本发明专利技术提供了一种高电阻高电阻温度系数的合金材料，由锗-锆-铈-钛-铝-铁六种金属组分做为添加剂加入到镍铁合金中经冶炼而成，所述的合金材料各组分及各组分的质量百分比分别为：Ni组分：50%-65%、Cr组分：14%-21%、Ge组分：0.1%-0.9%?、Ce组分：0.15%-0.5%??Zr组分：0.2%-1%、Ti组分：1.1%-3.5%、Al组分：0.5%-2%、Fe组分?余量。本发明专利技术同时还提供了上述合金材料的制备方法。本发明专利技术所制得的合金材料的密度为8.2g/cm3，其电阻率为1.53（?Ω.m.20℃），在100-800℃的温度范围内其电阻温度系数为240aR/×10-6℃-1，且温度与电阻率具有良好的线性关系。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种发热电阻丝材料，具体为一种适用于需要自动控制发热温度的各种发热工具及设备中所需要的发热体材料；尤其适用于对温度的控制要求较高、且不适合加装温度传感器的设备及工具上的一种高电阻率、高温度系数的合金材料；本专利技术同时还提供了上述材料的制备方法。
技术介绍
在五金工具领域，尤其是在电烙铁中，对电热丝的要求非常高，不仅要求电热丝体积小、轻便、加热速度快，而且还需要能够对烙铁头的温度进行精确显示与控制。普通的电烙铁只用电阻丝发热，靠技术人员经验来控制温度；现在普遍采用的外发热方式的陶瓷加热芯和温度传感器的测温来控制烙铁头的温度，以上两种电烙铁都存在一些弊端。最传统的电烙铁其弊端是显而易见的，而对于采用陶瓷发热芯的现代可控焊台来说其弊端主要集中在以下方面1、由于外加热方式的缘由，其温度传导距离较远，烙铁头升温达到工作温度所需时间较长，且在温度的长距离传导过程中热能的损耗较大，其工作效率低、能耗高。2、由于采用了温度传感器，且传感器紧靠陶瓷发热芯这样会因为环境的温度、风速等原因导致其检测的的温度与实际温度差距较大，虽然这些可以通过烙铁头温度的检测来调校，但 是在工作工程中环境的变化是很难把握的，这样的结果将导致焊接重量的不稳定和电子元器件的烧损。3、因为温度传感器离发热体较近，长时间在高温有氧的环境下温度传感器极容易老化失效。到目前为止还没有一种有效的方法来解决电烙铁发热快从通电开始广2秒钟内就可以达到工作温度，体积小、重量轻方便操作；温度控制准确；使用寿命长的内发热材料。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高电阻高电阻温度系数的合金材料，该材料能够用作电热丝，解决了
技术介绍
中的不足，该合金材料的电阻率高达I. 53 (μΩ.πι, 20°C)，在100°C -800°C的温度范围内其电阻温度系数为240aK/X10_6°C '实现本专利技术上述目的所采用的技术方案为一种高电阻高电阻温度系数的合金材料，由锗-锆-铈-钛-铝-铁六种金属组分做为添加剂加入到镍铁合金中经冶炼而成，所述的合金材料的密度为8. 2g/cm3，其电阻率为I. 53( μΩ.πι. 20°C )，在100-800°C的温度范围内其电阻温度系数为240 aK/X10_6。。Λ所述的合金材料各组分及各组分的质量百分比分别为=Ni组分50%-65%、Cr组分14%_21%、Ge 组分0. 1%-0. 9%、Ce 组分0. 15%_0· 5% Zr 组分0. 2%_1%、Ti 组分1. 1%_3· 5%、Al 组分0. 5%-2%、Fe组分余量。所述的Ni组分、Cr组分、Ge组分、Ce组分、Zr组分、Ti组分以及Al组分均为金属氧化物，Fe组分为金属单质。本专利技术还提供了上述高电阻高电阻温度系数的合金材料的制备方法，包括以下步骤(I)、按照比例称取各组分，首先将镍铬合金在真空炉中加热至熔化制得钢水以备用，加热温度为1600°c ; (2)、把Ge、Ce、Zr、Ti、Al及Fe六种组分混合并研磨2小时，制得添加剂；(3)将钢水倒入另一个带搅拌器的熔炉中，在出钢1/5-4/5之间加入添加剂，并在1600°C的温度下充分搅拌；(4)、最后将钢水浇注成坯并经强冷冷却、轧制成型材。步骤(3)中搅拌工具为电磁搅拌器，搅拌时间为I小时。本专利技术的技术方案有以下优点该合金材料的母体为镍铬铁合金，合金中大量的Ni和Cr保证了材料的电阻率和高温时的抗氧化能力。添加剂中Ge的加入会使得材料的电阻温度系数更大，主要原因是Ge元素的核外电子在温度变化时其震动幅度变化较大，且不易脱离原子核对其吸引。本专利技术所提供的合金材料中添加有Ce，能够大大提高添加的各种元素在材料中的分散能力，不至于材料中的化学成分出现分层或集聚。