專利名稱：：耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制備耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金及其制備工藝，特別是一種用于耐熱鋼中、替代原來貴金屬鎳的新型合金和它的制備方法。二
背景技術(shù)：
：耐熱鋼鑄件在熱電廠鍋爐、高溫電爐等領(lǐng)域正在起著重要作用。耐熱鑄鋼需要添加335%(重量百分比)的鎳金屬。鎳是航空發(fā)動機用主要材料，屬于戰(zhàn)略資源，且不可再生；民用工業(yè)的大量使用，將加快鎳資源的消耗速度；同時由于鎳金屬價格昂貴(07年曾經(jīng)達(dá)到43萬元/噸)，用在民用工業(yè)上導(dǎo)致耐熱鑄鋼件成本增加，鑄鋼類企業(yè)利潤大大減少。因此本發(fā)明的產(chǎn)品——耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金(簡稱代鎳合金)有廣闊的應(yīng)用前景。三
發(fā)明內(nèi)容1、發(fā)明目的本發(fā)明提供一種耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金及其制備工藝，其目的是解決傳統(tǒng)耐熱鋼鑄件需要添加335%重量百分比的鎳金屬，而鎳金屬價格昂貴、增加了產(chǎn)品的成本，同時也加快了鎳資源的消耗速度等方面存在的問題。2、技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金，其特征在于該代鎳合金由納米級陶瓷粉料、低熔點金屬、高密度金屬復(fù)合制備而成；所述的納米陶瓷粉料由納米級的Al203、Ti02、MgO、CaO、ZiU組成，納米陶瓷粉的顆粒尺寸為1080nm。它們的重量之和占代鎳合金總重量的26%，4它們的重量比例關(guān)系為Al20:i:Ti02:Mg0:CaO:Zr02=1:(0.050.25):(0.050.65):(0.050.35):(0.050.30);其中的Zr(L屬于部分穩(wěn)定的氧化鋯，即其中含有5mol。/。的YA。所述的低熔點金屬為鋁、鈦金屬粉體的混合物，加入量占代鎳合金總重量的59%，鋁、鈦金屬粉體的重量比例為鋁鈦=(13):(1.52.5);所述的高密度金屬由鐵、鉻、錳、鋅粉料混合而成，其加入量占代鎳合金總重量的8593%;鐵、絡(luò)、錳、鋅粉料混合的比例為鐵鉻錳鋅=1:(0.050.25):0.01:0.01;制得的代鎳合金密度為3.036.19g/cm3，熔點為14501580°C。一種如上所述的耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金的制備工藝，其特征在于該制備工藝按下述步驟進(jìn)行按權(quán)利要求l的比例稱取各原料，首先采用聚乙烯醇縮丁醛+無水乙醇，以1升無水乙醇加入2045克聚乙烯醇縮丁醛的比例配制具有一定黏度的膠液；取納米級陶瓷粉料A1^、Ti02、MgO、CaO、ZrO"與一定量的無水乙醇混合，在無水乙醇中攪拌成為懸浮液狀態(tài)，用超聲波分散成單顆粒狀態(tài)，然后將其倒入預(yù)先配制好的膠液中，開始時緩慢攪拌，然后將其它金屬粉料加入到攪拌器中，加料的順序是先加入低熔點輕金屬，后加入高密度金屬，然后快速，攪拌616小時；取出料漿在真空條件下干燥，再通過球磨和篩分，得到混合均勻的粉料；將粉料壓制成坯體；將該坯體做氧化處理，即利用普通電爐，在空氣條件下將坯體加熱到20040(TC之間，保溫60300分鐘，使那些低熔點輕金屬和高密度金屬顆粒表面形成一層氧化膜；然后對坯體進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)是在氣體保護(hù)條件下完成，保護(hù)氣體為氬氣或氮氣，燒結(jié)溫度為950135(TC，保溫30240分鐘，燒結(jié)后將燒結(jié)體制成粉末，即為代鎳合金成品。