一种通过焊接制备铬酸镧电热元件的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过焊接制备铬酸镧电热元件的方法，其特征是：分别制备出铬酸镧电热元件的发热端、冷端材料的坯料，坯料经加工、切割、烧结制备出发热端、冷端材料，发热端、冷端材料通过焊接得到所需规格的铬酸镧电热元件产品。其优点是：可实现铬酸镧电热元件的工业化生产，生产周期短，成本低；运用本发明专利技术可按需生产包括任意长度的直型和异型电热元件，大大扩展了传统铬酸镧电热元件的使用范围；通过本发明专利技术生产出的产品外观好，质量稳定，耐腐蚀，可在室温至1800℃范围内使用，寿命超过2000小时，可完全替代传统陶瓷电热元件在各类电炉中使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于电热元件领域。
技术介绍
铬酸镧电热元件是一种非金属电热元件，目前种类只有粗端部型和等直径型，粗端部型已完全被等直径型所取代。专利号:ZL02102689.0的中国专利“超高温电致热陶瓷发热体制造方法”中给出了一种铬酸镧电热元件的制备方法，该方法采用整体烧结工艺来制备铬酸镧电热元件，其缺点是生产周期长、产量低、成本高、产品单一，不适于生产长度在I米以上的铬酸镧电热元件及异型的电热元件，无法形成工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种分段焊接工艺，可以制造任意长度的直型和异型的电热元件、生产周期短、成本低、能够形成工业化生产的通过焊接制备铬酸镧电热元件的方法。本专利技术的目的是通过以下方式实现的:本专利技术的，其工艺步骤为:步骤1:分别制备出铬酸镧电热元件的发热端、冷端材料的粉体；步骤2:将步骤I中获得的发热端、冷端材料的粉体分别进行干混混匀，将粉体与增塑剂水溶液混合经搅拌碾压，使增塑剂均匀分布，塑性增加，分别制成发热端、冷端的坯料；步骤3:将步骤2中获得的发热端、冷端坯料分别在油压机上预挤压两遍，进一步增大坯料的粘结力，并压成所需形状备用；步骤4:根据所需直径规格分别将各发热端、冷端的坯料在螺旋挤压机或活塞挤压机上连续挤压出圆筒形成型坯体，按需切割长度；步骤5:将切割后的坯体在室温静置干燥24小时以上；步骤6:将干燥后的坯体放入窑炉中烧结出发热端、冷端材料；步骤7:将烧成后的发热端、冷端材料通过焊接得到所需规格的铬酸镧电热元件女口广叩；步骤8:清理后在元件的导电端涂银便于接线。步骤I中的所述的发热端、冷端材料的粉体是由专利号:ZL02102689.0的超高温电致热陶瓷发热体制造方法制备获得的，粉体的粒度为I ΙΟΟμ ;所述增塑剂是质量百分比浓度为1%_10%纤维素的水溶液；所述纤维素是甲基纤维素，乙基纤维素，羧基纤维素中的一种或几种；增塑剂的用量为1%_50% (质量百分比)；步骤3中所述的预挤压压力为20_40Mpa ；步骤4中所述的挤压成型压力为20_80Mpa ；步骤4中所述的圆筒形成型坯体的坯壁厚为I 10毫米，坯体外径为10 200毫米；所述步骤6的烧结气氛为大气或保护气体，烧结制度为200 600°C保温1_24小时、1000 1800°C保温I 50小时；步骤7中所述的焊接为环缝焊接，环缝焊接方式的热源包括电弧焊、等离子弧焊、激光焊、埋弧焊，气焊，焊接温度为1000 3000°C。本专利技术的优点是:以铬酸镧材料的分段焊接工艺代替了过去专利“超高温电致热陶瓷发热体制造方法”的整体烧结工艺来制备铬酸镧电热元件，可实现铬酸镧电热元件的工业化生产，生产周期短，成本低；运用本专利技术可按需生产包括任意长度的直型和异型电热元件，大大扩展了传统铬酸镧电热元件的使用范围；通过本专利技术生产出的产品外观好，质量稳定，耐腐蚀，可在室温至1800°C范围内使用，寿命超过2000小时，可完全替代传统陶瓷电热元件在各类电炉中使用。