本發明涉及電熱合金技術領域，具體為一種新型鎳鉻鐵電熱合金。
背景技術：
電熱合金是指利用物質的電阻特性制造發熱體的電阻合金，是用于制造電熱元件的合金材料。當電流通過合金元件時，產生焦耳效應，將電能轉變成熱能。電熱合金產品一般制成細的絲材(電熱絲)、圓線材、扁帶材(電阻帶)，在特殊要求下也可制成管材和鑄件，在國民經濟和日常生活的各個方面應用廣泛。
以Cr20Ni80合金為代表鎳鉻電熱合金由于良好的塑性加工性能、焊接性和高溫強度在1100℃左右的高溫加熱元器件中應用廣泛。
金川集團股份有限公司鎳合金公司是國內主要的Cr20Ni80合金生產單位，但由于其鎳含量高導致價格昂貴，產品的應用領域受到了限制。為確保公司電熱合金市場占有率，本發明通過鐵元素替代部分鎳元素開發出一種新型鎳鉻鐵電熱合金。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種新型鎳鉻鐵電熱合金，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質量百分含量的原料制成：Si：0.7-1.6％、Mn：0.3-0.6％、Cr：20-23％、Ni：41-43％，余量為鐵及不可避免的微量元素。
優選的，所述不可避免的微量元素重量百分含量為0.05％-0.1％。
優選的，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔。
優選的，其制備方法包括以下步驟：
A、將所有原料準備好混合后加入非真空感應熔煉爐中真空感應熔煉，熔煉溫度為1520℃-1560℃，精煉時間為20min-30min；
B、對熔煉后形成的鋼錠進行成分分析，若不合格，則重新準備原料；若合格，則對鋼錠進行扒皮、鍛造前熱處理；
C、對步驟B熱處理后的鋼錠進行鍛造，若鍛造不合格，則重新準備原料進行制作，若鍛造合格，則進行修磨；
D、對修磨后的鋼錠進行軋制，若軋制不合格，則重新準備原料進行制作；若軋制合格，則進行退火處理，退火溫度為1080℃-1100℃，退火時間為2h；
E、退火后進行堿爆、酸洗、盤元對焊；
F、之后進行拉拔，若拉拔不合格，則重新準備原料進行制作，若拉拔合格，則制作成成品；
G、最后對成品進行檢驗，檢驗不合格，則重新準備原料進行制作；若檢驗合格，則包裝入庫。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明制備的鎳鉻鐵電熱合金由于采用低價低密度的鐵元素替代高價高密度的鎳元素，新型鎳鉻鐵電熱合金比原來的Cr20Ni80合金具有密度小，價格低，并且塑性加工性、焊接性、高溫力學性能和使用壽命等主要性能指標保持不變，完全可替代Cr20Ni80合金；另外，本發明中還添加有鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。
附圖說明
圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
請參閱圖1，實施例一：
本發明提供一種技術方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質量百分含量的原料制成：Si：0.7％、Mn：0.3％、Cr：20％、Ni：41％，余量為鐵及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量為0.05％。
本實施例中，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。
本實施例的制備方法包括以下步驟：
A、將所有原料準備好混合后加入非真空感應熔煉爐中真空感應熔煉，熔煉溫度為1580℃，精煉時間為30min；
B、對熔煉后形成的鋼錠進行成分分析，若不合格，則重新準備原料；若合格，則對鋼錠進行扒皮、鍛造前熱處理；
C、對步驟B熱處理后的鋼錠進行鍛造，若鍛造不合格，則重新準備原料進行制作，若鍛造合格，則進行修磨；
D、對修磨后的鋼錠進行軋制，若軋制不合格，則重新準備原料進行制作；若軋制合格，則進行退火處理，退火溫度為1100℃，退火時間為2h；
E、退火后進行堿爆、酸洗、盤元對焊；
F、之后進行拉拔，若拉拔不合格，則重新準備原料進行制作，若拉拔合格，則制作成成品；
G、最后對成品進行檢驗，檢驗不合格，則重新準備原料進行制作；若檢驗合格，則包裝入庫。
實施例二：
本發明提供一種技術方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質量百分含量的原料制成：Si：1.6％、Mn：0.6％、Cr：23％、Ni：43％，余量為鐵及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量為0.06％。
本實施例中，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。
本實施例的制備方法包括以下步驟：
A、將所有原料準備好混合后加入非真空感應熔煉爐中真空感應熔煉，熔煉溫度為1520℃，精煉時間為20min；
B、對熔煉后形成的鋼錠進行成分分析，若不合格，則重新準備原料；若合格，則對鋼錠進行扒皮、鍛造前熱處理；
C、對步驟B熱處理后的鋼錠進行鍛造，若鍛造不合格，則重新準備原料進行制作，若鍛造合格，則進行修磨；
D、對修磨后的鋼錠進行軋制，若軋制不合格，則重新準備原料進行制作；若軋制合格，則進行退火處理，退火溫度為1080℃，退火時間為2h；