在納米級陶瓷粉料配制的膠液中，開始時緩慢攪拌的轉(zhuǎn)速是80120轉(zhuǎn)/min;加入低熔點輕金屬，后加入高密度金屬，然后將攪拌機轉(zhuǎn)速調(diào)到300600轉(zhuǎn)/min。無水乙醇用量由粉料密度決定，一般每100g粉料加入無水乙醇150300ml。超聲波震蕩的時間為15min，震蕩過程要求懸浮液液面不斷濺起液滴。3、優(yōu)點及效果通過本發(fā)明技術(shù)方案的實施，能夠解決傳統(tǒng)的耐熱鋼鑄件需要添加335%重量百分比的鎳金屬，而鎳金屬價格昂貴增加產(chǎn)品的成本；以及民用工業(yè)消耗大量的鎳金屬加快鎳資源消耗等方面存在的問題。本發(fā)明采用廉價材料制成代鎳合金，它可替代制備耐熱鋼時添加的貴金屬鎳，既可節(jié)約戰(zhàn)略資源，又可為耐熱鋼鑄件生產(chǎn)廠家降低成本增加效益。通過實驗證實，所制備的代鎳合金，用在耐熱鑄鋼件上，鑄鋼件的耐熱性超過原來加鎳的工件，且焊接性能良好，焊縫處的耐熱性與母材的耐熱性相同，節(jié)省了稀有金屬資源，降低了耐熱鋼產(chǎn)品成本。具體實施例方式本發(fā)明目的是研究一種納米復(fù)合代鎳合金材料，使之具有與耐熱鋼相近的熔點和密度。當(dāng)鋼水熔化后，將該代鎳合金加入并熔于耐熱鋼中，隨后即可進(jìn)行澆鑄。用代鎳合金代替耐熱鋼中的貴金屬鎳，既保持耐熱鋼原有耐熱性能，又極大地降低了耐熱鋼的成本，節(jié)約稀有金屬資源。在研究過程中，必須解決三個重要問題一是代鎳合金的熔點必須與耐熱鋼的熔點相近，如果熔點差異過大，代鎳合金無法充分熔解，必將形成成分偏析，對提高耐熱性不利。二是代鎳合金的密度必須與耐熱鋼的密度相近，如果密度相差過大，代鎳合金飄浮在鋼水表面，很難熔入鋼水中，無法起到提高耐熱性的作用。三是代鎳合金所有組元都不能影響耐熱鋼的工藝性能，如果對熔煉或澆鑄過程產(chǎn)生不良影響，耐熱鋼生產(chǎn)廠家就不愿意使用，將會影響該產(chǎn)品的推廣。本發(fā)明為一種耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金，該代鎳合金由納米級陶瓷粉料、低熔點輕金屬、高密度金屬組合制備而成。其中納米陶瓷粉料由納米級的A1203、Ti02、Mg0、Ca0、Zr02組成，陶瓷粉的顆粒尺寸為1080nm;它們的重量之和占代鎳合金總重量的26%，其中Al203、Ti02、MgO、CaO、Zr02之間的重量比例為l:(0.050'25):(0.050.65):(0.050.35):(0.050.30);其中的Zr02屬于部分穩(wěn)定的氧化鋯，即其中含有5mol。/o的Y203。低熔點輕金屬為鋁、鈦粉體的混合物，加入量占代鎳合金總重量的59%，鋁、鈦的重量比例為(13):(1.52.5)。高密度金屬由鐵、鉻、錳、鋅粉料混合而成，其重量占代鎳合金總重量的8593%;鐵、鉻、錳、鋅粉料的重量比例為1:(0.050.25):0.01:0.01。上述技術(shù)方案是通過大量的實驗獲得，'通過添加納米陶瓷粉料、低熔點輕金屬和高密度金屬，使代鎳合金與耐熱鋼的熔點相近、密度相近。其中的ZrOs中含有511101%的Y203;103的作用耐熱鋼在IOO(TC服役時，恰好是氧化鋯發(fā)生t—m相變的溫度范圍，如果發(fā)生相變，將會導(dǎo)致體積收縮，從而導(dǎo)致性能不穩(wěn)定；加入了YA可以促進(jìn)氧化鋯穩(wěn)定化，從而保證耐熱鋼性能穩(wěn)定。