CN104630603A - 一种铁铬铝合金制造工艺 - Google Patents

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王良玉
张坚
刘浩方
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Abstract

本发明公开了一种铁铬铝合金制造工艺，涉及铁铬铝合金加工制造技术领域，包括熔炼、精炼、除渣、脱氧、保温、变质处理和浇锭七个工艺过程，本工艺方法中，所述高温、高真空的精炼能有效保护合金的纯洁度，所述吹氧脱碳和高温脱氮减少碳氮元素的危害，提高合金的机械加工性能，所述硅钡锶钙铁合金不仅能脱氧还能有效促进合金晶核的形成，所述金属钛粉末的变质处理提高了合金的结构强度，同时能细化晶粒，工艺简单，生产成本低。

Description

一种铁铬铝合金制造工艺
技术领域
本发明属于铁铬铝合金加工制造技术领域，具体涉及一种铁铬铝合金制造工艺。 
背景技术
铁铬铝合金的高耐热性、理想的热传导性,强抗氧化性、良好的机械加工性等优点，使其在各行各业得到广泛应用，故对铁铬铝合金的需求量比较大，使其生产工艺应具有高效、快捷、低成本特点，如申请号97104028.1公开了一种铁铬铝合金及其制造方法，该制造方法首先采用粉末冶金方法制备铁铬铝合金坯料，然后再加工成制品，粉末冶金方法制备铁铬铝合金坯料包括制粉、机械合金化、成型和烧结工序，该发明所制备的铁铬铝合金制品具有较高的高温强度和更高的抗氧化性能及加工性能，因而使用温度高，寿命长，但该发明中的制粉和机械合金化加工难度较大，且研磨氧化铝颗粒所需应力大，对磨具损耗厉害，烧结在氢气保护下进行，使制得坯料表面的氧化铝层分布不均，且可能使坯料发生氢脆断裂，机械加工性能降低。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种工艺过程简单，工艺因素可控，机械加工性能良好的一种铁铬铝合金制造工艺。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种铁铬铝合金制造工艺，包括下述工艺步骤：
（1）熔炼：将铝锭、铁锭和铬锭投入真空感应炉内冶炼，熔炼期的真空度控制在25～60Pa；
（2）精炼：采用高温、高真空的精炼方法，合金液在1650～1700℃,2～6Pa的真空下，精炼15～20min，当真空度至20000～22000Pa时开始吹氧脱碳，合金液中碳的含量降至0.04～0.06%时停止吹氧，进行高真空沸腾脱氮，精炼时需配合电磁搅拌器使用，搅拌强度为0.16Nm-3；
（3）除渣：加入石灰、萤石进行除渣，加入的石灰量为30kg/t，萤石量为6kg/t，除渣时间为15～20min，电磁搅拌强度为0.2Nm-3，真空度低于680Pa；
（4）脱氧：向真空熔炼炉中通入氩气，加入硅钡锶钙铁合金浅脱氧，浅脱氧时间为3～5min，再加入铝深脱氧，深脱氧时间为5～10min，电磁搅拌强度为0.24Nm-3，真空度小于500Pa；
（5）保温：停电降温至1460～1500℃，使合金液冷却；
（6）变质处理：升温至1580～1600℃，微调合金，加入金属钛粉末，电磁搅拌强度为0.2Nm-3，处理时间为5～10min；
（7）浇锭：将温度控制在1580～1600℃，进行浇锭加工。
优选的，所述步骤（1）中铝锭、铁锭和铬锭所占比重为：铝锭为3～5%，铬锭为10～26%，其余为铁锭。
优选的，所述步骤（2）中电磁搅拌器上电压为450V，频率为2～8Hz。
优选的，所述步骤（4）中硅钡锶钙铁合金的加入量为0.8kg/t，铝的加入量为2.5kg/t，脱氧温度控制在1550～1650℃。
采用本发明的技术方案，所述高温、高真空的精炼能有效保护合金的纯洁度，所述吹氧脱碳和高温脱氮减少碳氮元素的危害，提高合金的机械加工性能，所述硅钡锶钙铁合金不仅能脱氧还能有效促进合金晶核的形成，所述金属钛粉末的变质处理提高了合金的结构强度，同时能细化晶粒，工艺简单，生产成本低。
具体实施方式
实施例1：
1、熔炼：将铝锭、铁锭和铬锭投入真空感应炉内冶炼，铝锭、铁锭和铬锭所占比重为：铝锭为3%，铬锭为10%，其余为铁锭，熔炼期的真空度控制在25Pa；
2、精炼：采用高温、高真空的精炼方法，合金液在1650℃,2Pa的真空下，精炼15min，当真空度至20000Pa时开始吹氧脱碳，合金液中碳的含量降至0.06%时停止吹氧，进行高真空沸腾脱氮，精炼时需配合电磁搅拌器使用，电磁搅拌器上电压为450V，频率为8Hz，搅拌强度为0.16Nm-3；
