一种铁铬铝合金的冶炼方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铁铬铝合金加工制造技术领域，更具体地说，本发明涉及一种铁铬铝 合金的冶炼方法。
【背景技术】
[0002] 铁铬铝合金中含有大量的铬、铝元素。因而合金具有优良的抗氧化性能，其使用温 度可达到1400°C，这一温度远远高于镍铬和镍铬铁合金，由于合金中含铝量高，是合金具 有商的电阻率，最商的达到1. 60 μ Ω · m，商电阻率可以有效地将电能转换为热能，还可以 节省电热材料。铁铬铝的价格便宜，仅为镍铬合金的20%-25%，这就为大量使用创造了条件， 申请号为CN97104028. 1的发明专利，本发明具有采用本发明所制备的铁铬铝合金制品具 有较高的高温强度和更高的抗氧化性能及加工性能，因而使用温度高，寿命长，但是，这种 生产方法耗能、需要的设备多，过程复杂，从而产品率较低，而且浪费金属材料多，成本高； 另外，由于生产过程中反应温度较高，而且，温度变化频繁，容易导致金属发生额外的反应， 产品的质量得不到保障。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的问题是提供一种生产产品纯净，质量好的一种铁铬铝合金的冶 炼方法。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种铁铬铝合金的冶炼方法，包括 如下步骤： 1、一种铁铬铝合金的冶炼方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 配料：所述原包括铁、碳、硅、锰、铬和铝，其中铁、铬、铝为块状，碳、硅、锰为粉末 状； (2) 原料处理：承接上一步，第一步，磨砂，第二步，擦净，第三步，清洗，第四步，烘干： 以5- 10°C /h的升温速率升温至80- 90°C，并保持30- 40分钟。
[0005] (3)电化处理：第一步，选料：选择经步骤（2)处理得到铬和铝，第二步，调压，第三 步，加料：加入粉末状的铜和粉末状的钥，第四步，加入电炉：调节温度至90- 120°C，并保 持 2 -3h ； (4) 固化处理：第一步，选料：选择步骤（3)得到产品和经步骤（2)得到的铁、锰和碳，第 二步，加入渡液，第三步，氧化还原处理； (5) 二次扩散处理：第一步，选料：选择经步骤（3)得到的产品，第二步，升温：先调节温 度至200- 2KTC，保持30- 40分钟，再调节温度至350- 360°C，并保持30- 40分钟，然后 升温至650- 660°C，并保持60- 70分钟，再升温至800- 820°C，并保持70- 80分钟，最后 升温至1100- 1140°C，并保持8 - 9h，第三步，冷却：自然冷却40- 60°C。
[0006] 优选的，所述配料工艺中碳的含量为0. 022- 0. 024%，硅的含量为0. 52- 0. 56%， 锰的含量为〇. 25- 0. 28%，铬的含量为20. 2- 25. 4%，铝的含量为8. 4 -10. 1%。
[0007] 优选的，所述步骤（2)中清洗工艺所使用的材料为40- 60%酒精。
[0008] 优选的，所述步骤（3)中压强调制1. 2 - I. 3Mpa。
[0009] 优选的，所述步骤（4)中渡液的成分为12 - 20g/L的硫酸亚铁、24- 32g/L的柠檬 酸钠和42- 48g/L的硼酸。
[0010] 优选的，所述步骤（4)中氧化还原处理包括如下步骤： (1) 氧化反应：反应温度为630- 650°C ; (2) 还原反应：反应温度为1020- 1050°C。