本發(fā)明耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金的制備工藝，該制備工藝按下述步驟進(jìn)行按設(shè)計的比例稱取各原料，首先采用聚乙烯醇縮丁醛(代號為PVB)+無水乙醇以1升無水乙醇加入2045克PVB的比例配制具有一定黏度的膠狀液體；按預(yù)先設(shè)計的比例稱取納米級陶瓷粉料如Al203、.Ti02、MgO、CaO、ZrO么(含有5moW的Y203)等，加入無水乙醇中成為懸浮液狀態(tài)，再采用超聲波分散成單顆粒狀態(tài)，超聲波震蕩的時間為15min，震蕩過程要求懸浮液液面'不斷濺起液滴。如不能，則視為超聲波功率不能滿足試驗要求，分散的粉料不合格。然后將其倒入預(yù)先加了"PVB+無水乙醇膠液"的攪拌器中，開始時緩慢攪拌，即攪拌器旋轉(zhuǎn)速度80120轉(zhuǎn)/min;然后將其它金屬粉料加入到攪拌器中制備成料漿，加料的順序是先加入低熔點輕金屬，后加入高密度金屬，然后將攪拌機轉(zhuǎn)速調(diào)到300600轉(zhuǎn)/min以上，攪拌616小時。然后取出料漿在真空條件下干燥，再通過球磨和篩分，得到混合均勻的粉料；將粉料壓制成坯體。將該坯體做氧化處理，即利用普通電爐，在空氣條件下將坯體加熱到200400"C之間，保溫60300min，使那些低熔點輕金屬和高密度金屬顆粒表面形成一層厚度為納米級的氧化膜。燒結(jié)是在氣體保護(hù)條件下完成，使用硅碳棒電阻爐，保護(hù)氣體為氬氣或氮氣，燒結(jié)溫度為9501350。C，保溫30240分鐘。燒結(jié)結(jié)束后采用粉碎和球磨方式將燒結(jié)體制成粉末，即為代鎳合金成品。無水乙醇用量由粉料密度決定，一般每100g粉料加入無水乙醇150300ml;密度大的粉料加入無水乙醇時取下限，密度小的粉料加入無水乙醇時取上限。實施例l:本發(fā)明一種耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金，該代鎳合金由納米陶瓷粉料、低熔點輕金屬、高密度金屬復(fù)合制備而成。配制的代鎳合金總重量為5000g，各種原料比例是納米陶瓷粉料總重量360g，其中Ti02+Mg0+Ca0三項重量之和為45g，即每個組元15g;Zr02(含有5mo麵Y203)含量為50g;其余為納米Al203粉料。低熔點金屬鋁、鈦重量之和為400g，其中加入鋁粉110g。高密度金屬鐵、鉻、錳、鋅總重量為4240g;其中加入鐵粉3000g，鉻粉1140g;錳和鋅各占其余量的一半。上述的制備工藝是按下述步驟進(jìn)行首先配置"PVB+無水乙醇"膠狀溶液;按設(shè)計比例稱取納米級陶瓷粉料如A1203、Ti02、Mg0、Ca0、Zr02(含有5mol%的Y203)等，與無水乙醇混合后用超聲波分散成單顆粒狀態(tài)，然后將其倒入預(yù)先加了"PVB+無水乙醇膠液"的攪拌器中緩慢攪拌，(轉(zhuǎn)速不超過120轉(zhuǎn)/min);然后加入其它金屬粉料，再將攪拌機轉(zhuǎn)速調(diào)到300轉(zhuǎn)/min以上，攪拌16小時。將料漿在真空條件下干燥、球磨和篩分，得到混合均勻的粉料；將粉料壓制成坯體。將該坯體置于普通電爐中做氧化處理，即在有空氣條件下將坯體加熱到35(TC，保溫250min，使那些低熔點輕金屬和高密度金屬顆粒表面形成一層厚度為納米級的氧化膜。燒結(jié)是在1200°C，保溫100分鐘，氬氣保護(hù)條件下完成。