鐵鉻鋁電熱合金電阻率高，比重輕，抗氧化及抗?jié)B碳能力強(qiáng)，耐硫及各種碳?xì)錃怏w腐蝕性能好，且價(jià)格低廉，使用溫度可達(dá)1100～1400℃。
在現(xiàn)有技術(shù)中，鐵鉻鋁合金電阻絲一直采用熔煉、澆鑄、軋制、拔絲的生產(chǎn)工藝流程方法。用這種方法生產(chǎn)的鐵鉻鋁合金絲，其主要缺點(diǎn)是高溫強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生蠕變變形，另外，塑性、韌性較差，易脆，經(jīng)高溫使用后，晶粒長(zhǎng)大，導(dǎo)致脆性增加，使用壽命短。
為了提高鐵鉻合金絲的塑性、韌性和高溫強(qiáng)度，近年來國(guó)際上開發(fā)了用粉末冶金方法制備鐵鉻鋁合金坯條(替代熔煉、鑄造)，然后再軋制和拔絲。(《Industnal Heating)》January，1994 P47～50)就公布了一種采用粉末冶金方法制備鐵鉻鋁合金絲的工藝，但該文獻(xiàn)中，沒有報(bào)道具體的粉末冶金方法工藝。
本發(fā)明的目的在于提供一種鉻鐵鋁合金的化學(xué)成分配比及其制造方法。
本發(fā)明鐵鉻鋁合金的化學(xué)成分配比是在Fe-Cr-Al母合金基礎(chǔ)上，加入Al2O3粉。在粉末冶金狀態(tài)下，Al2O3粉的加入可以達(dá)到(1)提高高溫強(qiáng)度，(2)阻礙晶粒長(zhǎng)大，(3)提高抗氧化能力。但是過量的Al2O3會(huì)降低塑性。
據(jù)此，本發(fā)明鐵鉻鋁合金的化學(xué)成分配比(重量％)為Cr 10～30％，Al 3～7％，Al2O30.1～2％，余為Fe。
本發(fā)明鐵鉻鋁合金采用粉末冶金制造方法生產(chǎn)，它包括如下工序制粉——機(jī)械合金化——成形——燒結(jié)——軋制——拔絲。
現(xiàn)將各工序分述如下(1)制粉本發(fā)明采用粉末制備方法將鐵鉻鋁母合金和Al2O3制成粉末。母合金粉可采用霧化法或機(jī)械破碎法制造，其粒度要求＜0.351mm，Al2O3粉的粒度要求＜0.038mm。
(2)機(jī)械合金化將粒度＜0.351的鐵鉻鋁母合金粉和粒度＜0.038mm的Al2O3粉按化學(xué)成分配比裝入攪拌球磨機(jī)中進(jìn)行研磨，球、料配比(重量)為(10～8)∶1，球磨時(shí)間為4～20小時(shí)。
(3)成形將研磨好的合金粉裝入軟濕模具中，然后置于冷等靜壓機(jī)中壓制成坯料，其壓力為150～200MPa，保壓時(shí)間1～10分鐘。
(4)燒結(jié)將壓制成形的鐵鉻鋁合金坯料在燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)分如下兩個(gè)階段進(jìn)行第一階段——預(yù)燒結(jié)溫度200～300℃，保溫時(shí)間20～30分鐘，第二階段——燒結(jié)溫度900～1460℃，保溫時(shí)間100～360分鐘，第一階段結(jié)束之后，馬上繼續(xù)加熱，進(jìn)行第二階段的燒結(jié)。整個(gè)燒結(jié)過程在氫氣保護(hù)下進(jìn)行。
(5)軋制或鍛造燒結(jié)好的鐵鉻鋁合金坯料，可根據(jù)產(chǎn)品要求，采用軋制或鍛造方式進(jìn)行進(jìn)一步加工，可加工成圓盤料、棒材、板材等。
(6)拔絲如果需加工成電加熱用的鐵鉻鋁合金電阻絲，則可將軋制或鍛造成的棒材，經(jīng)拉拔工藝制成絲狀產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明所述的化學(xué)成分及制造方法所制備的鐵鉻鋁合金制品具有良好的綜合性能和電熱性能，如所制備的電阻合金絲，可在＜1420℃溫度下長(zhǎng)期工作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)采用機(jī)械合金化方法用Al2O3微粒彌散強(qiáng)化鐵鉻鋁合金基體，提高了高溫強(qiáng)度和初熔溫度，從而可提高使用溫度和使用壽命。
