[发明专利]一种热双金属组元层Fe-Ni-Mn合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种热双金属组元层Fe‑Ni‑Mn合金的制备方法，首先将Fe粉、Ni粉和Mn粉按照一定比例进行称量、混粉、冷压成粉块，然后采用真空感应熔炼的方式制备合金铸锭，最后对合金铸锭进行热处理，得到具有优良膨胀性能的热双金属组元层Fe‑Ni‑Mn合金；所述方法极大降低了合金在熔炼过程中的氧化程度，并消除了合金的微观偏析和热应力；经过该方法制备的Fe‑Ni‑Mn合金具有优良的理化性能，可在一定温度范围内替代Fe‑Ni因瓦合金、Fe‑Ni‑Co超因瓦合金作为热双金属低膨胀层合金，降低了企业的生产成本。

技术领域

本发明涉及热磁合金的制备及热处理技术领域，特别涉及一种热双金属组元层Fe-Ni-Mn合金的制备方法。

背景技术

目前热双金属大部分采用Fe-Ni因瓦合金或Fe-Ni-Co超因瓦合金作为低膨胀层，但是Ni和Co的价格昂贵，导致Fe-Ni因瓦合金或Fe-Ni-Co超因瓦合金的生产成本偏高。Mn相对价格便宜很多，且Mn与Ni、Co一样，都具有扩大γ相温区的作用，使马氏体转变线降低至室温以下，以此保证在室温及室温以上，组元层合金都是具有面心立方结构的奥氏体组织。

因此，研究减Ni增Mn对Fe-Ni因瓦合金性能的影响对于我国热双金属行业的发展具有重要的推进作用，其商业价值也不可限量。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种热双金属组元层Fe-Ni-Mn合金的制备方法，以研究减Ni增Mn对Fe-Ni因瓦合金性能的影响，以替代现有的低膨胀层Fe-Ni因瓦合金及Fe-Ni-Co超因瓦合金，降低低膨胀层合金的生产成本，提高企业的经济效益。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种热双金属组元层Fe-Ni-Mn合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤S001.按比例称量Fe粉、Ni粉以及Mn粉；

步骤S002.将称量好的原材料加入混粉机中，加入过程控制剂，80～120r/min的速率下混粉3～5h，混粉结束后冷压成粉块；

步骤S003.将上述粉块置于刚玉坩埚中，并放入真空感应熔炼炉内熔炼，抽真空至10^-3～10^-4Pa，然后通入0.04～0.06MPa的氩气，熔炼温度为1540±5℃；当完全出现液相时，抽掉0.01MPa的炉内气体并通入0.01MPa氩气，重复3～5次；控制炉内压强在0.07MPa以内，继续加热至沸腾，保持3～5min；停止加热，浇注，冷却，得Fe-Ni-Mn合金铸锭；

步骤S004.将上述Fe-Ni-Mn合金铸锭在800～850℃保温50～60min,水冷，再于300～320℃保温3～5h后随炉缓冷至室温。

所述的热双金属组元层Fe-Ni-Mn合金的制备方法中，所述步骤S001中，按照化学式Fe₆₄Ni_36-xMn_x的质量百分比配料，式中，0x≤8。

所述的热双金属组元层Fe-Ni-Mn合金的制备方法中，所述步骤S001前还包括将Fe粉进行脱氧处理。

所述的热双金属组元层Fe-Ni-Mn合金的制备方法中，所述Fe粉的脱氧处理包括：将Fe粉置于气氛加热炉中，通入40～50min氢气，点燃出气口的氢气，然后以15～20℃/min的升温速率升至800～1000℃并保温加热20～30min，停止加热，持续通入氢气，随炉冷却。

所述的热双金属组元层Fe-Ni-Mn合金的制备方法中，所述步骤S002中，所述过程控制剂为无水乙醇，其加入量为原材料总质量的5％。