E、退火后進行堿爆、酸洗、盤元對焊；
F、之后進行拉拔，若拉拔不合格，則重新準備原料進行制作，若拉拔合格，則制作成成品；
G、最后對成品進行檢驗，檢驗不合格，則重新準備原料進行制作；若檢驗合格，則包裝入庫。
實施例三：
本發明提供一種技術方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質量百分含量的原料制成：Si：0.9％、Mn：0.4％、Cr：21％、Ni：42％，余量為鐵及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量為0.1％。
本實施例中，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。
本實施例的制備方法包括以下步驟：
A、將所有原料準備好混合后加入非真空感應熔煉爐中真空感應熔煉，熔煉溫度為1540℃，精煉時間為25min；
B、對熔煉后形成的鋼錠進行成分分析，若不合格，則重新準備原料；若合格，則對鋼錠進行扒皮、鍛造前熱處理；
C、對步驟B熱處理后的鋼錠進行鍛造，若鍛造不合格，則重新準備原料進行制作，若鍛造合格，則進行修磨；
D、對修磨后的鋼錠進行軋制，若軋制不合格，則重新準備原料進行制作；若軋制合格，則進行退火處理，退火溫度為1090℃，退火時間為2h；
E、退火后進行堿爆、酸洗、盤元對焊；
F、之后進行拉拔，若拉拔不合格，則重新準備原料進行制作，若拉拔合格，則制作成成品；
G、最后對成品進行檢驗，檢驗不合格，則重新準備原料進行制作；若檢驗合格，則包裝入庫。
實施例四：
本發明提供一種技術方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質量百分含量的原料制成：Si：1％、Mn：0.5％、Cr：21％、Ni：41％，余量為鐵及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量為0.07％。
本實施例中，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。
本實施例的制備方法包括以下步驟：
A、將所有原料準備好混合后加入非真空感應熔煉爐中真空感應熔煉，熔煉溫度為1550℃，精煉時間為25min；
B、對熔煉后形成的鋼錠進行成分分析，若不合格，則重新準備原料；若合格，則對鋼錠進行扒皮、鍛造前熱處理；
C、對步驟B熱處理后的鋼錠進行鍛造，若鍛造不合格，則重新準備原料進行制作，若鍛造合格，則進行修磨；
D、對修磨后的鋼錠進行軋制，若軋制不合格，則重新準備原料進行制作；若軋制合格，則進行退火處理，退火溫度為1090℃，退火時間為2h；
E、退火后進行堿爆、酸洗、盤元對焊；
F、之后進行拉拔，若拉拔不合格，則重新準備原料進行制作，若拉拔合格，則制作成成品；
G、最后對成品進行檢驗，檢驗不合格，則重新準備原料進行制作；若檢驗合格，則包裝入庫。
實施例五：
本發明提供一種技術方案：一種新型鎳鉻鐵電熱合金，由以下各質量百分含量的原料制成：Si：1.3％、Mn：0.5％、Cr：22％、Ni：42％，余量為鐵及不可避免的微量元素；不可避免的微量元素重量百分含量為0.07％。
本實施例中，原料中還添加有多種稀有微量元素，包括鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。
本實施例的制備方法包括以下步驟：
A、將所有原料準備好混合后加入非真空感應熔煉爐中真空感應熔煉，熔煉溫度為1530℃，精煉時間為25min；
B、對熔煉后形成的鋼錠進行成分分析，若不合格，則重新準備原料；若合格，則對鋼錠進行扒皮、鍛造前熱處理；
C、對步驟B熱處理后的鋼錠進行鍛造，若鍛造不合格，則重新準備原料進行制作，若鍛造合格，則進行修磨；
D、對修磨后的鋼錠進行軋制，若軋制不合格，則重新準備原料進行制作；若軋制合格，則進行退火處理，退火溫度為1090℃，退火時間為2h；
E、退火后進行堿爆、酸洗、盤元對焊；
F、之后進行拉拔，若拉拔不合格，則重新準備原料進行制作，若拉拔合格，則制作成成品；
G、最后對成品進行檢驗，檢驗不合格，則重新準備原料進行制作；若檢驗合格，則包裝入庫。
另外，本發明中，為了解決產品生產微絲要求及保證使用壽命，非金屬夾渣物A、B、C、D類夾渣物的合格級別均不大于2.0級。
實驗例：以Fe為基，加入適量的Ni，保證合金系屬于面心立方晶體結構，以求合金塑性高，工藝性好，再用Al和Cr復合合金化，使合金有優良的抗氧化和抗腐蝕能力，可以在更高的使用溫度使用并具有更長的使用壽命。同時，在保證合金面心立方晶體結構下，盡可能少加Ni量，以降低成本。此外，為了能在更高溫度下使用，需適量加入W、Mo和Co等強化元素，以提高合金的高溫強度。在某些時候，為了進一步改善工藝性能和滿足使用時的某些特殊要求，可適量加入B、RE、Ti、Nb、Y等微量元素；本發明制得的合金在20℃時電阻率1.04±0.05μΩ/m，快速壽命達到1100℃，100小時以上。
本發明制備的鎳鉻鐵電熱合金由于采用低價低密度的鐵元素替代高價高密度的鎳元素，新型鎳鉻鐵電熱合金比原來的Cr20Ni80合金具有密度小，價格低，并且塑性加工性、焊接性、高溫力學性能和使用壽命等主要性能指標保持不變，完全可替代Cr20Ni80合金；另外，本發明中還添加有鈷、鈮、鋁、鉬、錸、鈦、釔，能夠提高鎳鉻鐵電熱合金高溫蠕變性能及抗氧化性。
盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。