(2)由于Al2O3微粒彌散分布于鐵鉻鋁基體中，能有效地阻礙基體晶粒長(zhǎng)大，可避名或減小由于晶粒長(zhǎng)大所造成的脆性，便于返修和焊接，亦提高使用壽命。
(3)粉末冶金FeCrAl合金表面可形成陶瓷氧化鋁，提高合金制品的抗氧化、抗?jié)B碳和抗硫腐蝕能力，從而也可提高使用溫度和使用壽命。
(4)本發(fā)明所述的合金成分均勻，晶粒細(xì)小，故比常規(guī)的FeCrAl合金的塑性和韌性好，易于加工；同時(shí)，成分均勻也保證了制品的電阻率等均勻，可避免因局部電阻率高所造成的溫度過高而燒斷的現(xiàn)象。
(5)彌散的Al2O3微粒能提高FeCrAl合金的電阻系數(shù)，從而可提高使用功率。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明所述的化學(xué)成分配比及粉末冶金制造方法制備三批鐵鉻鋁合金電阻絲。三批合金的具體化學(xué)成分如表1所示。FeCrAl母合金粉和Al2O3粉的粒度如表2所示。配料后一起放入攪拌球磨機(jī)中進(jìn)行機(jī)械合金化，球料比及研磨時(shí)間如表2所示。研磨后的合金粉分批進(jìn)行冷等靜壓成形，隨后進(jìn)行燒結(jié)，其成形和燒結(jié)工藝參數(shù)如表3所示。燒結(jié)后進(jìn)行了軋制和拔絲。分別制成Φ2mm的電阻絲。并對(duì)電阻絲成品分別進(jìn)行物理性能和力學(xué)性能試驗(yàn)，其結(jié)果列入表4。
為了對(duì)比，采用熔煉鑄造方法冶煉一爐FeCrAl合金，也加工成絲。其成分和性能也列入了相應(yīng)的表中。
表權(quán)利要求
1.一種鐵鉻鋁合金，其特征在于化學(xué)成分配比(重量％)為Cr 10～30％，Al 3～7％，Al2O30.1～2％，余為Fe。
2.一種鐵鉻鋁合金的制造方法，包括先采用粉末冶金方法用原料粉制備鐵鉻鋁合金坯料，然后再加工成制品，其特征在于粉末冶金方法制備鐵鉻鋁合金坯料的工序?yàn)?1)制粉采用粉末制備方法將鐵鉻鋁母合金和Al2O3制成粉末，母合金粉的粒度要求＜0.351mm，Al2O3粉的粒度要球＜0.038mm。(2)機(jī)械合金化將粒度＜0.351的鐵鉻鋁母合金粉和粒度＜0.038mm的Al2O3粉按化學(xué)成分配比裝入攪拌球磨機(jī)中進(jìn)行研磨，球料配比(重量)為(10～8)∶1，球磨時(shí)間為4～20小時(shí)。(3)成形將研磨好的合金粉裝入軟濕模具中，然后置于冷等靜壓機(jī)中壓制成坯料，其壓力為150～200MPa，保壓時(shí)間1～10分鐘。(4)燒結(jié)將壓制成形的坯料在燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)分如下兩個(gè)階段進(jìn)行第一階段——預(yù)燒結(jié)溫度200～300℃，保溫時(shí)間20～30分鐘，第二階段——燒結(jié)溫度900～1460℃，保溫時(shí)間100～360分鐘，整個(gè)燒結(jié)過程在氫氣保護(hù)下進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于燒結(jié)的第一階段結(jié)束之后，馬上繼續(xù)加熱，進(jìn)行第二階段燒結(jié)。
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