一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法，涉及鐵鉻鋁合金加工制造【技術(shù)領(lǐng)域】，所述一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法包括下述步驟：配料，原料處理、電化處理、固化處理和二次擴(kuò)散處理五步，通過步驟（2）對(duì)原料進(jìn)行處理保證原料表面的潔凈，從而提高產(chǎn)品率，分兩步加工，電化和固化，生產(chǎn)簡單，通過分步處理，不需要高精度高要求的儀器，降低了耗能，從而避免了熔點(diǎn)低的原料在溫度過高的情況下發(fā)生其他的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)，減少了浪費(fèi)金屬原料的情況，分多段加溫，并在某個(gè)溫度段保持一定的時(shí)間，給了金屬足夠的緩沖時(shí)間，保證加工的有效性，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的質(zhì)量以及產(chǎn)生產(chǎn)率。
【專利說明】一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鐵鉻鋁合金加工制造【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，本發(fā)明涉及一種鐵鉻鋁 合金的冶煉方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鐵鉻鋁合金中含有大量的鉻、鋁元素。因而合金具有優(yōu)良的抗氧化性能，其使用溫 度可達(dá)到1400°C，這一溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鎳鉻和鎳鉻鐵合金，由于合金中含鋁量高，是合金具 有商的電阻率，最商的達(dá)到1. 60μΩ·m，商電阻率可以有效地將電能轉(zhuǎn)換為熱能，還可以 節(jié)省電熱材料。鐵鉻鋁的價(jià)格便宜，僅為鎳鉻合金的20%-25%，這就為大量使用創(chuàng)造了條件， 申請(qǐng)?zhí)枮镃N97104028. 1的發(fā)明專利，本發(fā)明具有采用本發(fā)明所制備的鐵鉻鋁合金制品具 有較高的高溫強(qiáng)度和更高的抗氧化性能及加工性能，因而使用溫度高，壽命長，但是，這種 生產(chǎn)方法耗能、需要的設(shè)備多，過程復(fù)雜，從而產(chǎn)品率較低，而且浪費(fèi)金屬材料多，成本高； 另外，由于生產(chǎn)過程中反應(yīng)溫度較高，而且，溫度變化頻繁，容易導(dǎo)致金屬發(fā)生額外的反應(yīng)， 產(chǎn)品的質(zhì)量得不到保障。
[0003]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的問題是提供一種生產(chǎn)產(chǎn)品純凈，質(zhì)量好的一種鐵鉻鋁合金的冶 煉方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法，包括 如下步驟： 1、一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 配料：所述原包括鐵、碳、硅、錳、鉻和鋁，其中鐵、鉻、鋁為塊狀，碳、硅、錳為粉末 狀； (2) 原料處理：承接上一步，第一步，磨砂，第二步，擦凈，第三步，清洗，第四步，烘干： 以5- 10°C/h的升溫速率升溫至80- 90°C，并保持30- 40分鐘。
[0006] (3)電化處理：第一步，選料：選擇經(jīng)步驟（2)處理得到鉻和鋁，第二步，調(diào)壓，第三 步，加料：加入粉末狀的銅和粉末狀的鑰，第四步，加入電爐：調(diào)節(jié)溫度至90- 120°C，并保 持 2 -3h； (4)固化處理：第一步，選料：選擇步驟（3)得到產(chǎn)品和經(jīng)步驟（2)得到的鐵、錳和碳，第 二步，加入渡液，第三步，氧化還原處理； (5) 二次擴(kuò)散處理：第一步，選料：選擇經(jīng)步驟（3)得到的產(chǎn)品，第二步，升溫：先調(diào)節(jié)溫 度至200- 2KTC，保持30- 40分鐘，再調(diào)節(jié)溫度至350- 360°C，并保持30- 40分鐘，然后 升溫至650- 660°C，并保持60- 70分鐘，再升溫至800- 820°C，并保持70- 80分鐘，最后 升溫至1100- 1140°C，并保持8 - 9h，第三步，冷卻：自然冷卻40- 60°C。
[0007]優(yōu)選的，所述配料工藝中碳的含量為0. 022-0. 024%，硅的含量為0. 52-0. 56%， 錳的含量為0. 25- 0. 28%，鉻的含量為20. 2- 25. 4%，鋁的含量為8. 4 -10. 1%。
[0008] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中清洗工藝所使用的材料為40-60%酒精。
