一种铁镍电热合金及其制备方法与流程

本申请涉及合金制备，尤其涉及一种铁镍电热合金及其制备方法。

背景技术：

1、铁镍热敏电阻合金具有中等的电阻率，大的且正的电阻温度系数，其电阻值与温度呈线性关系，而且电阻的稳定性好。主要用于电梯、水泵以及连续运转的电气设备、烘箱等以防止过热超温，也可用于电热毯、电熨斗，电饭煲等家电产品。

2、目前铁镍热敏电阻合金丝使用温度工作范围大多为0℃～150℃，仅可用于低温温控方向，难以满足发热温度要求，为同时利用材料自动恒温和发热性能，有必要开发一种在中温环境使用寿命更长的铁镍合金。

技术实现思路

1、本申请提供了一种铁镍电热合金及其制备方法，通过提高铁镍电热合金的抗氧化性能，以解决现有铁镍电热合金在中温环境使用寿命较短的技术问题。

2、第一方面，本申请提供了一种铁镍电热合金，所述铁镍电热合金的化学成分为：c、si、s、p、ni、y以及hf，余量为fe；以质量分数计，

3、c的含量为0.01％～0.03％，si的含量为0.1％～0.5％，s的含量≤0.003％，p的含量≤0.020％，ni的含量为51％～53％，y的含量为0.04％～0.2％，hf的含量为0.02％～0.07％。

4、可选的，所述铁镍电热合金的化学成分和质量分数为：c 0.02％、si 0.28％、s0.001％、p 0.007％、ni 52.1％、y 0.2％、hf 0.02％以及余量为fe。

5、可选的，所述铁镍电热合金满足如下至少一种性能：20℃时电阻率为0.31uω·m～0.37uω·m，900℃时快速寿命值>100h，夹杂物等级为d类细系0.5级。

6、第二方面，本申请提供了一种铁镍电热合金的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备第一方面实施例任意一项所述的铁镍电热合金，所述方法包括：

7、真空熔炼得到含有所述化学成分的合金棒；

8、对所述合金棒进行提纯，得到合金锭；

9、对所述合金锭进行加热、轧制，得到合金盘条；

10、对所述合金盘条进行第一退火、冷却、表面处理以及拉拔，得到拉拔冷态成品；

11、对所述拉拔冷态成品进行第二退火，得到铁镍电热合金。

12、可选的，所述真空熔炼的过程具体为：将ni源、fe源、c源加入真空熔炼炉坩埚内，将结晶硅、y源、hf源完全熔化后通过真空加料仓加入，加料完毕后精炼，后带电真空浇注。

13、可选的，所述精炼的温度为1550℃～1650℃，所述带电真空浇注的温度为1500℃～1550℃。

14、可选的，所述提纯的方式包括电渣重熔以及真空自耗，所述提纯的提纯渣包括y2o3、cao以及caf2，所述提纯渣的质量比满足y2o3:cao:caf2＝(10～20):(3～5):(70～80)，所述提纯的提纯渣用量为3kg/t·钢～5kg/t·钢。

15、可选的，所述加热的温度为1120℃～1180℃，所述加热的时间为90min～400min，所述轧制的开轧温度为1120℃～1180℃。

16、可选的，所述第一退火的温度为950℃～1050℃，所述第一退火的时间为120min～240min。

17、可选的，所述第二退火的温度为1000℃～1150℃。

18、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

19、本申请通过加入y、hf元素，提高镍铁合金的高温抗氧化性能，延长了镍铁合金中温环境下使用寿命，在900℃快速寿命实验，快速寿命达到100h以上，镍铁合金丝20℃电阻率0.30uω·m～0.37uω·m，电阻修正系数满足ptc性能要求。

技术特征：

1.一种铁镍电热合金，其特征在于，所述铁镍电热合金的化学成分为：c、si、s、p、ni、y以及hf，余量为fe；以质量分数计，

2.根据权利要求1所述的铁镍电热合金，其特征在于，所述铁镍电热合金的化学成分和质量分数为：c 0.02％、si 0.28％、s 0.001％、p 0.007％、ni 52.1％、y 0.2％、hf 0.02％以及余量为fe。

3.根据权利要求1所述的铁镍电热合金，其特征在于，所述铁镍电热合金满足如下至少一种性能：20℃时电阻率为0.31uω·m～0.37uω·m，900℃时快速寿命值>100h，夹杂物等级为d类细系0.5级。

4.一种铁镍电热合金的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备权利要求1-3任意一项所述的铁镍电热合金，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述真空熔炼的过程具体为：将ni源、fe源、c源加入真空熔炼炉坩埚内，将结晶硅、y源、hf源完全熔化后通过真空加料仓加入，加料完毕后精炼，后带电真空浇注。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述精炼的温度为1550℃～1650℃，所述带电真空浇注的温度为1500℃～1550℃。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述提纯的方式包括电渣重熔以及真空自耗，所述提纯的提纯渣包括y2o3、cao以及caf2，所述提纯渣的质量比满足y2o3:cao:caf2＝(10～20):(3～5):(70～80)，所述提纯的提纯渣用量为3kg/t·钢～5kg/t·钢。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为1120℃～1180℃，所述加热的时间为90min～400min，所述轧制的开轧温度为1120℃～1180℃。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一退火的温度为950℃～1050℃，所述第一退火的时间为120min～240min。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二退火的温度为1000℃～1150℃。

技术总结
本发明提供了一种铁镍电热合金及其制备方法，属于合金制备领域。所述铁镍电热合金的化学成分为：C、Si、S、P、Ni、Y以及Hf，余量为Fe；以质量分数计，C的含量为0.01％～0.03％，Si的含量为0.1％～0.5％，S的含量≤0.003％，P的含量≤0.020％，Ni的含量为51％～53％，Y的含量为0.04％～0.2％，Hf的含量为0.02％～0.07％。通过加入Y、Hf元素，提高镍铁合金的高温抗氧化性能，延长了镍铁合金中温环境下使用寿命，在900℃快速寿命实验，快速寿命达到100h以上，镍铁合金丝20℃电阻率0.30uΩ·m～0.37uΩ·m，电阻修正系数满足PTC性能要求。

技术研发人员：张文娟,尤同吉,李洪立
受保护的技术使用者：北京首钢吉泰安新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8