CN101476946A

CN101476946A - K型热电偶合金丝及其制作方法

Info

Publication number: CN101476946A
Application number: CNA2009101160863A
Authority: CN
Inventors: 袁勤华; 陈伯滋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2009-07-08

Abstract

本发明涉及电热偶技术领域，尤其是一种K型热电偶合金丝及其制备方法，具有正极和负极，正极为镍铬合金材料制成的热电偶合金丝，负极为镍硅合金材料制成的热电偶合金丝，所述的镍铬合金材料的化学组成重量百分数为9.5％Cr，1.0％Co，0.40％Si，0.05％Ca，0.05％Y，0.05％的混合稀土，Ni余量；所述的镍硅合金材料的化学组成重量百分数为0.29％Co，2.5％Si，0.55％Mn，0.05％Ca，0.05％的混合稀土，Ni余量，由于延长了热电偶的使用寿命，为社会节约原材料和产品的成本。

Description

K型热电偶合金丝及其制作方法

所属技术领域

本发明涉及电热偶技术领域，尤其是一种K型热电偶合金丝及其制备方法。

背景技术

热电偶是一种采用两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流，这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，他的主要特点就是测温范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应。闭合回路中产生的热电势有两种电势组成；温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势，不同的导体具有不同的电子密度，所以他们产生的电势也不相同，而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时，因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散，当他们达到一定的平衡后所形成的电势，接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度。目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范，国际上规定热电偶分为八个不同的分度，分别为B，R，S，K，N，E，J和T，其测量温度的最低可测零下270摄氏度，最高可达1800摄氏度，其中B，R，S属于铂系列的热电偶，由于铂属于贵重金属，所以他们又被称为贵金属热电偶而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。但是现有的廉价金属热电偶大多正极采用的镍铬合金、镍铬硅合金或铁，

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决现有的K型热电偶的正极热电偶合金丝中的铬的选择氧化性强，提供一种抗氧化效果好的热电偶合金丝。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：K型热电偶合金丝，具有正极和负极，正极为镍铬合金材料制成的热电偶合金丝，负极为镍硅合金材料制成的热电偶合金丝，其特征是：所述的镍铬合金材料的化学组成重量百分数为9.5％Cr，1.0％Co，0.40％Si，0.05％Ca，0.05％Y，0.05％的混合稀土，Ni余量；所述的镍硅合金材料的化学组成重量百分数为0.29％Co，2.5％Si，0.55％Mn，0.05％Ca，0.05％的混合稀土，Ni余量。

本发明中K型热电偶合金丝的制备方法具有以下过程：a.合金熔炼过程；b.合金拉丝过程；c.热电偶合金丝焊接及成品测试。

本发明的制备方法中所述过程a合金熔炼过程分为镍铬合金熔炼过程和镍硅合金熔炼过程，所述的镍铬合金熔炼过程为镍铬合金熔炼和镍铬合金中的元素分析，把镍铬合金中各种元素物质按比例加入熔炼设备中在负压状态下熔炼后成镍铬合金锭，对镍铬合金进行元素分析，分析后结果能满足9.5±0.02％Cr，1.0±0.02％Co，0.40±0.02％Si，0.05±0.02％Ca，0.05±0.02％Y，0.05±0.02％的混合稀土，Ni余量；所述的镍硅合金熔炼过程为镍硅合金熔炼和镍硅合金中的元素分析，把镍铬合金中各种元素物质按比例加入熔炼设备中在负压状态下熔炼后成镍铬合金锭，对镍铬合金进行元素分析，分析后结果能满足0.29±0.02％Co，2.5±0.02％Si，0.55±0.02％Mn，0.05±0.02％Ca，0.05±0.02％的混合稀土，Ni余量。

为保证成分分析的高精度还需要对合金锭的头尾进行Fe的含量分析，Fe的含量控制在0.05±0.02％的范围之内。Fe的含量直接影响到合金制成的测温结果。

本发明中在合金熔炼过程中合金熔炼时真空度控制在10^-2级，减少合金中的氧含量，提高合金的纯度。

本发明中所述的过程b合金拉丝过程中首先要对合金锭进行热轧，制成φ8mm的坯料，在坯料的两端各斩去0.5Kg的合金。

本发明中所述的拉丝过程中拉丝的道次压缩率要控制在60％；应用具有还原性的拉丝润滑剂，保证在退火时不产生严重的氧化。

本发明的有益效果是：大大提高元器件的精度：由于镍铬-镍硅热电偶合金丝的热电动势全部达到I级精度，做成的热电偶的也全部达到了I级精度。这就使热电偶在温场中的测温误差大大缩小，达到了高精度。从而提高了整个***的精度；

提高了热电偶的稳定性：热电偶在使用过程中其热电动势会发生变化，国家标准中对偶丝的稳定性有一个指标规定，即热电动势超过规定的数值稳定性就不合格了。由于镍铬-镍硅热电偶合金丝的热电动势全部达到I级精度，要使热电动势的变化超过稳定性规定的数值的时间更长了，也就延长了热电偶的使用寿命；

