专利名称：一种镍铬高电阻电热合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种合金材料，具体的说是一种镍铬高电阻电热合金，属于冶金领域。
背景技术：
高电阻电热合金是指用于制造电发热体的以电阻为主要特性的合金，该类合金按 基体组成元素系列可分为铁一铬一铝系合金、铁一铬一镍系合金、镍一铬系合金三大类。 常用牌号有 0Cr25A15、0Cr21A16Nb、Crl5Ni60、Cr20Ni80、Cr30Ni70 等。Cr20Ni80(镍铬 丝)合金具有优良的综合性能，是制作高质量电热元件的首选品种，具有抗氧性好，强度 高、无磁性、发射率高、较好的耐腐蚀性、不软化等一系列优点，在长时间使用时，不变形且 永久性伸长很小，国家标准GB/T 1234-1995中Cr20Ni80化学成分组成及质量百分含量为 C 彡 0. 08，P 彡 0. 020，S 彡 0. 015，Mn 彡 0. 60，Si 0. 75-1. 60，Cr 20. 0-23. 0，Al 彡 0. 50， Fe^ 1.0，Ni为余量。其类合金制作的元件的最高使用温度为1200°C，表面负荷率(表面 功率)为1. 5W/cm2，当材料需要在1200°C以上高温条件下时，容易发生材料开裂、波浪形， 而且其抗拉强度、屈服强度等物化性能也不够理想。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种镍铬高电阻电热合金，是在已知的Cr20Ni 80合金钢的基础上添加锆和稀土材料，使得本合金钢有较高的熔点，能够长时间耐受 1200°C以上高温，且具有较好抗拉强度和屈服强度及高的表面负荷率。本发明的技术方案是通过以下方式实现的一种镍铬高电阻电热合金，其特征在 于化学成分组成及质量百分比为:C 0. 02-0. 06、P :0. 010-0. 020、S :0· 010-0. 015、Mn 0. 02-0. 60、Si :1. 00-1. 50、Cr :20· 0-23. 0、Al :0· 1-0. 20、Fe :0· 4-0. 8、Ti :0· 1-0. 20、Zr 0. 20-0. 50、RE :0. 01-0. 05、Ni 为余量。所述的RE为混合稀土元素，通常采用的是铈、镧和钇。本发明的优点由于在金属合金中添加了金属锆和稀土材料，锆与空气接触形成 氧化锆保护层，其表面的抗氧化性能得到大大提高，且能产生远红外，发热均勻，使得本合 金钢的最高使用温度可达1300°C，其表面负荷可达到5W/cm2。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明.实施例一一种镍铬高电阻电热合金，其化学成分组成及质量百分比含量为C是0. 02、P是 0. 01、S 是 0. 01、Mn 是 0. 20、Si 是 1. 0、Cr 是 20. 0、Al 是 0. 1、Fe 是 0. 8、Ti 是 0. 1、Zr 是 0. 5、Ce 是 0. 05，Ni 为 77.21。实施例二一种镍铬高电阻电热合金，其化学成分组成及质量百分比含量为C是0.04、P是0. 02、S 是 0. 011、、Mn 是 0. 3、Si 是 1. 5、Cr 是 23、Al 是 0. 15、Fe 是 0. 7、Ti 是 0. 18，Zr 是 0. 2、La 是 0. 03，Ni 为 73. 869。实施例三一种镍铬高电阻电热合金，其化学成分组成及质量百分比含量为C是0.045、P是 0. 017、S 是 0. 013,Mn 是 0. 55, Si 是 1. 2, Cr 是 22,Al 是 0. 18、Fe 是 0. 6, Ti 是 0. 17, Zr 是 0. 28、丫是0· 03，Ni 为 74.915。实施例四一种镍铬高电阻电热合金，其化学成分组成及质量百分比含量为C是0.055、P是 0. 019、S 是 0. 01、Mn 是 0. 45、Si 是 1. 4、Cr 是 20、Al 是 0. 16、Fe 是 0. 7、Ti 是 0. 19，Zr 是 0. 36、Y 是 0.01，Ni 为 76. 646。RE为稀土元素，混合稀土，通常采用的是铈、镧和钇，其它稀土元素也可以，可以根 据价格高低和资源充足与否作适当调整。经测试，采用本发明的高电阻电热合金(Cr20Ni80_Z)制作的元件的最高使用温 度为1300°C，表面负荷率(表面功率)可达5W/cm2，从而进一步提高了其耐用性，搞腐蚀和 抗氧化性能。锆&是高熔点金属之一，熔点1852士21，沸点43771，第一电离能6.84电子伏 特。锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，有耐腐蚀性，高温时，可与非金属元素和许多金 属元素反应，生成固体溶液化合物。