由于本专利技术的合金材料中还添加有Ti和Al的金属氧化物TiO2和Al2O3，为了防止它们因为在熔融的钢水中分散不均匀而导致材料结晶过程中会出现局部晶体过大进而引起冷拔细丝时出现断裂的问题，添加剂中还有Zr组分，Zr的引入会使得结晶晶粒细化，从而避免冷拔断丝。Ti、Al的加入主要是为了提高材料的电阻率。Fe粉加入到Ge02、CeO2, ZrO2, TiO2及Al2O3等金属 氧化物中一起研磨的主要目的是让以上氧化物能够和铁粉结合到一起使得其密度与熔融的钢水密度接近而不至于形成漂浮物或沉淀而丧失其功效。在生产工艺中，将钢水重新倒至另外一个熔炉中的原因是为了防止添加的氧化物漂浮在钢水表面而丧失其功效，所以选择在出钢1/5-4/5之间加入添加剂。同时本专利技术采用电磁搅拌而不采用吹氩气的搅拌方式，也是考虑到Ti02、Al2O3这两种物质较轻容易漂浮在钢水表面的原因。附图说明图I为本专利技术实施例I中所制得的合金材料的温度-电阻率关系图。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术做详细具体的说明。实施例I本实施例中首先称取镍镉合金100公斤、GeO2 I公斤、CeO2 O. 5公斤、ZrO2 I公斤、TiO2 4公斤、Al2O3 2. 2公斤与10公斤Fe粉,，将镍铬合金在真空炉中加热至熔化制得钢水以备用，加热温度为1600°C。然后将剩余六种组分混合并充分研磨2小时至粉末状制得添加剂；将钢水出钢并倒入熔炉中，在出钢1/5-4/5之间时将粉末状的添加剂加入熔炉中，并在1600°C的温度下用电磁搅拌器搅拌I小时。最后将钢水浇注呈直径120_的坯并经冷却、轧制成直径20mm的型材,最后经多次冷拔后制得直径O. 5mm的细丝。本实施例所制得的合金材料中，各组分所占的质量百分比分别为Ni组分65%、Cr 组分19· 3%、Ge 组分0· 84%、Ce 组分0· 42% Zr 组分0· 84%、Ti 组分3· 36%、Al 组分:I. 85%、Fe 组分 8. 42%。在本实施例中同时还进行了对比试验，对比试验I中没有加入ZrO2，除此之外所有参数均相同，在冷拔拉丝工艺中当冷拔到Imm以下时出现断丝。对比试验2中没有加入TiO2和Al2O3,除此之外所有参数均相同。对比试验3中没有加入CeO2，除此之外所有参数均相同，在冷拔拉丝工艺中当冷拔到O. 5mm以下时出现断丝。对比试验4中没有采用电磁搅拌，而是采用吹O. 2Mpa氩气搅拌5分钟。将本实施中制得的材料性能与对比试验以及普通镍铬合金进行对比，其结果如下表所示表中电阻温度系数单位aK/X 1(T6°C 电阻率单位μΩ . m权利要求1.一种高电阻高电阻温度系数的合金材料，其特征在于由锗-锆-铈-钛-铝-铁六种金属组分做为添加剂加入到镍铁合金中经冶炼而成，所述的合金材料的密度为8. 2g/cm3，其电阻率为I. 53 (μΩ.πι. 20°C )，在100-800°C的温度范围内其电阻温度系数为240VXlO-6oC ―1，所述的合金材料各组分及各组分的质量百分比分别为Ni组分50%-65%、Cr组分14%-21%、Ge 组分0. 1%_0· 9%、Ce 组分0. 15%-0. 5% Zr 组分0. 2%_1%、Ti 组分I.l%-3. 5%、A1 组分0. 5%-2%、Fe 组分余量。2.根据权利要求I所述的高电阻高电阻温度系数的合金材料，其特征在于所述的Ni组分、Cr组分、Ge组分、Ce组分、Zr组分、Ti组分以及Al组分均为金属氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高电阻高电阻温度系数的合金材料，其特征在于由锗？锆？铈？钛？铝？铁六种金属组分做为添加剂加入到镍铁合金中经冶炼而成，所述的合金材料的密度为8.2g/cm3，其电阻率为1.53（μΩ.m.20℃），在100？800℃的温度范围内其电阻温度系数为240？aR/×10？6℃？1，所述的合金材料各组分及各组分的质量百分比分别为：Ni组分：50%？65%、Cr组分：14%？21%、Ge组分：0.1%？0.9%？、Ce组分：0.15%？0.5%？？Zr组分：0.2%？1%、Ti组分：1.1%？3.5%、Al组分：0.5%？2%、Fe组分？余量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周圣杰，周煜，陈小伟，李建成，张新元，
申请(专利权)人：武汉欣远拓尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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