晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝与成型方法技术

本发明专利技术涉及热电偶丝领域，尤其是晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝与成型方法。该热电偶丝中各原料的重量份数为：C 0.2~0.6份，Si 0.15~0.20份，Cr 0.1~0.50份，Mn 0.40~0.60份，P 0.01~0.020份，S 0.01~0.015份，Ti 0.001~0.002份，Al 0.001~0.005份，N 0.001~0.006份，Fe 1~5份。本发明专利技术得到晶粒细小、组织均匀、应力消除的丝状合金，为合金坯料的进一步均匀塑性变形与精密拉拔细化奠定基础。本发明专利技术制作的超细热电偶丝具有良好的冷态成型性，以及抗高温氧化与蠕变性的能力。氧化与蠕变性的能力。氧化与蠕变性的能力。

【技术实现步骤摘要】
晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝与成型方法


[0001]本专利技术涉及热电偶丝领域，尤其是晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝与成型方法。

技术介绍

[0002]热电偶是根据塞贝克效应的原理制备而成，热电偶在工作过程中其热电偶丝两端在常温环境中用于测温端口，称为冷端，在热电偶丝焊接点称为热端，用于加热测试温度。热电偶型温度传感器作为温度传感器中的一类，具有灵敏度高、可靠性强、制作成本低并且易于生产和装配等优势，而被广泛应用于航空航天发动机、机械制造、军工、机械制造等行业领域，市场上常规热电偶外径在1
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8mm之间，其热电偶丝线径较粗、响应慢、使用寿命短，且无法满足在精密设备或内部间隙小、温度高的环境等实际场景的测量需求。
[0003]随着我国产业升级与智能网联技术不断提高，0.5
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0.8mm级以下高精度快响应超细热电偶温度传感器应用领域持续扩大，传统热电偶材料的制造工艺：将热电偶丝、金属套管和绝缘材料三者组装成坚实体，然后进行拉拔，再通过一次退火处理消除拉拔产生的形变应力。而对于0.5mm级热电偶丝材料的细化与批量生产，传统工艺达不到要求的精度且拉拔到0.5mm线径时，极易断丝，且热处理时消除应力不彻底，缺少保护气体抑制电偶丝表面发生氧化，因此对超细热电偶丝的材料与成型方法需要进一步的技术改进，在批量生产超细热电偶丝工艺方面，存在一定的技术空白，无法满足现有的市场需求。