[0011] 有益效果：采用本发明的技术方案，通过步骤（2)对原料进行处理，除去表面的 杂质以及氧化物，保证原料表面的洁净，从而提高产品率，保证产品的质量，由于各类金属 的熔点不同，分两步加工，电化和固化，生产简单，通过分步处理，不需要高精度高要求的仪 器，降低了耗能，从而避免了熔点低的原料在温度过高的情况下发生其他的化学反应和物 理反应，减少了浪费金属原料的情况，之后又通过二次扩散处理，分多段加温，并在某个温 度段保持一定的时间，给了金属足够的缓冲时间，保证加工的有效性，进一步提高了产品的 质量以及产生产率。
[0012] 步骤（2 )中清洗工艺所使用的材料为40- 60%酒精，酒精挥发温度较低，清洗效果 好，防止有些金属元素熔点低，容易发生额外的反应的情况，可以在较低的温度环境下对半 成品进行清洁处理，从而进一步保证了产品的质量。
[0013] 渡液的成分为12- 20g/L的硫酸亚铁、24- 32g/L的柠檬酸钠和42- 48g/L的硼 酸，采用弱酸弱酸盐、弱碱盐和弱酸作为渡液，首先容易除去其成分，其次，硫酸亚铁既作为 渡液的成分，又能作为原料，从而减少了除去渡液成分的工序，提高了工作效率。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1 : 该工艺分五步进行，先进行（1)配料：所述原料包括〇. 022%的碳，0. 52%的硅，0. 25% 的锰，20. 2%的铬，8. 4%的铝，其中铁、铬、铝为块状，碳、硅、锰为粉末状，再进行（2)原料处 理：分为磨砂、擦净、清洗和烘干四步，其中清洗工艺中所使用的材料为40%酒精，烘干工艺 中以5°C /h的升温速率升温至80°C，并保持30分钟，然后进行（3)电化处理：分为选料、 调压、加料和加入电阻炉四步，其中选料工艺中选择经步骤（2)处理得到铬和铝，调压工艺 中压强调制1.2Mpa，加入电阻炉工艺中调节温度至90°C，并保持2h，之后进行（4)固化处 理：分为选料、加入渡液和氧化还原处理三步，其中选料工艺中选择步骤（3)得到产品和经 步骤（2)得到的铁、锰和碳，加入渡液工艺中渡液的成分为12g/L的硫酸亚铁、2g/L的柠檬 酸钠和42g/L的硼酸，氧化还原处理包括氧化反应和还原反应，反应温度为别为630°C和 1020°C，最后进行（5)二次扩散处理：分为选料、升温和冷却三步，其中升温工艺中先调节 温度至20(TC，保持30分钟，再调节温度至350°C，并保持30分钟，然后升温至650°C，并保 持60分钟，再升温至800°C，并保持70分钟，最后升温至1100°C，并保持8h，冷却工艺中自 然冷却40°C。
[0015] 实施例2: 按所述的相同步骤重复进行实施例1，不同之处在于：步骤（1)中原料包括0.023%的 碳，0. 54%的硅，0. 26%的锰，23%的铬，9%的错，步骤（2)中清洗工艺中所使用的材料为50% 酒精，烘干工艺中以TC /h的升温速率升温至85°C，并保持35分钟，步骤（3)中调压工艺 中压强调制I. 25Mpa，加入电阻炉工艺中调节温度至115°C，并保持2. 5h，步骤（4)中加入渡 液工艺中渡液的成分为16g/L的硫酸亚铁、24- 32g/L的柠檬酸钠和42- 48g/L的硼酸，氧 化还原处理包括氧化反应和还原反应，反应温度为别为640°C和1035°C，步骤（5)中升温工 艺中先调节温度至205°C，保持35分钟，再调节温度至355°C，并保持35分钟，然后升温至 655°C，并保持65分钟，再升温至8KTC，并保持75分钟，最后升温至1125°C，并保持8. 5h， 冷却工艺中自然冷却50°C。
[0016] 实施例3: 按所述的相同步骤重复进行实施例1，不同之处在于：步骤（1)中原料包括0.024%的 碳，0.56%的娃，0.28%的猛，25. 4%的铬，10. 1%的错，步骤（2冲清洗工艺中所使用的材 料为60%酒精，烘干工艺中以10°C /h的升温速率升温至90°C，并保持40分钟，步骤（3)中 调压工艺中压强调制I. 3Mpa，加入电阻炉工艺中调节温度至120°C，并保持3h，步骤（4)中 加入渡液工艺中渡液的成分为12 - 20g/L的硫酸亚铁、32g/L的柠檬酸钠和48g/L的硼酸， 氧化还原处理包括氧化反应和还原反应，反应温度为别为650°C和1050°C,步骤（5)中升温 工艺中先调节温度至2KTC，保持40分钟，再调节温度至360°C，并保持40分钟，然后升温 至660°C，并保持70分钟，再升温至820°C，并保持80分钟，最后升温至1140°C，并保持9h， 冷却工艺中自然冷却60°C。