燒結(jié)結(jié)束后采用粉碎和球磨方式將燒結(jié)體制成粉末，即為代鎳合金成品。實施例2:本發(fā)明一種耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金，該代鎳合金由納米陶瓷粉料、低熔點輕金屬、高密度金屬復(fù)合制備而成。配制的代鎳合金總重量為5000g，各種原料比例是納米陶瓷粉料總重量150g，其中Ti02+Mg0+Ca0三項重量之和為30g，即每個組元10g;氧化鋯的含量為40g;其余80g為納米A1A粉料。低熔點金屬鋁、鈦重量之和為250g，其中加入鋁粉75g。高密度金屬鐵、鉻、錳、鋅總重量為4600g;其中加入鐵粉3360g，鉻粉1140g;錳和鋅各占其余量的一半。上述的制備工藝是按下述步驟進(jìn)行首先配置"PVB+無水乙醇"膠狀溶液;按設(shè)計比例稱取納米級陶瓷粉料如AL03、Ti02、Mg0、CaO、Zr02等粉料，與無水乙醇混合后用超聲波分散成單顆粒狀態(tài)，然后將其倒入預(yù)先加了"PVB+無水乙醇膠液"的攪拌器中緩慢攪拌，(即攪拌器轉(zhuǎn)速不超過120轉(zhuǎn)/min);然后加入其它金屬粉料，再將攪拌機轉(zhuǎn)速調(diào)到500轉(zhuǎn)/min以上，攪拌16小時。將料漿在真空條件下干燥、球磨和篩分，得到混合均勻的粉料；將粉料壓制成坯體。將該坯體置于普通電爐中做氧化處理，即在有空氣條件下將坯體加熱到350°C，保溫150min，使那些低熔點輕金屬和高密度金屬顆粒表面形成一層厚度為納米級的氧化膜。燒結(jié)是在120(TC，保溫100分鐘，氬氣保護(hù)條件下完成。燒結(jié)結(jié)束后采用粉碎和球磨方式將燒結(jié)體制成粉末，即為代鎳合金成品。實施例3:本發(fā)明一種耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金，該代鎳合金由納米陶瓷粉料、低熔點輕金屬、高密度金屬復(fù)合制備而成。配制的代鎳合金總重量為5000g，各種原料比例是納米陶瓷粉料總重量360g，其中Ti02+MgO+CaO三項重量之和為45g，即每個組元15g;氧化鋯的含量為50g;其余為納米A1A粉料。低熔點金屬鋁、鈦重量之和為400g，其中加入鋁粉110g。高密度金屬鐵、鉻、錳、鋅總重量為4240g;其中加入鐵粉4000g，鉻粉140g;錳和鋅各占其余量的一半。本發(fā)明一種耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金的制備工藝，該制備工藝按下述步驟進(jìn)行首先配置"PVB+無水乙醇"溶液；按設(shè)計比例稱取納米級陶瓷粉料如A1A、Ti02、MgO、CaO、Zr02等粉料，與無水乙醇混合后用超聲波分散成單顆粒狀態(tài)，然后將其倒入預(yù)先加了"PVB+無水乙醇膠液"的攪拌器中緩慢攪拌，(即攪拌器轉(zhuǎn)速不超過120轉(zhuǎn)/min);然后加入其它金屬粉料，再將攪拌機轉(zhuǎn)速調(diào)到300轉(zhuǎn)/min以上，攪拌6小時。將料漿在真空條件下干燥、球磨和篩分，得到混合均勻的粉料；將粉料壓制成坯體。將該坯體置于普通電爐中做氧化處理，即在有空氣條件下將坯體加熱到250。C，保溫90min，使那些低熔點輕金屬和高密度金屬顆粒表面形成一層厚度為納米級的氧化膜。燒結(jié)是在1050°C，保溫50分鐘，氬氣保護(hù)條件下完成。燒結(jié)結(jié)束后釆用粉碎和球磨方式將燒結(jié)體制成粉末，即為代鎳合金成品。實施例4本發(fā)明一種耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金，該代鎳合金由納米陶瓷粉料、低熔點輕金屬、高密度金屬復(fù)合制備而成。