一种控温用镍铬铁合金材料及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种控温用镍铬铁合金材料，包含Fe、Cr、Si、Al、Mn、Ni元素，所述镍铬铁合金材料在290℃

【技术实现步骤摘要】
一种控温用镍铬铁合金材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于镍铬铁合金材料制备
，具体涉及一种控温用镍铬铁合金材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]金属材料如钢、铝等已被广泛应用于日常生活中，如铝制品门窗、不锈钢厨具、屋面钢板及汽车车身等。轧制板材是金属材料的一个重要应用方式，而在轧制时，轧辊与金属材料之间温度差，往往容易导致金属材料内部出现热量不均匀，特别是在薄板轧制过程中，快速降温常常会导致材料塑性降低、金属材料开裂、加工成品率低等问题。
[0003]通过控制轧辊温度，采用在轧辊中添加发热件使内部加热、填充导热油（导热油温度可达290℃
‑
340℃）使辊面均匀受热的方法，可改善合金塑性，提高轧板成品率。在中国专利申请号CN 104588412 A、CN 217141727 U、CN 207681177 U的专利技术专利中，对发热件位置、导热油流动与热交换等均提出了创新性的方案，但现有采用轧辊表面测温的方法，无法实现轧辊温度精准调节，难以保证轧制工艺稳定性与加工安全性。在中国专利申请号CN 202921654 U的专利中提出了一种复杂的自动温度控制系统，在加热器出口油温、轧辊温度、回油温度、环境温度、板坯加热温度、润滑油温度等均设有测温电偶检测，可有效地对温度进行及时调节，使最终轧制出性能稳定的板材。然而，该自动温度控制系统过于复杂，制造难度大，成本高。

技术实现思路

[0004]本申请针对现有技术的不足，提供一种控温用镍铁铬发热件材料和制备方法，该材料在340℃以下具有稳定电阻温度系数，在290℃
‑
340℃之间存在电阻温度系数突变，突变时TCR＞1000ppm/℃，通过电控系统捕捉TCR突变信号，可以监测发热件温度。
[0005]为解决上述问题，本申请所采用的技术方案如下：一种控温用镍铬铁合金材料，包含Fe、Cr、Si、Al、Mn、Ni元素，所述镍铬铁合金材料在290℃
‑
340℃之间发生相变，从非平衡γ(Fe，Ni)相转变为平衡相FeNi3，实现TCR值突变。
[0006]作为进一步优选的方案，本申请所述的控温用镍铬铁合金材料中，Fe与Ni质量比为0.47~0.52，且Fe+Ni总含量≥80%。
[0007]作为进一步优选的方案，本申请所述的控温用镍铬铁合金材料中，Fe与Cr质量比为1.4~1.7。
[0008]作为进一步优选的方案，本申请所述的控温用镍铬铁合金材料包含以质量百分比计的以下组分：Fe26
‑
29%、Cr16
‑
18%、Si0.5
‑
0.8%、Al0.1
‑
0.3%、Mn0.2
‑
0.5%，余量为Ni。
[0009]作为进一步优选的方案，本申请所述的控温用镍铬铁合金材料还包含不可避免的杂质，所述杂质含量≤0.5%。
[0010]本专利技术还提供了一种控温用镍铬铁合金材料的制备方法，通过该方法获得一种特定温度下相变发生，实现TCR值明显突变镍铬铁合金材料。该制备方法，包括
合金熔炼，将Fe、Cr、Si、Al、Mn、Ni金属原料通过真空熔炼得到合金铸锭；合金锻造，将上述合金铸锭进行锻造得到锻坯；合金轧制，将上述锻坯进行轧制得到热轧棒坯，对热轧棒坯进行固溶后，快速冷却至室温即成。
[0011]作为进一步优选的方案，本申请所述的制备方法中，所述合金锻造是将所述合金铸锭在温度950~1150 ℃，终锻温度≥700 ℃的条件下进行锻造；所述合金轧制过是将所述锻坯在温度为900~1100 ℃，终轧温度≥600 ℃进行轧制。
[0012]作为进一步优选的方案，本申请所述的制备方法还包括在合金熔炼中，精炼剂去除合金熔液中杂质。
[0013]本申请的第三个目的在于，提供一种控温用镍铬铁合金发热丝，是本申请所述的镍铬铁合金材料经过拉拔后得到的丝材。
[0014]本申请的第四个目的在于提供一种控温用镍铬铁合金发热丝在轧辊加热设备温度控制系统中的应用。该控温系统中包含本专利技术的镍铬铁合金发热丝，由于该发热丝在290℃
‑
340℃之间存在电阻温度系数突变，电控系统可以通过捕捉TCR突变信号监测发热件温度，实现过热保护。
[0015]相比现有技术，本申请的有益效果在于：1．本专利技术的控温用镍铬铁合金材料对合金成分进行控制，例如控制Fe与Ni质量比，实现合理的相变温度，从非平衡γ(Fe，Ni)相转变为平衡相FeNi3，此时材料电阻温度系数TCR值显著增加；通过调整Fe与Cr质量比，避免脆性金属间化合物的形成；引入一定量的元素Mn，高温形成MnO，增加电阻率，提高TCR突变值。
[0016]2．本专利技术所制备的控温用镍铬铁合金材料可以作为发热丝应用于轧辊加热设备的温度控制系统，操作简单、温度可控制、导热油使用安全有保障；可以实现300
‑
310℃左右时，高电阻温度系数突变，由于突变的存在，使得采用镍铬铁合金发热丝的电控系统可以控制发热丝温度，即导热油温度，并在到达突变温度时进行过热保护，可达到温度控制的效果，提高导热油使用的安全性。
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细说明。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为实施案例和对比案例材料电阻率随温度变化。
[0020]图2为实施案例和对比案例材料TCR值随温度变化。
[0021]图3为材料TCR值突变温度随Fe/Ni质量比变化。
具体实施方式
[0022]在本申请中，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了
描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
“……
一种或多种”是指从所列组合中选取其中的一种或多种。
[0023]本申请一种实施方式中，所述的控温用镍铬铁合金材料，包含Fe、Cr、Si、Al、Ni元素，从非平衡γ(Fe，Ni)相转变为平衡相FeNi3，实现TCR值突变。在本申请的一些实施例中，所述的控温用镍铬铁合金材料中Fe与Ni质量比为0.47~0.55，且Fe+Ni总含量≥80%；或/和所述控温用镍铬铁合金材料中Fe与Cr质量比为1.4~1.7。
[0024]在本申请中，控制Fe与Ni两种元素的质量比可调控材料相变温度，当Fe与Ni的质量比为0.47~0.52，且Fe+Ni总含量≥80%，可以使合金材料在290
‑
340℃温度范围内发生相变，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控温用镍铬铁合金材料，其特征在于，包含Fe、Cr、Si、Al、Mn、Ni元素，所述镍铬铁合金材料在290℃
‑
340℃之间发生相变，从非平衡γ(Fe，Ni)相转变为平衡相FeNi3，实现TCR值突变，其中各元素以质量百分比计分别为Fe26
‑
29%、Cr16%
‑
18%、Si0.5
‑
0.8%、Al0.1
‑
0.3%、Mn0.2
‑
0.5%，余量为Ni和含量≤0.5%的杂质；所述Fe与Ni质量比为0.47~0.52，且Fe+Ni总含量≥80%。2.根据权利要求1所述的控温用镍铬铁合金材料，其特征在于，所述Fe与Cr质量比为1.4~1.7。3.一种如权利要求1或2所述的控温用镍铬铁合金材料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫昌建，王猛，汤中英，
申请(专利权)人：广东腐蚀科学与技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：