耐高溫錳銅合金的製作方法
2023-05-24 07:18:41
耐高溫錳銅合金的製作方法
【專利摘要】本發明屬於合金材料製備【技術領域】，尤其是涉及一種耐高溫錳銅合金，該錳銅合金應用於直接掛帶結構的電加熱元件，該合金的成分及重量百分比為：Si0.6~1.1%，Mn8~20%，P≤0.025%，S≤0.02%，Cr7.7~8.2%，Mo0.7~1.0%，W0.3~0.6%，V0.05~0.15%，Ni0.35~0.55%，Nb0.05~0.15%，Al0.2~0.4%，餘量為Cu。採用本發明技術方案的錳銅合金作為電加熱元件，效果顯著，錳銅合金具有很小的電阻溫度係數，很低的對銅熱電勢，並且有特別優良的電阻年穩定性，適合採用直接掛帶結構方式作為電加熱元件的電阻絲。
【專利說明】耐局溫猛銅合金
【技術領域】
[0001]本發明屬於工業爐【技術領域】，尤其是涉及一種用於工業電阻爐的電阻絲的耐高溫錳銅合金。
【背景技術】
[0002]全纖維爐體對開移動電阻爐其爐體為長方體，由爐體(及爐體移動機構)、中間閘、中間閘提升裝置、加熱元件、熱風循環風機、快速冷卻裝置、爐臺、溫控系統等組成。
[0003]加熱元件應具有良好的抗氧化性能、耐高溫、高負載，配以合理的元件結構參數設計，才能確保很好的使用壽命。採用新型全纖維爐襯直接掛帶結構，提高了電加熱元件的輻射係數，強化了爐內熱交換，提高了爐子熱效率，並延長了元件的使用壽命，電加熱元件的使用壽命通常要求在3年以上。
[0004]電熱元件通過特殊的絕緣陶瓷螺杆分組固定在爐壁上，安裝方便，而且電熱元件維修時，直接在看得見摸得到的位置進行整形、焊接、更換，十分方便。
[0005]但是，現有的電阻絲材料遠不能滿足工業爐技術參數要求，因此，有必要研究出新的電阻絲材料。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種抗氧化性能好、耐高溫、且熱輻射性強的耐高溫錳銅合金。
[0007]為解決上述技術問`題，本發明所採用的技術方案是，該耐高溫錳銅合金，該電阻絲的成分及重量百分比為:Si0.6~1.1%，Mn8~20%，P≤0.025%, S≤0.02%, Cr7.7~8.2%,Mo0.7~1.0%, W0.3~0.6%, V0.05~0.15%, Ni0.35~0.55%, Nb0.05~0.15%, A10.2~0.4%，餘量為Cu。
[0008]由於加熱元件的電阻絲要求非常高，上述發明技術方案中選擇錳銅合金，錳銅合金具有很小的電阻溫度係數，很低的對銅熱電勢，並且有特別優良的電阻年穩定性，以及良好的焊接性和加工性，電阻率比較高，電阻-溫度曲線呈線性關係。具有良好的抗氧化能力及加工性。由於有較高的對銅熱電動勢，將錳Mn含量控制在8~20%，脫氧效果好，削弱了合金的熱脆性，經固溶處理後，使得合金具有良好的韌性；Cr元素提高了合金的強度和塑性，尤其在與Ni結合的效果尤為顯著，但是對於Cr的含量有嚴格要求，本發明技術方案將Cr的含量限制為7.7~8.2%，再將其與W0.3~0.6%及V0.05~0.15%配合，使其在合金中的作用得到加強。
[0009]加入Si0.6^1.1%使得該合金具有很好的耐熱性和抗氧化性。
[0010]加入Nb0.05、.15%的作用主要是可得極細彌散相，對合金的耐熱性能改善有利。 Mo元素在本發明中的作用主要是降低合金的脆性，當然，其他元素W、V等也對合金脆
性的改善有很大的作用。
[0011]加入Nb0.05、.15%，尤其是在Cr的含量為7.7~8.2%的前提下，可降低合金的空冷硬化性，避免回火脆性，提高蠕變強度，降低蠕變速率。[0012]Cu元素在本發明中的突出作用是改善模具鋼的抗大氣腐蝕性能；其與P的配合使用，提高了合金的強度和屈服比；但是，P含量不應過高，會造成偏析嚴重，增加回火脆性，顯著降低鋼的塑性和韌性，致使鋼在冷加工時容易脆裂，也即所謂「冷脆」現象，因此，在本發明技術方案中，將其含量限制為PS 0.025%,即不含P也是允許的。
[0013]S有助於改善模具鋼的切削性能，但是，S在模具鋼中傾向於是有害元素，因此，應嚴格限制S的含量。
[0014]採用本發明技術方案的錳銅合金作為電加熱元件，效果顯著，錳銅合金具有很小的電阻溫度係數，很低的對銅熱電勢，並且有特別優良的電阻年穩定性，適合採用直接掛帶結構方式作為電加熱元件的電阻絲。
