一種能降低氮含量的鎳鉻電熱合金生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 一種能降低氮含量的鎳鉻電熱合金生產(chǎn)方法，涉及一種常壓熔煉生產(chǎn)鎳鉻電熱合 金方法的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬鉻是熔煉鎳鉻合金的主要原料之一，鉻是提高鎳鉻系電熱合金高溫抗氧化性 能的關(guān)鍵元素。氮通常以原子狀態(tài)溶解于合金中，氮對(duì)合金危害主要是形成大量的氮化物 和稀土氮氧化物，當(dāng)合金中含鋁、鈦等合金元素時(shí)，氮會(huì)和它們形成A1N、TiN化合物。當(dāng)合 金中的氮含量超過(guò)一定限度時(shí)，還會(huì)與合金中的氧、稀土元素形成復(fù)雜的稀土氮氧化物，這 類(lèi)稀土氮氧化物顯微硬度高達(dá)1500HV，是基體合金硬度的4倍，而且常常聚集在晶界上，成 為合金熱變形時(shí)的裂紋源，導(dǎo)致合金熱塑性惡化。
[0003] 由于TiN硬而脆，如成團(tuán)分布時(shí)，在拉拔過(guò)程中，特別是拉細(xì)絲時(shí)，易拉斷；當(dāng)TiN 暴露在絲的表面時(shí)，將影響絲的表面質(zhì)量。由于TiN和TiC的電阻率很高，分別為25 μ Ω ·πι 和200 μ Ω · m，而NiCr合金僅1 μ Ω · m大二個(gè)數(shù)量級(jí)，再加上在拉絲過(guò)程中，在TiN周?chē)?易產(chǎn)生微裂紋，因而在TiN較集中的部位電阻值會(huì)明顯升高。在使用時(shí)，這些高電阻部位的 溫度較其它部位高，因而影響使用壽命。
[0004] 在合金生產(chǎn)過(guò)程中，金屬鉻是帶入氮的主要途徑，控制金屬鉻在烘烤及熔煉過(guò)程 吸氮就顯得尤為重要。
[0005] 金屬鉻在熔煉前需要對(duì)其進(jìn)行烘烤，消除材料中吸附水，但隨著烘烤溫度的升高， 金屬鉻又會(huì)吸附空氣中氮，同時(shí)金屬鉻在中頻熔煉中的加入時(shí)機(jī)不同，對(duì)空氣中氮溶解量 不同，選擇合適的加入時(shí)機(jī)，降低熔煉過(guò)程中溶解氮，由于材料中含氮后，氮與材料中鉻及 鈦形成CrN、TiN，這兩種物質(zhì)對(duì)材料性能形成惡劣影響，為了降低該兩種物質(zhì)，希望降低鎳 鉻氮含量，提高材料快速壽命及滿(mǎn)足生產(chǎn)微細(xì)絲要求。
[0006] 目前在現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝中，金屬鉻烘烤的工藝條件是650-750°C X3h，中頻熔煉， 先將金屬鉻加到爐底，再加金屬鎳，熔煉，由于金屬鉻熔點(diǎn)為1857±20°C，高于純鎳熔點(diǎn) 1450Γ，達(dá)到熔化需要時(shí)間長(zhǎng)，在此期間，金屬鉻由于處在高溫，且沒(méi)有渣料的保護(hù)，從空氣 中吸收大量氮，后期熔煉過(guò)程難以將溶解的氮脫出，造成產(chǎn)品中氮含量高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能降低氮含量的鎳鉻 電熱合金生產(chǎn)方法。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0009] -種能降低氮含量的鎳鉻電熱合金生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)采用常壓中頻爐熔煉工藝， 其特征在于其金屬鉻的烘烤溫度為400-450°C，烘烤時(shí)間為2-3h ;中頻爐熔煉前期熔化金 屬鎳，金屬鎳全部熔化后，蓋渣，陸續(xù)加金屬鉻。
[0010] 本發(fā)明的方法，改變了金屬鉻的烘烤溫度，有效降低了氮的吸收量，改變?nèi)蹮掃^(guò)程 金屬鉻加入方式，確保了金屬鉻直接進(jìn)入熔液中，不裸露在空氣中，避免了氮的吸收，獲得 低氮含量的鎳鉻合金。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1金屬Cr在不同的烘烤溫度和時(shí)間下N含量對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] -種能降低氮含量的鎳鉻電熱合金生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)采用常壓中頻爐熔煉工藝， 其金屬鉻的烘烤溫度為400-450°C，烘烤時(shí)間為2-3h ;中頻爐熔煉前期熔化金屬鎳，金屬鎳 全部恪化后，蓋渣，陸續(xù)加金屬絡(luò)。