锆对氧的亲和力很强，1000°c氧气溶于锆中能使其体积 显著增加。锆比较软，主要用于制造防弹合金钢，还可做反应堆中铀燃料的包覆合金；锆在 高温时易发射电子，锆还少量用于外科刀具及其它工业用途。锆在空气中比较稳定。锆有 比不锈钢、镍基合金及钛更优异的耐腐蚀性能，力学性能和工艺性能，特别在还原性氯化物 溶液中具有耐蚀性。铈应用领域非常广泛，几乎所有的稀土应用领域中都含有铈。如抛光粉、储氢材 料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铈碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化 剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。镧主要应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢 材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。镧也应用到制备许多有机化工产品的催化剂 中，光转换农用薄膜也用到镧。钇是一种用途广泛的金属，主要应用到钢铁及有色合金的添加剂，钇能够增强一 些不锈钢的抗氧化性和延展性；合金中添加适量的富钇混合稀土后，合金的综合性能得到 明显的改善，可以替代部分中强铝合金用于飞机的受力构件上；在Al-Zr合金中加入少量 富钇稀土，可提高合金导电率；在铜合金中加入钇，提高了导电性和机械强度。
权利要求
一种镍铬高电阻电热合金，其特征在于化学成分组成及质量百分比为C0.02 0.06、P0.010 0.020、S0.010 0.015、Mn0.02 0.60、Si1.00 1.50、Cr20.0 23.0、Al0.1 0.20、Fe0.4 0.8、Ti0.1 0.20、Zr0.20 0.50、RE0.01 0.05、Ni为余量。
2.根据权利要求1所述的一种镍铬高电阻电热合金，其特征在于所述的RE为混合稀 土元素，通常采用的是铈、镧和钇。
3.根据权利要求2所述的一种镍铬高电阻电热合金，其特征在于其化学成分组成及 质量百分比含量为C是0. 02、P是0. 01、S是0. 01、Mn是0. 20、Si是1. 0、Cr是20、Al是 0. l、Fe 是 0. 8、Ti 是 0. 1、Zr 是 0. 5、Ce 是 0. 05，Ni 为 77. 21。
4.根据权利要求2所述的一种镍铬高电阻电热合金，其特征在于C是0.04、P是0. 02、 S 是 0. 011、、Mn 是 0. 3、Si 是 1. 5、Cr 是 23、Al 是 0. 15、Fe 是 0. 7、Ti 是 0. 18，Zr 是 0. 2、 La 是 0. 03，Ni 为 73. 869。
5.根据权利要求2所述的一种镍铬高电阻电热合金，其特征在于其化学成分组成及 质量百分比含量为:C是0. 04,P是0. 02、S是0. 011、、Mn是0. 3,Si是1. 5,Cr是23,Al是 0. 15、Fe 是 0. 7、Ti 是 0. 18，Zr 是 0. 2、La 是 0. 03，Ni 为 73. 869。
6.根据权利要求2所述的一种镍铬高电阻电热合金，其特征在于C是0.045、P是 0. 017、S 是 0. 013、Mn 是 0. 55, Si 是 1. 2, Cr 是 22,Al 是 0. 18,Fe 是 0. 6,Ti 是 0. 17, Zr 是 0. 28、丫是0· 03，Ni 为 74.915。
7.根据权利要求2所述的一种镍铬高电阻电热合金，其特征在于其化学成分组成及 质量百分比含量为:C是0. 055、P是0. 019、S是0. 01、Mn是0. 45、Si是1. 4、Cr是20、Al 是 0. 16、Fe 是 0. 7、Ti 是 0. 19，Zr 是 0. 36、Y 是 0. 01，Ni 为 76. 646。
全文摘要
一种镍铬高电阻电热合金，其特征在于化学成分组成及质量百分比为C0.02-0.06、P0.010-0.020、S0.010-0.015、Mn0.02-0.60、Si1.00-1.50、Cr20.0-23.0、Al0.1-0.20、Fe0.4-0.8、Ti0.1-0.20、Zr0.20-0.50、RE0.01-0.05、Ni为余量。本发明由于在金属合金中添加了金属锆和稀土材料，锆与空气接触形成氧化锆保护层，其表面的抗氧化性能得到大大提高，且能产生远红外，发热均匀，使得本合金钢的最高使用温度可达1300℃，其表面负荷可达到5W/cm2。
文档编号C22C19/05GK101899593SQ20101016323
公开日2010年12月1日 申请日期2010年4月6日 优先权日2010年4月6日
发明者杜小良 申请人:江苏立新合金实业总公司