电热合金丝是指利用金属的电阻特性制作发热体的电阻合金丝,它能够将电能转换为热能。以下是对电热合金丝的详细介绍:
一、种类
电热合金丝主要分为两大类:
- Ni-Cr系电热合金丝:Ni-Cr系电热合金的软化退火温度为950~1100℃,快速冷却。常见的Cr20Ni35镍铬合金电热丝,具有单相奥氏体组织,高温环境中的强度高,长期高温运行不易变形,且不易改变结构。此外,它的常温塑性好,变形后的修复较为简单。同时,镍铬合金电热丝的辐射率高、不带磁性、耐腐蚀能力好、使用寿命长。不过,由于制造需要使用镍,这种金属的价格高于铁、铬、铝的价格,因此镍铬合金电热丝的制造成本较高,不利于成本控制。
- Fe-Cr-Al系电热合金丝:Fe-Cr-Al系电热合金的电阻率高,耐热性好和高温抗氧化性好,与Ni-Cr系合金相比具有更高的使用温度,价格也较便宜。Fe-Cr-Al系电热合金的软化退火温度为750~800℃,快速冷却。常见的0Cr25Al5铁铬铝合金电热丝,由25%的铬、5%的铝和70%的铁组成,具有高电阻率、稳定的电阻温度系数、良好的机械性能、耐腐蚀性能和耐高温性能等优异的特点。
二、应用领域
电热合金丝因其优良的性能,被广泛应用于各种领域:
- 工业领域:电热合金丝常用于工业电炉、冶金、机械、石油化工设备等的加热元件制造,以及高品质电阻箱用电阻胶带的生产。
- 家电领域:电热合金丝也常用于家用电器的加热部件,如电热器、烤箱、电磁炉等。
三、生产工艺
目前,电热合金丝的生产工艺主要包括熔炼法和粉末冶金法。
- 熔炼法:传统的电热合金生产方法,首先把电热合金原材料在中频感应炉内进行熔炼,下注法浇注电极棒,再采用电渣重熔法精炼制备电渣锭,然后锻造成方坯,通过热轧、冷拔等工艺加工出成品电热合金丝。
- 粉末冶金法:近些年新兴的一种生产电热合金锭料的方法。所使用的原料是金属粉末,如镍粉、铁粉、铝粉等。将金属粉末按比例称重混合均匀后倒入模具中,通过静压技术使用超高压把粉末压成钢坯生料,再使用超高温将生料烧结成钢坯。之后的加工顺序与熔化法一致,即热轧、拉丝、冷轧,最后制成电热合金丝。
四、性能参数
电热合金丝的主要性能参数包括电阻率、热膨胀系数、熔点、导热系数、抗拉强度和屈服强度、硬度以及耐腐蚀性能等,这些参数决定了合金在电热元件制造中的应用性能。例如,0Cr25Al5铁铬铝合金电热丝的电阻率通常在1.35~1.45×10-6/℃之间,适度的热膨胀性能有助于减少因温度变化引起的热应力。其熔点约为1500℃,具有较高的熔点。其导热系数通常在1215W/(m·K)之间,具有较高的导热性能。其抗拉强度通常在650750MPa之间,屈服强度通常在450550MPa之间,具有一定的抗拉强度和屈服强度,能够承受一定的拉伸和压缩力。其硬度通常在200230HB之间,能够在一定程度上抵抗外部冲击和磨损。
综上所述,电热合金丝因其优良的性能和广泛的应用领域,在市场上具有较高的竞争力和发展前景。