[0013] 與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)驗(yàn)如下：
[0014] 1.針對(duì)鎳鉻電熱合金中氮主要由以下途徑帶入：
[0015] I. 1合金原料烘烤吸氮；
[0016] 1. 2冶煉過(guò)程中吸氮（包括預(yù)熱和升溫過(guò)程中固態(tài)金屬吸氮和鋼液吸氮）；
[0017] 2、合金原料烘烤吸氮
[0018] 2.1試驗(yàn)?zāi)康暮头椒?br>[0019] 將金屬鉻破碎為5mm左右的碎塊，經(jīng)過(guò)篩分后取樣約50g，分別攤平放置在瓷舟 內(nèi)，選擇500°(：、750°(：、1000°(：和1200°(：共4個(gè)試驗(yàn)溫度點(diǎn)，選取111、311、511三個(gè)烘烤時(shí)間， 在YFX12/160-YC電阻爐中進(jìn)行烘烤試驗(yàn)，對(duì)不同溫度、不同保溫時(shí)間烘烤后金屬鉻的N含 量進(jìn)行對(duì)比分析，得出氮在鉻中不同烘烤溫度的溶解度曲線(xiàn)。
[0020] 2. 2、試驗(yàn)結(jié)果分析
[0021] 圖1所示為金屬Cr在不同烘烤溫度和時(shí)間條件下，N含量的對(duì)比分析。可以看出 隨著烘烤溫度的升高，金屬Cr中的N含量隨之增加；在同一溫度下，隨烘烤時(shí)間的增長(zhǎng)，Cr 中的N含量也隨之增加。特別是當(dāng)烘烤溫度在KKKTC以上時(shí)，Cr中的N含量急劇增加。
[0022] 3、現(xiàn)有技術(shù)的工藝方法分析
[0023] 對(duì)金屬鉻烘烤650-750°C X 3h，中頻熔煉，先將金屬鉻加到爐底，再加金屬鎳，熔 煉，由于金屬鉻熔點(diǎn)為1857±20°C，高于純鎳熔點(diǎn)1450°C，達(dá)到熔化需要時(shí)間長(zhǎng)，在此期 間，金屬鉻由于處在高溫，且沒(méi)有渣料的保護(hù)，從空氣中吸收大量氮，后期熔煉過(guò)程難以將 溶解的氮脫出，造成產(chǎn)品中氮含量高。
[0024] 4、本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)工藝的對(duì)比
[0025] 4. 1金屬鉻烘烤650-750°C X 2_3h，中頻爐爐底加金屬鉻，再加金屬鎳，獲得鎳鉻 Cr20Ni80合金【0】、【N】：
[0026]
[0027] 4. 2金屬鉻烘烤400-450°C X 2_3h，中頻爐熔煉前期熔化金屬鎳，金屬鎳全部熔化 后，蓋渣，
[0028] 陸續(xù)加金屬鉻，確保金屬鉻直接進(jìn)入鋼液，不裸露在空氣中，獲得鎳鉻Cr20Ni80 合金【〇】、【N】：
[0031] 5、結(jié)論
[0032] 通過(guò)控制金屬鉻烘烤溫度及加入方式，使Cr20Ni80電熱合金中氮含量控制在 200ppm以下，提高了材料熱塑性及滿(mǎn)足生產(chǎn)Φ0. 05mm微絲要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種能降低氮含量的鎳鉻電熱合金生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)采用常壓中頻爐熔煉工藝，其 特征在于其金屬鉻的烘烤溫度為400-450°C，烘烤時(shí)間為2-3h;中頻爐熔煉前期熔化金屬 鎳，金屬鎳全部熔化后，蓋渣，陸續(xù)加金屬鉻。
【專(zhuān)利摘要】一種能降低氮含量的鎳鉻電熱合金生產(chǎn)方法，涉及一種常壓熔煉生產(chǎn)鎳鉻電熱合金方法的改進(jìn)。其生產(chǎn)采用常壓中頻爐熔煉工藝，其特征在于其金屬鉻的烘烤溫度為400-450℃，烘烤時(shí)間為2-3h；中頻爐熔煉前期熔化金屬鎳，金屬鎳全部熔化后，蓋渣，陸續(xù)加金屬鉻。本發(fā)明的方法，改變了金屬鉻的烘烤溫度，有效降低了氮的吸收量，改變?nèi)蹮掃^(guò)程金屬鉻加入方式，確保了金屬鉻直接進(jìn)入熔液中，不裸露在空氣中，避免了氮的吸收，獲得低氮含量的鎳鉻合金。
【IPC分類(lèi)】C22C19/05, C22C1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105400971
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510813336
【發(fā)明人】董生茂, 程延峰, 余學(xué)君, 趙旭光, 李文倉(cāng), 段國(guó)武
【申請(qǐng)人】金川集團(tuán)股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日