一种FeAl泡沫金属的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种FeAl泡沫金属的制备方法。该制备方法包括采用烧结工艺制备泡沫Fe基合金，在泡沫Fe基合金的基础上，采用粉末包埋法渗Al，渗剂由铝铁合金粉末、AI2O3粉末和NH4CI组成，形成FeAl泡沫金属。本发明专利技术克服了传统电热合金的不足，生产的FeAl泡沫金属具有优异抗氧化性和电阻率。

【技术实现步骤摘要】
一种FeAl泡沫金属的制备方法
本专利技术涉及一种电热合金的制备方法，特别涉及一种FeAl泡沫金属的制备方法。
技术介绍
电热合金材料是利用物质的电阻特性制造发热体的电阻合金。目前电热合金材料已成为一种重要的工程材料，适用于机械、冶金、电子、化工等行业，在国民经济中占有重要的地位，其按照化学成分可分为镍铬合金、镍铬铁合金和铁铬铝合金三个系列。针对上述系列电热合金的研究比较多，由于传统制备工艺的限制，想进一步提高合金性能比较困难，亟需开发一种全新的电热合金材料以满足实际应用。泡沫金属材料具有低密度、高比表面积、高表观电阻率等优异性能，其在流体加热和电热催化方面具有广阔的应用前景，现有技术中存在使用多孔Al圆盘作为发热体制作空气加热器、使用泡沫Ni制备泡沫Ni基合金等相关应用，然而将泡沫金属作为电热材料来研究其制备工艺、电学性能的报道非常少。本专利技术通过在泡沫Fe基合金的基础上采用粉末包埋法渗Al制备FeAl泡沫金属，与传统电热合金相比具有非常优异的抗氧化性和电阻率，克服了现有技术中的不足，具有广阔的工业应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服传统电热合金的不足，提供一种FeAl泡沫金属的制备方法，生产具有优异抗氧化性和电阻率的FeAl泡沫金属。一种FeAl泡沫金属的制备方法，其特征在于，采用烧结工艺制备泡沫Fe基合金，在泡沫Fe基合金的基础上，采用粉末包埋法渗Al，渗剂由铝铁合金粉末、Al2O3粉末和NH4Cl组成，形成FeAl泡沫金属。所述烧结工艺包括：⑴配料：按照Si:4-8%、Cr:2-3%、Ni:3-4%、Nb:1-4%、Zr:0.5-1.5%、Ti:0.1-0.5%，余量为铁的配比进行配料；⑵球磨：在高能球磨机中研磨36-48小时后，得到平均粒径为1-5um的合金粉末；(3)烧结：将填充有上述合金粉的模具装入烧结设备中，在真空条件下边加压边烧结，烧结温度为900℃〜1000℃，时间为8-10小时，得到泡沫Fe基合金。所述粉末包埋法包括：在150℃条件下烘干渗剂，将泡沫Fe基合金埋入渗剂中，将渗Al炉抽真空至1*10-3MPa，在900-950℃保温12-14小时，随炉冷却至室温。所述渗剂的质量配比为：1-10um铝铁合金粉末：30-35%，1-5umAl2O3粉末：50-60%，余量为NH4Cl，所述铝铁合金粉末中Al含量为50wt%。粉末包埋法制备的FeAl泡沫金属还需要经过900-950℃、保温6小时的均匀化处理，最终获得符合要求的材料成品。最终获得的符合要求的材料成品中Al元素占FeAl泡沫金属总质量的13-15%。本专利技术创造性地将烧结工艺和粉末包埋工艺结合在一起，充分利用泡沫金属的优势，制备出的FeAl泡沫金属具有优异的抗氧化性和电阻率。经过真空均匀化处理后成分和相分布非常均匀，900-950℃的处理温度可以有效地控制元素挥发；通过渗Al工艺参数控制材料成品中的铝含量在13-15%之间，温度过低或者时间过短，铝含量不足，难以提高基体的抗氧化性和电阻率；温度过高或者时间过长，铝含量过高，基体晶格畸变严重，会导致抗氧化性和电阻率的降低。附图说明图1是本专利技术材料的微观结构图。具体实施方式下面通过实施例进一步阐述和理解本专利技术。首先，采用烧结工艺制备泡沫Fe基合金，随后，在泡沫Fe基合金的基础上，采用粉末包埋法渗Al，渗剂由铝铁合金粉末、Al2O3粉末和NH4Cl组成，形成FeAl泡沫金属。所述烧结工艺包括：⑴配料：按照Si:6.2%、Cr:2.6%、Ni:3.5%、Nb:3%、Zr:1%、Ti:0.3%，余量为铁的配比进行配料；⑵球磨：在高能球磨机中研磨40小时后，得到平均粒径为2um的合金粉末；(3)烧结：将填充有上述合金粉的模具装入烧结设备中，在真空条件下边加压边烧结，烧结温度为1000℃，时间为9小时，得到泡沫Fe基合金。所述粉末包埋法包括：在150℃条件下烘干渗剂，将泡沫Fe基合金埋入渗剂中，将渗Al炉抽真空至1*10-3MPa，在950℃保温13小时，随炉冷却至室温。所述渗剂的质量配比为：5um铝铁合金粉末：30%，2umAl2O3粉末：60%，余量为NH4Cl，所述铝铁合金粉末中Al含量为50wt%。粉末包埋法制备的FeAl泡沫金属还需要经过940℃、保温6小时的均匀化处理，最终获得符合要求的材料成品。最终获得的符合要求的材料成品中Al元素占FeAl泡沫金属总质量的14.8%。本专利技术实施例制备的材料成品具有优异抗氧化性和电阻率，测试表明，本实施例抗氧化试验（试验条件：200℃氧化500h)增重仅为2.98mg/cm2,室温电阻率可达2.9Qmm2/m，克服了传统电热合金的不足，具有广泛的工业应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FeAl泡沫金属的制备方法，其特征在于，采用烧结工艺制备泡沫Fe基合金，在 泡沫Fe基合金的基础上，采用粉末包埋法渗Al，渗剂由铝铁合金粉末、Al

【技术特征摘要】
1.一种FeAl泡沫金属的制备方法，其特征在于，采用烧结工艺制备泡沫Fe基合金，在泡沫Fe基合金的基础上，采用粉末包埋法渗Al，渗剂由铝铁合金粉末、Al2O3粉末和NH4Cl组成，形成FeAl泡沫金属。2.如权利要求1所述的一种FeAl泡沫金属的制备方法，其特征在于，所述烧结工艺包括：（1)配料：按照Si:4-8%、Cr:2-3%、Ni:3-4%、Nb:1-4%、Zr:0.5-1.5%、Ti:0.1-0.5%，余量为铁的配比进行配料；（2)球磨：在高能球磨机中研磨36-48小时后，得到平均粒径为1-5um的合金粉末；（3)烧结：将填充有上述合金粉的模具装入烧结设备中，在真空条件下边加压边烧结，烧结温度为900°C〜1000°C，时间为8-10小时，得到泡沫Fe基合金。3.如权利要求2所述的一种FeAl泡沫金属的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：余兴华，易秋珍，钟建夫，朱济群，
申请(专利权)人：常德力元新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43