时间为2h；
E、退火后进行碱爆、酸洗、盘元对焊；
F、之后进行拉拔，若拉拔不合格，则重新准备原料进行制作，若拉拔合格，则制作成成品；
G、最后对成品进行检验，检验不合格，则重新准备原料进行制作；若检验合格，则包装入库。
实施例二：
本发明提供一种技术方案：一种新型镍铬铁电热合金，由以下各质量百分含量的原料制成：Si：1.6％、Mn：0.6％、Cr：23％、Ni：43％，余量为铁及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量为0.06％。
本实施例中，原料中还添加有多种稀有微量元素，包括钴、铌、铝、钼、铼、钛、钇，能够提高镍铬铁电热合金高温蠕变性能及抗氧化性。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将所有原料准备好混合后加入非真空感应熔炼炉中真空感应熔炼，熔炼温度为1520℃，精炼时间为20min；
B、对熔炼后形成的钢锭进行成分分析，若不合格，则重新准备原料；若合格，则对钢锭进行扒皮、锻造前热处理；
C、对步骤B热处理后的钢锭进行锻造，若锻造不合格，则重新准备原料进行制作，若锻造合格，则进行修磨；
D、对修磨后的钢锭进行轧制，若轧制不合格，则重新准备原料进行制作；若轧制合格，则进行退火处理，退火温度为1080℃，退火时间为2h；
E、退火后进行碱爆、酸洗、盘元对焊；
F、之后进行拉拔，若拉拔不合格，则重新准备原料进行制作，若拉拔合格，则制作成成品；
G、最后对成品进行检验，检验不合格，则重新准备原料进行制作；若检验合格，则包装入库。
实施例三：
本发明提供一种技术方案：一种新型镍铬铁电热合金，由以下各质量百分含量的原料制成：Si：0.9％、Mn：0.4％、Cr：21％、Ni：42％，余量为铁及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量为0.1％。
本实施例中，原料中还添加有多种稀有微量元素，包括钴、铌、铝、钼、铼、钛、钇，能够提高镍铬铁电热合金高温蠕变性能及抗氧化性。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将所有原料准备好混合后加入非真空感应熔炼炉中真空感应熔炼，熔炼温度为1540℃，精炼时间为25min；
B、对熔炼后形成的钢锭进行成分分析，若不合格，则重新准备原料；若合格，则对钢锭进行扒皮、锻造前热处理；
C、对步骤B热处理后的钢锭进行锻造，若锻造不合格，则重新准备原料进行制作，若锻造合格，则进行修磨；
D、对修磨后的钢锭进行轧制，若轧制不合格，则重新准备原料进行制作；若轧制合格，则进行退火处理，退火温度为1090℃，退火时间为2h；
E、退火后进行碱爆、酸洗、盘元对焊；
F、之后进行拉拔，若拉拔不合格，则重新准备原料进行制作，若拉拔合格，则制作成成品；
G、最后对成品进行检验，检验不合格，则重新准备原料进行制作；若检验合格，则包装入库。
实施例四：
本发明提供一种技术方案：一种新型镍铬铁电热合金，由以下各质量百分含量的原料制成：Si：1％、Mn：0.5％、Cr：21％、Ni：41％，余量为铁及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量为0.07％。
本实施例中，原料中还添加有多种稀有微量元素，包括钴、铌、铝、钼、铼、钛、钇，能够提高镍铬铁电热合金高温蠕变性能及抗氧化性。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将所有原料准备好混合后加入非真空感应熔炼炉中真空感应熔炼，熔炼温度为1550℃，精炼时间为25min；
B、对熔炼后形成的钢锭进行成分分析，若不合格，则重新准备原料；若合格，则对钢锭进行扒皮、锻造前热处理；
C、对步骤B热处理后的钢锭进行锻造，若锻造不合格，则重新准备原料进行制作，若锻造合格，则进行修磨；
D、对修磨后的钢锭进行轧制，若轧制不合格，则重新准备原料进行制作；若轧制合格，则进行退火处理，退火温度为1090℃，退火时间为2h；
E、退火后进行碱爆、酸洗、盘元对焊；
F、之后进行拉拔，若拉拔不合格，则重新准备原料进行制作，若拉拔合格，则制作成成品；
G、最后对成品进行检验，检验不合格，则重新准备原料进行制作；若检验合格，则包装入库。
实施例五：
本发明提供一种技术方案：一种新型镍铬铁电热合金，由以下各质量百分含量的原料制成：Si：1.3％、Mn：0.5％、Cr：22％、Ni：42％，余量为铁及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量为0.07％。
本实施例中，原料中还添加有多种稀有微量元素，包括钴、铌、铝、钼、铼、钛、钇，能够提高镍铬铁电热合金高温蠕变性能及抗氧化性。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将所有原料准备好混合后加入非真空感应熔炼炉中真空感应熔炼，熔炼温度为1530℃，精炼时间为25min；
B、对熔炼后形成的钢锭进行成分分析，若不合格，则重新准备原料；若合格，则对钢锭进行扒皮、锻造前热处理；
C、对步骤B热处理后的钢锭进行锻造，若锻造不合格，则重新准备原料进行制作，若锻造合格，则进行修磨；
D、对修磨后的钢锭进行轧制，若轧制不合格，则重新准备原料进行制作；若轧制合格，则进行退火处理，退火温度为1090℃，退火时间为2h；
E、退火后进行碱爆、酸洗、盘元对焊；
F、之后进行拉拔，若拉拔不合格，则重新准备原料进行制作，若拉拔合格，则制作成成品；
G、最后对成品进行检验，检验不合格，则重新准备原料进行制作；若检验合格，则包装入库。
另外，本发明中，为了解决产品生产微丝要求及保证使用寿命，非金属夹渣物A、B、C、D类夹渣物的合格级别均不大于2.0级。
实验例：以Fe为基，加入适量的Ni，保证合金系属于面心立方晶体结构，以求合金塑性高，工艺性好，再用Al和Cr复合合金化，使合金有优良的抗氧化和抗腐蚀能力，可以在更高的使用温度使用并具有更长的使用寿命。同时，在保证合金面心立方晶体结构下，尽可能少加Ni量，以降低成本。此外，为了能在更高温度下使用，需适量加入W、Mo和Co等强化元素，以提高合金的高温强度。在某些时候，为了进一步改善工艺性能和满足使用时的某些特殊要求，可适量加入B、RE、Ti、Nb、Y等微量元素；本发明制得的合金在20℃时电阻率1.04±0.05μΩ/m，快速寿命达到1100℃，100小时以上。
本发明制备的镍铬铁电热合金由于采用低价低密度的铁元素替代高价高密度的镍元素，新型镍铬铁电热合金比原来的Cr20Ni80合金具有密度小，价格低，并且塑性加工性、焊接性、高温力学性能和使用寿命等主要性能指标保持不变，完全可替代Cr20Ni80合金；另外，本发明中还添加有钴、铌、铝、钼、铼、钛、钇，能够提高镍铬铁电热合金高温蠕变性能及抗氧化性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。