[0015]作為本發明的進一步改進，Si0.6%, Mn 15%, P0.025%, S0.02%, Cr7.7%, Mo0.7%,W0.3%, V0.15%, Ni0.35%, Nb0.1%，A10.2%，餘量為 Cu。
[0016]作為本發明的進一步改進，Sil.1%，Mn8%, S0.01%, Cr8.2%, Mol.0%, W0.6%,V0.05%, Ni0.55%, Nb0.05%, A10.4%，餘量為 Cu。
[0017]作為本發明的進一步改進，Sil.1%，Mn20%, P0.02%, S0.01%, Cr8%, Mo0.85%,W0.45%, V0.10%, Ni0.45%, Nb0.15%, A10.3%，餘量為 Cu。
【具體實施方式】
[0018]1、實施例1
Cl)在本實施例中，採用的錳銅合金的成分及其重量百分比為:Si0.6%，Mn 15%,P0.025%, S0.02%, Cr7.7%, Mo0.7%, W0.3%, V0.15%, Ni0.35%, Nb0.1%，A10.2%，餘量為 Cu。
[0019]其製備工藝流程包括以下步驟:將上述原料經真空熔煉後用剝皮的方法去除表面缺陷及氧化皮，通過熱鍛和熱軋後，得到直徑為8mm左右的合金盤圓條，通過退火、水淬並進行酸洗，再經過拉絲機圓形模具拉絲，再進行第二次退火處理，最後經冷軋機軋制並經過扁形模具拉制及光亮熱處理後即得到產品。
[0020](2)性能檢測
經過檢測，電阻溫度係數低，電阻率高，很低的對銅熱電勢，並且有特別優良的電阻年穩定性，可切削性能符合標準。
[0021]2、實施例2
(1)其製備工藝流程與實施例1 一樣，採用的合金的成分及其重量百分比為:Si0.8%，Mn 15%, P0.02%, Cr8.0%, Mol.0%, W0.5%, V0.08%, Ni0.35%, Nb0.05%, A10.4%，餘量為 Cu。
[0022]經過檢測，電阻溫度係數低，符合國標，電阻率高，很低的對銅熱電勢，並且有特別優良的電阻年穩定性，可切削性能符合標準。
[0023]3、實施例3
(1)其製備工藝流程與實施例1 一樣，採用的模具鋼的成分及其重量百分比為:Sil.1%,Mn20%,P0.02%,S0.01%,Cr8%,Mo0.85%,W0.45%,V0.10%,Ni0.45%,Nb0.15%,A10.3%,餘量為Cu。
[0024]經過檢測，電阻溫度係數低，符合國標，電阻率高，很低的對銅熱電勢，並且有特別優良的電阻年穩定性，可切削性能符合標準，有很好的彎曲強度，適合採用直接掛帶結構方式作為電加熱元件。
【權利要求】
1.一種耐高溫錳銅合金，該錳銅合金應用於直接掛帶結構的電加熱元件，其特徵在於，該合金的成分及重量百分比為:Si0.6~1.1%，Mn8~20%，P≤0.025%, S≤0.02%,Cr7.7~8.2%, Mo0.7~1.0%, W0.3~0.6%, V0.05~0.15%, Ni0.35~0.55%, Nb0.05~0.15%,A10.2~0.4%，餘量為 Cu。
2.如權利要求1所述的耐高溫錳銅合金，其特徵在於，Si0.6%，Mn 15%, P0.025%,S0.02%, Cr7.7%, Mo0.7%, W0.3%, V0.15%, Ni0.35%, Nb0.1%，A10.2%，餘量為 Cu。
3.如權利要求1所述的耐高溫錳銅合金，其特徵在於，Sil.l%，Mn8%，S0.01%，Cr8.2%，Mol.0%, W0.6%, V0.05%, Ni0.55%, Nb0.05%, A10.4%，餘量為 Cu。
4.如權利要求1所述的耐高溫錳銅合金，其特徵在於，Sil.1%，Μη20%，Ρ0.02%, S0.01%,Cr8%, Mo0.85%, W0.45%, V0.10%, Ni0.45%, Nb0.15%, A10.3%，餘量為 Cu。
【文檔編號】C22C9/05GK103866158SQ201210533013
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月12日 優先權日:2012年12月12日
【發明者】薛亮 申請人:江蘇華東爐業有限公司