配制的代鎳合金總重量為5000g，各種原料比例是納米陶瓷粉料總重量150g，其中Ti02+MgO+CaO三項重量之和為30g，即每個組元10g;氧化鋯的含量為40g;其余80g為納米A:U03粉料。低熔點金屬鋁、鈦重量之和為250g，其中加入鋁粉75g。高密度金屬鐵、鉻>錳、鋅總重量為4600g;其中加入鐵粉4360g，鉻粉140g;錳和鋅各占其余量的一半。本發(fā)明一種耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金的制備工藝，該制備工藝按下述步驟進(jìn)行首先配置"PVB+無水乙醇"溶液；按設(shè)計比例稱取納米級陶瓷粉料如A1203、Ti02、Mg0、Ca0、Zr02等粉料，與無水乙醇混合后用超聲波分散成單顆粒狀態(tài)，然后將其倒入預(yù)先加了"PVB+無水乙醇膠液"的攪拌器中緩慢攪拌，(即攪拌器轉(zhuǎn)速不超過120轉(zhuǎn)/min);然后加入其它金屬粉料，再將攪拌機轉(zhuǎn)速調(diào)到300轉(zhuǎn)/min以上，攪拌6小時。將料漿在真空條件下干燥、球磨和篩分，得到混合均勻的粉料；將粉料壓制成坯體。將該坯體置于普通電爐中做氧化處理，即在有空氣條件下將坯體加熱到25(TC，保溫90min，使那些低熔點輕金屬和高密度金屬顆粒表面形成一層氧化膜。燒結(jié)是在105(TC，保溫60分鐘，氬氣保護(hù)條件下完成。燒結(jié)結(jié)束后采用粉碎和球磨方式將燒結(jié)體制成粉末，即為代鎳合金成品。用上述配方制得的豐發(fā)明代鎳合金性能如下獲得代鎳合金密度為3.036.19g/cm3，熔點14501580°C。關(guān)于代鎳合金是否可以代替鎳金屬，需要將該代鎳合金加入到鑄鋼件中檢測耐熱鋼樣品的抗高溫氧化性能和焊接性能。關(guān)于耐熱鋼的性能好壞，給出如下實施例作進(jìn)一步說明實施例5鑄造過程代鎳合金的使用方法在200kg的感應(yīng)電爐中進(jìn)行鑄造熔煉實驗。耐熱鑄鋼成分比照lCr33Ni9TiRe進(jìn)行配料，加入代鎳合金9%，取代了原來9%的金屬鎳。采用如下兩種添加方法方法一按照正常工藝熔化鋼水，將電爐中三分之二左右的鋼水倒在鋼水包中，再將本發(fā)明代鎳合金加到電爐中，然后再將鋼水倒回電爐中，繼續(xù)加熱到澆鑄溫度，使代鎳合金熔化，最后進(jìn)行澆鑄。鑄鋼件樣品編號規(guī)則是在耐熱鋼中添加了本說明書中實施例1、實施例2、實施例3和實施例4所制備^代鎳合金，耐熱鋼的編號分別為A1、A2、A3和A4。方法二按照正常工藝對電爐加熱，待爐料被加熱到130(TC左右，將本發(fā)明代鎳合金倒入電爐中，由于未熔化的爐料間存在一定的縫隙，本發(fā)明代鎳合金的大部分將會落到爐膛內(nèi)下部。在隨后的加熱過程中，爐料與本發(fā)明代鎳合金同步熔化，待鋼水達(dá)到澆鑄溫度時，將鋼水倒入鋼包中進(jìn)行澆鑄。鑄鋼件樣品編號規(guī)則是在耐熱鋼中添加了本說明書中實施例1、實施例2、實施例3和實施例4所制備的代鎳合金，耐熱鋼的編號分別為Bl,B2,B3和B4。由于鑄造工藝基本沒有發(fā)生變化，沒有對鑄鋼操作增加任何麻煩，滿足了鑄鋼生產(chǎn)工藝的要求。具有實用性。實施例6對耐熱鋼耐熱性作檢測。實驗用樣品有三種一是在實施例5中按照方法一澆鑄得到的耐熱鋼樣品A1，A2，A3、A4;二是在實施例5中按照方法二澆鑄得到的耐熱鋼樣品Bl，B2，B3和B4。三是按照正常生產(chǎn)工藝澆鑄的、目前正常使用的耐熱鋼1Cr33Ni9TiRe樣品(簡稱N)。