技术实现思路

[0004]为了克服现有的热电偶丝质量无法满足需求的不足，本专利技术提供了晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝与成型方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝，该热电偶丝中各原料的重量份数为：C 0.2~0.6份，Si 0.15~0.20份，Cr 0.1~0.50份，Mn 0.40~0.60份，P 0.01~0.020份，S 0.01~0.015份，Ti 0.001~0.002份，Al 0.001~0.005份，N 0.001~0.006份，Fe 1~5份。
[0006]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述C 0.2份，Si 0.15份，Cr 0.1份，Mn 0.40份，P 0.01份，S 0.01份，Ti 0.001份，Al 0.001份，N 0.001份，Fe 1份。
[0007]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述C 0.6份，Si 0.2份，Cr 0.5份，Mn 0.6份，P 0.02份，S 0.015份，Ti 0.002份，Al 0.005份，N 0.006份，Fe 5份。
[0008]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述C 0.3份，Si 0.17份，Cr 0.25份，Mn 0.48份，P 0.015份，S 0.012份，Ti 0.0015份，Al 0.0012份，N 0.004份，Fe 3份。
[0009]一种晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝的成型方法，包括以下步骤：A、在镍铬镍硅合金中加入Ti元素，进行变质处理后备用；B、取用直径18
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20mm，管壁厚度1.6
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1.8mm的钢管备用；C、将制备好的热电偶丝穿入预制的绝缘材料孔中，并按钢管长度的1.2倍进行下
料，然后在绝缘材料外面套上不锈钢套管；D、不锈钢套管前段露出偶丝正负极；E、将直径为20mm的不锈钢套管一端进行轧细，然后穿过模具进行夹紧，通过链式拉拔机进行减径；F、将减径后的不锈钢套管放入热处理自动化设备进行热处理；G、重复步骤E和步骤F，每次减径1mm，减径至8mm时换卷筒拉拔机进行减径；每次减径0.5mm，然后进行退火处理，直至减径到目标值0.5mm；H、将上述热处理后的不锈钢套管进行手动校直，然后按所需长度要求进行切割分段；I、切割后的热电偶丝一端保持平整，一端将热电偶丝剥离，使得热电偶丝裸露10
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15mm，并将平整的一端放入缩模机根据所需尺寸进行缩模处理；J、热电偶丝裸露的一端进行焊接密封处理，然后进行热电动势检测。
[0010]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤C中，所述绝缘材料为氮化硼复合材料，绝缘材料内部设置有两个对称圆孔。
[0011]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤E中，所述链式拉拔机进行减径时，链式拉拔机通过电机控制对热电偶丝进行均速拉拔；当直径低于8mm的热电偶丝进行减径时，热处理方式为再结晶退火与低温回火去应力，同时减径量缩至0.5mm。
[0012]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述链式拉拔机采用电动夹紧装置。
[0013]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤F中，所述热处理的方式为带保护气体的连续热处理方式，热处理方式为再结晶退火与短时保温工艺相结合。
[0014]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述热处理的退火温度为700~1000℃，保护气体主要为还原性气体氢气。
[0015]本专利技术的有益效果是，本专利技术利用镍基合金在拉拔过程中的大塑性变形、再结晶退火过程中的快速升温与短时保温工艺相结合，使得合金坯料在较短的时间内形成了大量无畸变的等轴晶粒，最终得到晶粒细小、组织均匀、应力消除的丝状合金，为合金坯料的进一步均匀塑性变形与精密拉拔细化奠定基础。本专利技术制作的超细热电偶丝具有良好的冷态成型性，以及抗高温氧化与蠕变性的能力。
附图说明
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0017]图1是本专利技术的热处理的设备结构图；图2是本专利技术的热电偶丝成型流程图。
具体实施方式
[0018]一种晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝，该热电偶丝中各原料的重量份数为：C 0.2~0.6份，Si 0.15~0.20份，Cr 0.1~0.50份，Mn 0.40~0.60份，P 0.01~0.020份，S 0.01~0.015份，Ti 0.001~0.002份，Al 0.001~0.005份，N 0.001~0.006份，Fe 1~5份。
[0019]C 0.2份，Si 0.15份，Cr 0.1份，Mn 0.40份，P 0.01份，S 0.01份，Ti 0.001份，Al 0.001份，N 0.001份，Fe 1份。
[0020]C 0.6份，Si 0.2份，Cr 0.5份，Mn 0.6份，P 0.02份，S 0.015份，Ti 0.002份，Al 0.005份，N 0.006份，Fe 5份。
[0021]C 0.3份，Si 0.17份，Cr 0.25份，Mn 0.48份，P 0.015份，S 0.012份，Ti 0.0015份，Al 0.0012份，N 0.004份，Fe 3份。
[0022]对热电偶丝合金进行适量的合金化，在镍铬镍硅合金中加入硅、锰、钼，通过控制元素的扩散实现合金的晶粒细化；加入钇、铈、钪等其中的一种或几种，通过变质处理作用，抑制合金柱状晶组织的生长，细化铸态组织并改善合金化学成分的均匀性；加入锆、铝、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝，其特征是，该热电偶丝中各原料的重量份数为：C 0.2~0.6份，Si 0.15~0.20份，Cr 0.1~0.50份，Mn 0.40~0.60份，P 0.01~0.020份，S 0.01~0.015份，Ti 0.001~0.002份，Al 0.001~0.005份，N 0.001~0.006份，Fe 1~5份。2.根据权利要求1所述的晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝，其特征是，所述C 0.2份，Si 0.15份，Cr 0.1份，Mn 0.40份，P 0.01份，S 0.01份，Ti 0.001份，Al 0.001份，N 0.001份，Fe 1份。3.根据权利要求1所述的晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝，其特征是，所述C 0.6份，Si 0.2份，Cr 0.5份，Mn 0.6份，P 0.02份，S 0.015份，Ti 0.002份，Al 0.005份，N 0.006份，Fe 5份。4.根据权利要求1所述的晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝，其特征是，所述C 0.3份，Si 0.17份，Cr 0.25份，Mn 0.48份，P 0.015份，S 0.012份，Ti 0.0015份，Al 0.0012份，N 0.004份，Fe 3份。5.根据权利要求1
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4中任意一项所述的晶粒细化的超细镍铬镍硅型热电偶丝的成型方法，其特征是，包括以下步骤：A、在镍铬镍硅合金中加入Ti元素，进行变质处理后备用；B、取用直径18
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20mm，管壁厚度1.6
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1.8mm的钢管备用；C、将制备好的热电偶丝穿入预制的绝缘材料孔中，并按钢管长度的1.2倍进行下料，然后在绝缘材料外面套上不锈钢套管；D...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓春，徐善平，胡廷玉，赵雪鹏，蒲健，冯江涛，池波，
申请(专利权)人：常州精瓷仪器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：