[0017] 经过以上工艺处理后，分别取出布料样品，测量结果如下：
【主权项】
1. 一种铁铬铝合金的冶炼方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 配料：原料包括铁、碳、硅、锰、铬和铝，其中铁、铬、铝为块状，碳、硅、锰为粉末状； (2) 原料处理：承接上一步，第一步，磨砂，第二步，擦净，第三步，清洗，第四步，烘干： 以5- 10°C /h的升温速率升温至80- 90°C，并保持30- 40分钟； (3) 电化处理：第一步，选料：选择经步骤（2)处理得到铬和铝，第二步，调压，第三步， 加料：加入粉末状的铜和粉末状钥，第四步，加入电炉：调节温度至90- 120°C，并保持2- 3h ； (4) 固化处理：第一步，选料：选择步骤（3)得到产品和经步骤（2)得到的铁、锰和碳，第 二步，加入渡液，第三步，氧化还原处理； (5) 二次扩散处理：第一步，选料：选择经步骤（3)得到的产品，第二步，升温：先调节温 度至200- 2KTC，保持30- 40分钟，再调节温度至350- 360°C，并保持30- 40分钟，然后 升温至650- 660°C，并保持60- 70分钟，再升温至800- 820°C，并保持70- 80分钟，最后 升温至1100- 1140°C，并保持8 - 9h，第三步，冷却：自然冷却40- 60°C。
2. 按照权利要求1所述的一种铁铬铝合金的冶炼方法，其特征在于：所述配料工艺中 碳的含量为〇. 022-0. 024%，硅的含量为0. 52-0. 56%，锰的含量为0. 25-0. 28%，铬的含量 为 20. 2- 25. 4%，铝的含量为 8. 4 -10. 1%。
3. 按照权利要求2所述的一种铁铬铝合金的冶炼方法，其特征在于：所述步骤（2)中清 洗工艺所使用的材料为40- 60%酒精。
4. 按照权利要求3所述的一种铁铬铝合金的冶炼方法，其特征在于：所述步骤（3)中压 强调制 1. 2 - I. 3Mpa。
5. 按照权利要求1所述的一种铁铬铝合金的冶炼方法，其特征在于：所述步骤（4)中渡 液的成分为12 - 20g/L的硫酸亚铁、24- 32g/L的柠檬酸钠和42- 48g/L的硼酸。
6. 按照权利要求1所述的一种铁铬铝合金的冶炼方法，其特征在于：所述步骤（4)中氧 化还原处理包括如下步骤： (1) 氧化反应：反应温度为630- 650°C ; (2) 还原反应：反应温度为1020- 1050°C。
【专利摘要】本发明公开了一种铁铬铝合金的冶炼方法，涉及铁铬铝合金加工制造技术领域，所述一种铁铬铝合金的冶炼方法包括下述步骤：配料，原料处理、电化处理、固化处理和二次扩散处理五步，通过对原料进行处理保证原料表面的洁净，从而提高产品率，分两步加工，电化和固化，生产简单，通过分步处理，不需要高精度高要求的仪器，降低了耗能，从而避免了熔点低的原料在温度过高的情况下发生其他的化学反应和物理反应，减少了浪费金属原料的情况，分多段加温，并在某个温度段保持一定的时间，给了金属足够的缓冲时间，保证加工的有效性，进一步提高了产品的质量以及生产率。
【IPC分类】C22C33-04, C21D1-78
【公开号】CN104561728
【申请号】CN201310514131
【发明人】王良玉, 张坚, 刘浩方
【申请人】丹阳智盛合金有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月28日