[0009] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中壓強(qiáng)調(diào)制1. 2 -I. 3Mpa。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟（4)中渡液的成分為12 - 20g/L的硫酸亞鐵、24- 32g/L的檸檬 酸鈉和42- 48g/L的硼酸。
[0011] 優(yōu)選的，所述步驟（4)中氧化還原處理包括如下步驟： (1) 氧化反應(yīng)：反應(yīng)溫度為630- 650°C; (2) 還原反應(yīng)：反應(yīng)溫度為1020- 1050°C。
[0012] 有益效果：采用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過步驟（2)對(duì)原料進(jìn)行處理，除去表面的 雜質(zhì)以及氧化物，保證原料表面的潔凈，從而提高產(chǎn)品率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，由于各類金屬 的熔點(diǎn)不同，分兩步加工，電化和固化，生產(chǎn)簡單，通過分步處理，不需要高精度高要求的儀 器，降低了耗能，從而避免了熔點(diǎn)低的原料在溫度過高的情況下發(fā)生其他的化學(xué)反應(yīng)和物 理反應(yīng)，減少了浪費(fèi)金屬原料的情況，之后又通過二次擴(kuò)散處理，分多段加溫，并在某個(gè)溫 度段保持一定的時(shí)間，給了金屬足夠的緩沖時(shí)間，保證加工的有效性，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的 質(zhì)量以及產(chǎn)生產(chǎn)率。
[0013] 步驟（2 )中清洗工藝所使用的材料為40-60%酒精，酒精揮發(fā)溫度較低，清洗效果 好，防止有些金屬元素熔點(diǎn)低，容易發(fā)生額外的反應(yīng)的情況，可以在較低的溫度環(huán)境下對(duì)半 成品進(jìn)行清潔處理，從而進(jìn)一步保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0014] 渡液的成分為12-20g/L的硫酸亞鐵、24-32g/L的檸檬酸鈉和42-48g/L的硼 酸，采用弱酸弱酸鹽、弱堿鹽和弱酸作為渡液，首先容易除去其成分，其次，硫酸亞鐵既作為 渡液的成分，又能作為原料，從而減少了除去渡液成分的工序，提高了工作效率。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 實(shí)施例1 : 該工藝分五步進(jìn)行，先進(jìn)行（1)配料：所述原料包括〇. 022%的碳，0. 52%的硅，0. 25% 的錳，20. 2%的鉻，8. 4%的鋁，其中鐵、鉻、鋁為塊狀，碳、硅、錳為粉末狀，再進(jìn)行（2)原料處 理：分為磨砂、擦凈、清洗和烘干四步，其中清洗工藝中所使用的材料為40%酒精，烘干工藝 中以5°C/h的升溫速率升溫至80°C，并保持30分鐘，然后進(jìn)行（3)電化處理：分為選料、 調(diào)壓、加料和加入電阻爐四步，其中選料工藝中選擇經(jīng)步驟（2)處理得到鉻和鋁，調(diào)壓工藝 中壓強(qiáng)調(diào)制1.2Mpa，加入電阻爐工藝中調(diào)節(jié)溫度至90°C，并保持2h，之后進(jìn)行（4)固化處 理：分為選料、加入渡液和氧化還原處理三步，其中選料工藝中選擇步驟（3)得到產(chǎn)品和經(jīng) 步驟（2)得到的鐵、錳和碳，加入渡液工藝中渡液的成分為12g/L的硫酸亞鐵、2g/L的檸檬 酸鈉和42g/L的硼酸，氧化還原處理包括氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，反應(yīng)溫度為別為630°C和 1020°C，最后進(jìn)行（5)二次擴(kuò)散處理：分為選料、升溫和冷卻三步，其中升溫工藝中先調(diào)節(jié) 溫度至20(TC，保持30分鐘，再調(diào)節(jié)溫度至350°C，并保持30分鐘，然后升溫至650°C，并保 持60分鐘，再升溫至800°C，并保持70分鐘，最后升溫至1100°C，并保持8h，冷卻工藝中自 然冷卻40°C。
[0016] 實(shí)施例2: 按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例1，不同之處在于：步驟（1)中原料包括0.023%的 碳，0. 54%的硅，0. 26%的錳，23%的鉻，9%的鋁，步驟（2)中清洗工藝中所使用的材料為50%酒精，烘干工藝中以TC/h的升溫速率升溫至85°C，并保持35分鐘，步驟（3)中調(diào)壓工藝 中壓強(qiáng)調(diào)制I. 25Mpa，加入電阻爐工藝中調(diào)節(jié)溫度至115°C，并保持2.5h，步驟（4)中加入渡 液工藝中渡液的成分為16g/L的硫酸亞鐵、24- 32g/L的檸檬酸鈉和42-48g/L的硼酸，氧 化還原處理包括氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，反應(yīng)溫度為別為640°C和1035°C，步驟（5)中升溫工 藝中先調(diào)節(jié)溫度至205°C，保持35分鐘，再調(diào)節(jié)溫度至355°C，并保持35分鐘，然后升溫至 655°C，并保持65分鐘，再升溫至810°C，并保持75分鐘，最后升溫至1125°C，并保持8. 5h， 冷卻工藝中自然冷卻50°C。
