[发明专利]一种高温蒸汽发热装置用合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料加工领域，特别涉及一种高温蒸汽发热装置用合金及其制备方法。

背景技术

如今，在化工、轻工、医药、食品加工、火力发电及冶金等诸多领域使用蒸汽的生产工艺流程中，高温蒸汽作为机械能量的产生提供了极佳的能源，因此，高温蒸汽发热装置能否稳定正常工作直接影响整个生产效率。而且根据生产环境中温度或者所能加热的温度的不同，对高温蒸汽发热装置的耐受温度要求也不同。当下，根据高温蒸汽发热装置所能加热的使用温度要求越来越高，但是在高温状态下，高温蒸汽加热装置的合金元件表面的氧化膜会加快老化和破坏，从而缩短使用寿命，直接影响生产进度。

现有高温蒸汽发热装置的相关技术中，通常利用物质的电阻特性制造发热体，其中，电阻合金主要有两大类：一类是铁素体组织的铁铬铝合金；另一类是奥氏体组织的镍铬合金。铁铬铝电热合金的最高使用温度为1400℃，而镍铬电热合金的最高使用温度为1200℃，因此，高温蒸汽发热装置的使用温度仍然受限于最高温度1400℃，直接影响高温蒸汽发热装置的使用范围，有待进一步改进相关技术拓展其使用范围。

发明内容

本发明旨在，弥补现有技术的不足，通过提供一种电阻率高、抗氧化性较强、耐高温的高温蒸汽发热装置用合金及其制备方法，提高使用该合金的高温蒸汽发热装置的最高使用温度，以满足对加热温度有更高要求的高温蒸汽发热装置的需求并扩展其使用范围。

本发明一种高温蒸汽发热装置用合金及其制备方法通过以下技术方案实现：

一种高温蒸汽发热装置用合金，所述合金中主要元素的质量百分比如下：钨38-50％，钼10-20％，碳纤维5-8％和陶瓷纤维15-32％。

本发明所述高温蒸汽发热装置用合金，最高耐受温度达1800-2100℃，主要用于高温蒸汽发热装置的电热管发热件。

本发明提供的一种高温蒸汽发热装置用合金的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：采用钨、钼、碳纤维和陶瓷纤原料，按以下重量份：钨38-50、钼10-20、碳纤维5-8、陶瓷纤维15-32，称量并混合均匀，置电炉中进行合金的台炼、提纯、精炼、成型和处理，然后经铸模、轧制、拔管制成。

进一步地，根据对合金纯度的不同要求，通过选择电弧炉、真空感应炉和电渣重熔等其中的任意装置进行冶炼。

进一步地，还包括，在冶炼过程中添加碳、磷、硫及微量元素，以提高合金性能。

进一步地，在冶炼过程中加入强脱氧，以防止铸锭时二次氧化，减少偏析和粗大的柱状结晶组织出现。

本发明的所实现的有益效果是：所得合金电阻率高、抗氧化性强，耐高温，温度可高达1800-2100℃。其发热管标准件壁厚0.2-0.1mm，管直径15-10mm，长度2.0-2.5mm，电阻达10万欧姆。进一步拓展了高温蒸汽发热装置的使用范围。

具体实施方式

下面结合3个优选的实施例对本发明所述的技术方案做进一步解释：

实施例1

本是实施例中的高温蒸汽发热装置用合金，该合金中主要元素的质量百分比如下：

钨50％、钼10％、碳纤维5％、陶瓷纤维15％，

上述高温蒸汽发热装置用合金的制备方法，包括以下步骤：采用钨、钼、碳纤维和陶瓷纤维为主要原料，按如下质量份：钨50kg、钼10kg、碳纤维5kg、陶瓷纤维15kg，称量并混合均匀，置于电炉中，进行合金的冶炼、提纯、精炼、成型和处理，然后经铸模、轧制、拔管制成所述合金。

进一步地，根据对合金纯度的不同要求，通过选择电弧炉、真空感应炉和电渣重熔等其中的任意方法来冶炼。

进一步地，还包括，在冶炼过程中，进一步添加碳、磷、硫及微量元素，以提高合金性能。

进一步地，在冶炼过程中加入强脱氧剂，以防止铸锭时二次氧化，减少偏析和粗大的柱状结晶组织出现。

经上述方法所制合金电阻率高、抗氧化性强，耐高温，温度可高达1800-2100℃。用该合金制成壁厚0.2-0.1mm，管直径15-10mm，长度2.0-2.5mm，电阻达10万欧姆的电热管发热件，其优良的性能足够满足对工作温度要求更高的高温蒸汽发热装置长久使用。

实施例2

本实施例中的高温蒸汽发热装置用合金，该合金中主要元素的质量百分比如下：

钨38％、钼20％、碳纤维8％、陶瓷纤维32％