有很高的社会效益：由于延长了热电偶的使用寿命，为社会节约原材料和产品的成本。

具体实施方式

实施例1

工业生产过程中镍铬-镍硅热电偶合金丝的生产是分为镍铬合金丝的生产和镍硅合金丝的生产，将两部分生产出来的镍铬合金丝和镍硅合金丝的首尾焊接形成闭合回路。

镍铬合金丝的生产是具有镍铬合金熔炼和镍铬合金拉丝两部分组成，其中镍铬合金熔炼具有合金熔炼和合金元素分析，熔炼采用的设备为ZG-25变频真空熔炼炉，向熔炼炉中加入9.5KgCr，1.0KgCo，0.40KgSi，0.05KgCa，0.05KgY，0.05Kg的混合稀土和88.95KgNi，熔炼炉的真空度控制在10^-2级熔炼成金相均匀的合金熔液，再对合金熔液进行元素含量分析，确保合金中的各元素的含量与配方中的误差不超过0.02％，实测结果为9.5％Cr，0.99％Co，0.41％Si，0.04％Ca，0.04％Y，0.07％的混合稀土，Ni含量为88.94％，实际生产中还需测定合金中Fe元素的含量低于0.05％。

熔炼好的镍铬合金锭进行热轧处理，将合金锭通过热轧制成直径8mm的坯料，在坯料的两端各截去0.5Kg的合金，在对合金坯料进行拉丝，拉制成镍铬电偶丝。

镍硅合金丝的生产具有镍硅合金熔炼和镍硅合金拉丝两部分组成，其中镍硅合金熔炼具有合金熔炼和合金元素分析，熔炼采用的设备为ZG-25变频真空熔炼炉，向熔炼炉中加入0.29KgCo，2.5KgSi，0.55KgMn，0.05KgCa，0.05Kg的混合稀土和96.51KgNi，熔炼炉的真空度控制在10^-2级熔炼成金相均匀的合金熔液，再对合金熔液进行元素含量分析，确保合金中的各元素的含量与配方中的误差不超过0.02％，实测结果为0.28％Co，2.48％Si，0.57％Mn，0.07％Ca，0.03％的混合稀土，Ni含量为99％，实际生产中还需测定合金中Fe元素的含量低于0.05％。

熔炼好的镍硅合金锭进行热轧处理，将合金锭通过热轧制成直径8mm的坯料，在坯料的两端各截去0.5Kg的合金，在对合金坯料进行拉丝，拉制成镍硅电偶丝。

将镍铬电偶丝和镍硅电偶丝进行焊接，是电偶合金丝形成闭合回路，进行测试，其测温偏差为被测温度的±0.40％。

Claims

1、一种K型热电偶合金丝，具有正极和负极，正极为镍铬合金材料制成的热电偶合金丝，负极为镍硅合金材料制成的热电偶合金丝，其特征是：所述的镍铬合金材料的化学组成重量百分数为9.5％Cr，1.0％Co，0.40％Si，0.05％Ca，0.05％Y，0.05％的混合稀土，Ni余量；所述的镍硅合金材料的化学组成重量百分数为0.29％Co，2.5％Si，0.55％Mn，0.05％Ca，0.05％的混合稀土，Ni余量。

2、如权利要求1所述的K型热电偶合金丝的制备方法，其特征是：具有以下过程：a.合金熔炼过程；b.合金拉丝过程；c.热电偶合金丝焊接及成品测试。

3、如权利要求2所述的K型热电偶合金丝的制备方法，其特征是：所述过程a合金熔炼过程分为镍铬合金熔炼过程和镍硅合金熔炼过程，所述的镍铬合金熔炼过程为镍铬合金熔炼和镍铬合金中的元素分析，所述的镍硅合金熔炼过程为镍硅合金熔炼和镍硅合金中的元素分析。

4、如权利要求3所述的K型热电偶合金丝的制备方法，其特征是：所述的镍铬合金中的元素分析为Cr含量达到9.5％±0.02％，Co含量达到1.0％±0.02％，Si含量达到0.40％±0.02％，Ca含量达到0.05％±0.02％，Y含量达到0.05％±0.02％，混合稀土含量达到0.05％±0.02％，Ni余量。

5、如权利要求3所述的K型热电偶合金丝的制备方法，其特征是：所述镍硅合金中的元素分析中Co含量达到0.29％±0.02％，Si含量达到2.5％±0.02％，Mn含量达到0.55％±0.02％，Ca含量达到0.05％±0.02％，混合稀土含量达到0.05％±0.02％，Ni余量。

6、如权利要求2所述的K型热电偶合金丝的制备方法，其特征是：所述的合金拉丝过程中具有热轧过程和拉丝过程，热轧过程是将合金锭制成φ8mm的坯料，在坯料的两端各斩去0.5Kg的合金，拉丝过程是拉丝的道次压缩率要控制在60％，应用具有还原性的拉丝润滑剂。