3、除渣：加入石灰、萤石进行除渣，加入的石灰量为30kg/t，萤石量为6kg/t，除渣时间为20min，电磁搅拌强度为0.2Nm-3，真空度低于680Pa；
4、脱氧：脱氧温度控制在1550℃，向真空熔炼炉中通入氩气，加入硅钡锶钙铁合金浅脱氧，硅钡锶钙铁合金的加入量为0.8kg/t，浅脱氧时间为3min，再加入铝深脱氧，铝的加入量为2.5kg/t，深脱氧时间为10min，电磁搅拌强度为0.24Nm-3，真空度小于500Pa；
5、保温：停电使合金液温度控制在1460℃，将合金液冷却；
6、变质处理：升温至1580℃，微调合金，加入金属钛粉末，电磁搅拌强度为0.2Nm-3，处理时间为10min；
7、浇锭：将温度控制在1580℃，进行浇锭加工。
实施例2：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤（1）中，铝锭、铁锭和铬锭所占比重为：铝锭为4%，铬锭为18%，其余为铁锭，所述步骤（2）中合金液在1675℃,4Pa的真空下，精炼17min，当真空度至21000Pa时开始吹氧脱碳，合金液中碳的含量降至0.05%时停止吹氧，所述步骤（3）中除渣时间为17min，所述步骤（4）中脱氧温度控制在1600℃，浅脱氧时间为4min，深脱氧时间为7min，所述步骤（5）中停电使合金液温度控制在1480℃，所述步骤（6）中升温至1590℃，处理时间为7min，所述步骤（7）中将温度控制在1590℃。
实施例3：其余与实施例1相同，不同之处在于，所述步骤（1）中，铝锭、铁锭和铬锭所占比重为：铝锭为5%，铬锭为26%，其余为铁锭，所述步骤（2）中合金液在1700℃,6Pa的真空下，精炼20min，当真空度至22000Pa时开始吹氧脱碳，合金液中碳的含量降至0.04%时停止吹氧，所述步骤（3）中除渣时间为15min，所述步骤（4）中脱氧温度控制在1650℃，浅脱氧时间为5min，深脱氧时间为10min，所述步骤（5）中停电使合金液温度控制在1500℃，所述步骤（6）中升温至1600℃，处理时间为5min，所述步骤（7）中将温度控制在1600℃。
经过以上工艺步骤后，取出样品，待测：
由以上数据可知，高温、高真空的精炼能有效保护合金的纯洁度，吹氧脱碳和高温脱氮减少碳氮元素的危害，提高合金的机械加工性能，硅钡锶钙铁合金不仅能脱氧还能有效促进合金晶核的形成，金属钛粉末的变质处理提高了合金的结构强度，同时能细化晶粒，工艺简单，生产成本低。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铁铬铝合金制造工艺，包括下述工艺步骤：
（1）熔炼：将铝锭、铁锭和铬锭投入真空感应炉内冶炼，熔炼期的真空度控制在25～60Pa；
（2）精炼：采用高温、高真空的精炼方法，合金液在1650～1700℃,2～6Pa的真空下，精炼15～20min，当真空度至20000～22000Pa时开始吹氧脱碳，合金液中碳的含量降至0.04～0.06%时停止吹氧，进行高真空沸腾脱氮，精炼时需配合电磁搅拌器使用，搅拌强度为0.16Nm-3；
（3）除渣：加入石灰、萤石进行除渣，加入的石灰量为30kg/t，萤石量为6kg/t，除渣时间为15～20min，电磁搅拌强度为0.2Nm-3，真空度低于680Pa；
（4）脱氧：向真空熔炼炉中通入氩气，加入硅钡锶钙铁合金浅脱氧，浅脱氧时间为3～5min，再加入铝深脱氧，深脱氧时间为5～10min，电磁搅拌强度为0.24Nm-3，真空度小于500Pa；
（5）保温：停电降温至1460～1500℃，使合金液冷却；
（6）变质处理：升温至1580～1600℃，微调合金，加入金属钛粉末，电磁搅拌强度为0.2Nm-3，处理时间为5～10min；
（7）浇锭：将温度控制在1580～1600℃，进行浇锭加工。
2.根据权利要求1所述的一种铁铬铝合金制造工艺，其特征在于：所述步骤（1）中铝锭、铁锭和铬锭所占比重为：铝锭为3～5%，铬锭为10～26%，其余为铁锭。
3.根据权利要求1所述的一种铁铬铝合金制造工艺，其特征在于：所述步骤（2）中电磁搅拌器上电压为450V，频率为2～8Hz。
4.根据权利要求1所述的一种铁铬铝合金制造工艺，其特征在于：所述步骤（4）中硅钡锶钙铁合金的加入量为0.8kg/t，铝的加入量为2.5kg/t，脱氧温度控制在1550～1650℃。
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