實驗過程將樣品加工成長15mm，寬lOmm，后2mm的長方體，允許樣品尺寸有士0.25mm的誤差。然后測量各個樣品的實際尺寸和重量。將樣品裝在電爐中加熱到IOO(TC，進(jìn)行了100小時恒溫靜態(tài)高溫氧化試驗測試，然后稱量氧化后樣品的重量，根據(jù)增加重量和樣品的表面積，計算出IOO小時氧化后各個樣品的氧化速度。測試結(jié)果如表l所示表1耐熱鋼樣品恒溫靜態(tài)高溫氧化試驗測試數(shù)據(jù)表<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實驗結(jié)果證明，加入本發(fā)明代鎳合金的所有耐熱鋼樣品，耐高溫氧化性能都優(yōu)于加鎳的耐熱鋼。實施例7主要想檢測出耐熱鋼所能承受的上限溫度。所用樣品分為三種一是在實施例5中按照方法一澆鑄得到的耐熱鋼樣品Al;二是在實施例5中按照方法二澆鑄得到的耐熱鋼樣品Bl;三是按照正常生產(chǎn)工藝澆鑄的、目前正常使用的耐熱鋼1Cr33Ni9TiRe樣品(簡稱N)。實驗過程將樣品加工成長15mra，寬10腿，后2mm的長方體，允許樣品尺寸有士0.25mm的誤差。然后測量各個樣品的實際尺寸和重量。將樣品裝在電爐中加熱，進(jìn)行恒溫靜態(tài)高溫氧化試驗。高溫氧化的溫度分為如下兩種一是125(TC氧化72小時，然后稱出失重量并計算失重率；二是130(TC氧化36小時，然后稱出失重量并計算失重率。說明上述兩次高溫氧化實驗均屬于破壞性實驗，沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，故用失重率來表達(dá)抗氧化效果。失重率檢測結(jié)果如表2所示。表2兩種實驗條件下樣品的失重率樣品實驗一失重率/%實驗二失重率/%Al0.77860.4657Bl1.24611.0208N3.16652.0197從失重結(jié)果看，在130(TC條件下，加入代鎳合金的耐熱鋼抗氧化性能仍然優(yōu)于原來加鎳的耐熱鋼。實施例8添加本發(fā)明代鎳合金的耐熱鋼焊接性實驗實施例。將使用代鎳合金的耐熱鋼樣品進(jìn)行焊接實驗，分別采用氬弧焊接和采用不銹鋼焊條焊接兩種方案。試驗檢測結(jié)果如下氬弧焊接結(jié)果焊接過程未開裂，焊后放置48小時，未開裂；加熱到1300。C保持36小時，未開裂。不銹鋼焊條焊接焊接過程未開裂，焊后放置48小時，未開裂；加熱到130(TC保持36小時，未開裂。因此本發(fā)明制得的代鎳合金可完全替代金屬鎳作為制備耐熱鋼的添加物使用，用它制得的耐熱鋼的抗高溫氧化性能均優(yōu)于用金屬鎳制備耐熱鋼，大大降低了耐熱鋼的成本，減少了金屬鎳資源的消耗。權(quán)利要求1、一種耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金，其特征在于該代鎳合金由納米級陶瓷粉料、低熔點金屬、高密度金屬復(fù)合制備而成；所述的納米陶瓷粉料由納米級的Al2O3、TiO2、MgO、CaO、ZrO2組成，納米陶瓷粉的顆粒尺寸為10～80nm；它們的重量之和占代鎳合金總重量的2～6％，它們的重量比例關(guān)系為Al2O3∶TiO2∶MgO∶CaO∶ZrO2＝1∶(0.05～0.25)∶(0.05～0.65)∶(0.05～0.35)∶(0.05～0.30)；其中的ZrO2屬于部分穩(wěn)定的氧化鋯，即其中含有5mol％的Y2O3；所述的低熔點金屬為鋁、鈦金屬粉體的混合物，加入量占代鎳合金總重量的5～9％，鋁、鈦金屬粉體的重量比例為鋁∶鈦＝(1～3)∶(1.5～2.5)；所述的高密度金屬由鐵、鉻、錳、鋅粉料混合而成，其加入量占代鎳合金總重量的85～93％；鐵、鉻、錳、鋅粉料混合的比例為鐵∶鉻∶錳∶鋅＝1∶(0.05～0.25)∶0.01∶0.01；制得的代鎳合金密度為3.03～6.19g/cm3，熔點為1450～1580℃。