本发明涉及合金材料制备领域,尤其涉及一种铁铬铝合金的制备方法。
背景技术:
电热合金是一种重要的功能合金材料。随着我国国内经济发展,对此类材料的需求逐年增加。铁铬铝合金具有电阻率高、熔点高、高温抗氧化性能好、化学稳定性好等优点而成为深受人们欢迎的电热合金,广泛应用于电热元件等多种行业。然而这类合金经高温使用时易产生脆性,而且长时间使用永久伸长率较大。随着对防热材料和防热结构的要求越来越高,对高温合金的性能也提出了跟高的要求。
现有的铁铬铝合金制备方法,很少考虑因晶粒尺寸变化对电阻率的影响,晶粒过大或不均匀都会影响铁铬铝合金的力学性能,导致电阻率均一性差,塑性、强度降低等,从对其应用产生不良的影响。
技术实现要素:
为了解决上述技术问题,本发明提出在铁铬铝合金的制备过程中,加入细化剂和通入脉冲电流的方式细化晶粒,以提高铁铬铝合金的性能。
根据本发明的一个方面,一种铁铬铝合金的制备方法,包括:
将预先准备的原料,装入球磨机,研磨筛分,得到混合粉末;
将得到的混合粉末装入真空感应炉中;
向真空感应炉中加入细化剂,熔炼30~40min,得到金属熔融液;
将得到的金属熔融液中加入造渣材料,造渣后去除渣料;
向去除渣料的合金液通入频率为50hz脉冲电流进行加热至最终烧结温度后,切断电源,冷却后得到铁铬铝合金。
根据本发明的又一方面,所述原料按照质量份数,金属铬为23~26%,铝锭为4.5~6.5%,工业铁为55~70%;
根据本发明的又一方面,所述工业纯铁的纯度为99.5%,金属铬的纯度为99.9%。
根据本发明的又一方面,所述混合粉末的粒度为600-800目;
根据本发明的又一方面,所述真熔炼炉中熔炼的真空度为0.1-10pa;
根据本发明的又一方面,熔炼温度控制在1900~2100℃;
根据本发明的又一方面,所述细化剂为al2ti2c中间合金,质量为所述混合粉末质量的0.3%;
根据本发明的又一方面,所述造渣材料为cao和caf2,所述造渣材料为粉状。
根据本发明的又一方面,所述造渣材料为所述金属熔融液量的2~5%。
根据本发明的又一方面,最终烧结温度为恒温烧结温度为1100℃。
本发明的上述制备铁铬铝合金的制备方法,通过向混合粉末中加入细化剂能促进形核、抑制晶粒长大;通过脉冲电流烧结因其加热速度迅速,合成时间短,可明显抑制晶粒粗化。化学晶粒细化法和物理晶粒细化法相结合,既能细化晶粒增大材料的强度,又能增加材料的塑性,从而对材料的力学性能有明显的提高。还具有有缩短铬铁矿制备铬铁合金工艺流程、环境友好、运营成本低的优点。
具体实施方式
以下将详细说明本发明的实施方式。
本发明提供了一种铁铬铝合金的制备方法,包括如下步骤:
将预先准备的原料,装入球磨机,研磨筛分,得到混合粉末;
将得到的混合粉末装入真空感应炉中;
向真空感应炉中加入细化剂,熔炼30~40min,得到金属熔融液;
将得到的金属熔融液中加入造渣材料,造渣后去除渣料;
向去除渣料的合金液通入频率为50hz脉冲电流进行加热至最终烧结温度后,切断电源,冷却后得到铁铬铝合金。
优选地,所述原料按照质量份数,金属铬为23~26%,铝锭为4.5~6.5%,工业铁为55~70%;
优选地,所述工业纯铁的纯度为99.5%,金属铬的纯度为99.9%。
优选地,所述混合粉末的粒度为600-800目;
优选地,所述熔炼的真空度为0.1-10pa;
优选地,所述熔炼的温度控制在1900~2100℃;
优选地,所述的细化剂为al2ti2c中间合金,质量为所述混合粉末质量的0.3%;
优选地,所述造渣材料为cao和caf2,所述造渣材料为粉状。
优选地,所说造渣材料为所述金属熔融液量的2~5%。
优选地,所述最终烧结温度为恒温烧结温度为1100℃。
以下,将对本发明的实施例进行说明。
实施例1
选用原料为工业纯铁、金属铬和铝锭,按质量份数,金属铬为26%,铝锭为6.5%,工业铁为55%,其中工业纯铁的纯度为99.5%,金属铬的纯度为99.9%。将上述原料装入球磨机,研磨筛分,得到粒度为600目的混合粉末;
将上述混合粉末放入到真空感应炉中;
向真空感应炉中加入质量为上述混合粉末0.3%的al2ti2c中间合金,熔炼温度控制在1900℃,熔炼时间40min;
将上述熔炼后的金属熔融液中加入造渣材料,造渣材料为粉状的cao和caf2,造渣材料为金属熔融液量的3%,造渣后去除渣料;
向去除渣料的合金液中通入频率为50hz脉冲电流进行加热至最终烧结温度1100℃后,切断电源,冷却后得到铁铬铝合金;
实施例2
其余与实施例1相同,不同之处在于所述混合粉末的目数为700目,所述熔炼温度控制在2000℃,熔炼时间35min,。
实施例3
其余与实施例1相同,不同之处在于所述混合粉末的目数为800目,所述熔炼温度控制在2100℃,熔炼时间30min,。
实施例4
其余与实施例1相同,不同之处在于所述步骤(1)中,选用原料为工业纯铁、金属铬和1/3的氮化铝粉体,按质量份数,金属铬为25%,1/3的氮化铝粉体5%,工业纯铁为60%。
实施例5
其余与实施例1相同,不同之处在于所述步骤(1)中,选用原料为工业纯铁、金属铬和1/3的氮化铝粉体,按质量份数,金属铬为23%,1/3的氮化铝粉体4.5%,工业纯铁为65%。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。