[0017] 實(shí)施例3: 按所述的相同步驟重復(fù)進(jìn)行實(shí)施例1，不同之處在于：步驟（1)中原料包括0.024%的 碳，0.56%的硅，0.28%的猛，25.4%的鉻，10. 1%的錯(cuò)，步驟（2沖清洗工藝中所使用的材 料為60%酒精，烘干工藝中以10°C/h的升溫速率升溫至90°C，并保持40分鐘，步驟（3)中 調(diào)壓工藝中壓強(qiáng)調(diào)制I. 3Mpa，加入電阻爐工藝中調(diào)節(jié)溫度至120°C，并保持3h，步驟（4)中 加入渡液工藝中渡液的成分為12 - 20g/L的硫酸亞鐵、32g/L的檸檬酸鈉和48g/L的硼酸， 氧化還原處理包括氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，反應(yīng)溫度為別為650°C和1050°C,步驟（5)中升溫 工藝中先調(diào)節(jié)溫度至2KTC，保持40分鐘，再調(diào)節(jié)溫度至360°C，并保持40分鐘，然后升溫 至660°C，并保持70分鐘，再升溫至820°C，并保持80分鐘，最后升溫至1140°C，并保持9h， 冷卻工藝中自然冷卻60°C。
[0018] 經(jīng)過以上工藝處理后，分別取出布料樣品，測量結(jié)果如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 配料：原料包括鐵、碳、硅、錳、鉻和鋁，其中鐵、鉻、鋁為塊狀，碳、硅、錳為粉末狀； (2) 原料處理：承接上一步，第一步，磨砂，第二步，擦凈，第三步，清洗，第四步，烘干： 以5- 10°C /h的升溫速率升溫至80- 90°C，并保持30- 40分鐘； (3) 電化處理：第一步，選料：選擇經(jīng)步驟（2)處理得到鉻和鋁，第二步，調(diào)壓，第三步， 加料：加入粉末狀的銅和粉末狀鑰，第四步，加入電爐：調(diào)節(jié)溫度至90- 120°C，并保持2- 3h ； (4) 固化處理：第一步，選料：選擇步驟（3)得到產(chǎn)品和經(jīng)步驟（2)得到的鐵、錳和碳，第 二步，加入渡液，第三步，氧化還原處理； (5) 二次擴(kuò)散處理：第一步，選料：選擇經(jīng)步驟（3)得到的產(chǎn)品，第二步，升溫：先調(diào)節(jié)溫 度至200- 2KTC，保持30- 40分鐘，再調(diào)節(jié)溫度至350- 360°C，并保持30- 40分鐘，然后 升溫至650- 660°C，并保持60- 70分鐘，再升溫至800- 820°C，并保持70- 80分鐘，最后 升溫至1100- 1140°C，并保持8 - 9h，第三步，冷卻：自然冷卻40- 60°C。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法，其特征在于：所述配料工藝中 碳的含量為〇. 022-0. 024%，硅的含量為0. 52-0. 56%，錳的含量為0. 25-0. 28%，鉻的含量 為 20. 2- 25. 4%，鋁的含量為 8. 4 -10. 1%。
3. 按照權(quán)利要求2所述的一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法，其特征在于：所述步驟（2)中清 洗工藝所使用的材料為40- 60%酒精。
4. 按照權(quán)利要求3所述的一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法，其特征在于：所述步驟（3)中壓 強(qiáng)調(diào)制 1. 2 - 1. 3Mpa。
5. 按照權(quán)利要求1所述的一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法，其特征在于：所述步驟（4)中渡 液的成分為12 - 20g/L的硫酸亞鐵、24- 32g/L的檸檬酸鈉和42- 48g/L的硼酸。
6. 按照權(quán)利要求1所述的一種鐵鉻鋁合金的冶煉方法，其特征在于：所述步驟（4)中氧 化還原處理包括如下步驟： (1) 氧化反應(yīng)：反應(yīng)溫度為630- 650°C ; (2) 還原反應(yīng)：反應(yīng)溫度為1020- 1050°C。
【文檔編號(hào)】C22C33/02GK104278198SQ201410478323
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】李麗娟, 王建武 申請(qǐng)人:中山市鴻程科研技術(shù)服務(wù)有限公司