2、一種如權(quán)利要求1.所述的耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金的制備工藝，其特征在于該制備工藝按下述步驟進(jìn)行按權(quán)利要求l的比例稱取各原料，首先采用聚乙烯醇縮丁醛+無水乙醇，以1升無水乙醇加入2045克聚乙烯醇縮丁醛的比例配制具有一定黏度的膠液；取納米級陶瓷粉料A1A、Ti02、MgO、CaO、ZiU，與一定量的無水乙醇混合，在無水乙醇中攪拌成為懸浮液狀態(tài)，用超聲波分散成單顆粒狀態(tài)，然后將其倒入預(yù)先配制好的膠液中，開始時緩慢攪拌，然后將其它金屬粉料加入到攪拌器中，加料的順序是先加入低熔點輕金屬，后加入高密度金屬，然后快速，攪拌616小時;取出料漿在真空條件下干燥，再通過球磨和篩分，得到混合均勻的粉料；將粉料壓制成坯體；將該坯體做氧化處理，即利用普通電爐，在空氣條件下將坯體加熱到20040(TC之間，保溫60300分鐘，使那些低熔點輕金屬和高密度金屬顆粒表面形成一層氧化膜；然后對坯體進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)是在氣體保護(hù)條件下完成，保護(hù)氣體為氬氣或氮氣，燒結(jié)溫度為9501350。C，保溫30240分鐘，燒結(jié)后將燒結(jié)體制成粉末，即為代鎳合金成品。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金的制備工藝，其特征在于在納米級陶瓷粉料配制的膠液中，開始時緩慢攪拌的轉(zhuǎn)速是80120轉(zhuǎn)/min;加入低熔點輕金屬，后加入高密度金屬，然后將攪拌機轉(zhuǎn)速調(diào)到300600爭專/min。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金的制備工藝，其特征在于無水乙醇用量由粉料密度決定，一般每100g粉料加入無水乙醇150300ml。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐熱鋼用納米復(fù)合代鎳合金的制備工藝，其特征在于超聲波震蕩的時間為15min，震蕩過程要求懸浮液液面不斷濺起液滴。全文摘要本發(fā)明涉及一種耐熱鋼用納米復(fù)合陶瓷代鎳合金及其制備工藝，該代鎳合金由陶瓷粉料、低熔點金屬、高密度金屬組合制備而成；其中陶瓷粉料由納米級的Al₂O₃、TiO₂、MgO、CaO、ZrO₂組成，它們的重量之和占代鎳合金總重量的2～6％，低熔點金屬為鋁、鈦金屬粉體的混合物，其加入量占代鎳合金總重量的5～9％；高密度金屬由鐵、鉻、錳、鋅粉料混合而成，其加入量占代鎳合金總重量的85～93％；它們通過混合、制坯、氧化和燒結(jié)制成代鎳合金，本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)耐熱鋼鑄件需要鎳金屬，而鎳金屬價格昂貴、增加了產(chǎn)品的成本，同時也加快了鎳資源的消耗速度等方面存在的問題。文檔編號C22C19/05GK101476063SQ200810230018公開日2009年7月8日申請日期2008年12月22日優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日發(fā)明者韓亞苓申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)