[发明专利]耐高温锰铜合金

说明书

技术领域

    本发明属于工业炉技术领域，尤其是涉及一种用于工业电阻炉的电阻丝的耐高温锰铜合金。

背景技术

    全纤维炉体对开移动电阻炉其炉体为长方体，由炉体（及炉体移动机构）、中间闸、中间闸提升装置、加热元件、热风循环风机、快速冷却装置、炉台、温控系统等组成。

加热元件应具有良好的抗氧化性能、耐高温、高负载，配以合理的元件结构参数设计，才能确保很好的使用寿命。采用新型全纤维炉衬直接挂带结构，提高了电加热元件的辐射系数，强化了炉内热交换，提高了炉子热效率，并延长了元件的使用寿命，电加热元件的使用寿命通常要求在3年以上。

电热元件通过特殊的绝缘陶瓷螺杆分组固定在炉壁上，安装方便，而且电热元件维修时，直接在看得见摸得到的位置进行整形、焊接、更换，十分方便。

    但是，现有的电阻丝材料远不能满足工业炉技术参数要求，因此，有必要研究出新的电阻丝材料。

发明内容

    本发明要解决的技术问题是提供一种抗氧化性能好、耐高温、且热辐射性强的耐高温锰铜合金。

    为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，该耐高温锰铜合金，该电阻丝的成分及重量百分比为： Si0.6~1.1%，Mn8~20%，P≤0.025%，S≤0.02%，Cr7.7~8.2%，Mo0.7~1.0%，W0.3~0.6%，V0.05~0.15%，Ni0.35~0.55%，Nb0.05~0.15%，Al0.2~0.4%，余量为Cu。

由于加热元件的电阻丝要求非常高，上述发明技术方案中选择锰铜合金，锰铜合金具有很小的电阻温度系数，很低的对铜热电势，并且有特别优良的电阻年稳定性，以及良好的焊接性和加工性，电阻率比较高，电阻-温度曲线呈线性关系。具有良好的抗氧化能力及加工性。由于有较高的对铜热电动势，将锰Mn含量控制在8~20%，脱氧效果好，削弱了合金的热脆性，经固溶处理后，使得合金具有良好的韧性； Cr元素提高了合金的强度和塑性，尤其在与Ni结合的效果尤为显著，但是对于Cr的含量有严格要求，本发明技术方案将Cr的含量限制为7.7~8.2%，再将其与W0.3~0.6%及V0.05~0.15%配合，使其在合金中的作用得到加强。

加入Si0.6~1.1%使得该合金具有很好的耐热性和抗氧化性。

加入Nb0.05~0.15%的作用主要是可得极细弥散相，对合金的耐热性能改善有利。    

    Mo元素在本发明中的作用主要是降低合金的脆性，当然，其他元素W、V等也对合金脆性的改善有很大的作用。

    加入Nb0.05~0.15%，尤其是在Cr的含量为7.7~8.2%的前提下，可降低合金的空冷硬化性，避免回火脆性，提高蠕变强度，降低蠕变速率。

    Cu元素在本发明中的突出作用是改善模具钢的抗大气腐蚀性能；其与P的配合使用，提高了合金的强度和屈服比；但是，P含量不应过高，会造成偏析严重，增加回火脆性，显著降低钢的塑性和韧性，致使钢在冷加工时容易脆裂，也即所谓“冷脆”现象，因此，在本发明技术方案中，将其含量限制为P≤0.025%，即不含P也是允许的。

    S有助于改善模具钢的切削性能，但是，S在模具钢中倾向于是有害元素，因此，应严格限制S的含量。

采用本发明技术方案的锰铜合金作为电加热元件，效果显著，锰铜合金具有很小的电阻温度系数，很低的对铜热电势，并且有特别优良的电阻年稳定性，适合采用直接挂带结构方式作为电加热元件的电阻丝。

作为本发明的进一步改进，Si0.6%，Mn15%，P0.025%，S0.02%，Cr7.7%，Mo0.7%，W0.3%，V0.15%，Ni0.35%，Nb0.1%，Al0.2%，余量为Cu。

作为本发明的进一步改进，Si1.1%，Mn8%， S0.01%，Cr8.2%，Mo1.0%，W0.6%，V0.05%，Ni0.55%，Nb0.05%，Al0.4%，余量为Cu。

作为本发明的进一步改进，Si1.1%，Mn20%，P0.02%，S0.01%，Cr8%，Mo0.85%，W0.45%，V0.10%，Ni0.45%，Nb0.15%，Al0.3%，余量为Cu。

具体实施方式

1、实施例1

（1）在本实施例中，采用的锰铜合金的成分及其重量百分比为：Si0.6%，Mn15%，P0.025%，S0.02%，Cr7.7%，Mo0.7%，W0.3%，V0.15%，Ni0.35%，Nb0.1%，Al0.2%，余量为Cu。