附图说明图1为实施例1中的铬酸镧电热元件的结构示意图；图2为实施例2中的铬酸镧电热元件的结构示意图；图3为实施例3中的铬酸镧电热元件的结构示意图。具体实施例方式实施例1附图1为等直径型铬酸镧电热元件。元件整体长度为3米，外径25mm，壁厚5mm。其中发热部分总长2米，是由两段长为一米的发热端部分焊接起来，两段长度分别为0.5米的冷端再焊接到发热端两边最终获得附图1的电热元件。具体过程为根据专利“超高温电致热陶瓷发热体制造方法”制取所需的铬酸镧热端和冷端材料，之后将粉料和纤维素水溶液在机器中搅拌碾压，纤维素水溶液的加入量为45%wt，浓度10%wt。将经过搅拌碾压的坯料在油压机上预挤压两遍，将挤压过的料压成饼状。考虑到烧结收缩，将螺旋挤压机的参数调为外径26mm，壁厚6mm，发热端切割长度为1.05米，冷端切割长度为0.55米，将切好的毛坯在室温下静置24小时后放入窑炉中，烧结制度为300°C保温4小时，1500°C保温5小时，烧结气氛为大气环境，之后随炉冷却。先将冷却后的两段热端毛坯在环缝焊接机上焊接，焊接热源为电弧，焊接温度3000°C，然后再将冷端焊接到热端上，焊接温度同上。该电热元件在室温至1800°C范围内使用，可连续使用超过2000小时。实施例2附图2为采用本专利技术方法制备的“门”型电热元件。其中发热部分由一段长为0.6米，和两段长为0.3米的热端组成，外径2mm，壁厚5mm。接线端由两段长为0.3米，外径和壁厚同上的冷端组成，整体元件按图中方式焊接获得。具体过程为根据专利“超高温电致热陶瓷发热体制造方法”制取所需的铬酸镧热端和冷端材料，之后将粉料和纤维素水溶液在机器中搅拌碾压，纤维素水溶液的加入量为50%wt，浓度9%wt。将经过搅拌碾压的坯料在油压机上预挤压两遍，将挤压过的料压成饼状。考虑到烧结收缩，将螺旋挤压机的参数调为外径21mm，壁厚6mm，热端切割长度为0.35米和0.65米，冷端切割长度为0.35米，将切好的毛坯在室温下静置24小时后放入窑炉中，烧结制度为500°C保温3小时，1600°C保温5小时，烧结气氛为大气环境，之后随炉冷却。将冷却好的热端和冷端部分按图在环缝焊接机上焊接，焊接热源为等离子弧，焊接温度3000°C，然后再将冷端焊接到热端上，焊接温度同上。该电热元件在室温至1800°C范围内使用，可连续使用超过2000小时。实施例3附图3为采用本专利技术方法制备的“山”型电热元件，该元件可连接三项电源使用。其中发热部分由一段长为I米，和三段长为0.3米的热端构成，外径25mm，壁厚6mm。接线端由3段长为0.3米的冷端构成，外径25_，壁厚6_，整体元件按图中方式焊接获得。具体过程为根据专利“超高温电致热陶瓷发热体制造方法”制取所需的铬酸镧热端和冷端材料，之后将粉料和纤维素水溶液在机器中搅拌碾压，纤维素水溶液的加入量为40%wt，浓度12%wt。将经过搅拌碾压的坯料在油压机上预挤压两遍，将挤压过的料压成饼状。考虑到烧结收缩，将螺旋挤压机的参数调为外径26mm，壁厚7mm，热端切割长度为0.35米和1.05米，冷端切割长度为0.35米，将切好的毛坯在室温下静置24小时后放入窑炉中，烧结制度为200°C保温6小时，1700°C保温4小时，烧结气氛为大气环境，之后随炉冷却。将冷却好的热端和冷端部分按图在环缝焊接机上焊接，焊接热源为乙炔火焰，焊接温度3000°C，然后再将冷端焊接到热端上，焊接温度同上。该电热元件在室温至1800°C范围内使用，可连续使用超过2000小时。权利要求1.，其特征是:其工艺步骤为: 步骤1:分别制备出铬酸镧电热元件的发热端、冷端材料的粉体； 步骤2:将步骤I中获得的发热端、冷端材料的粉体分别进行干混混匀，将粉体与增塑剂水溶液混合经搅拌碾压，使增塑剂均匀分布，塑性增加，分别制成发热端、冷端的坯料； 步骤3:将步骤2中获得的发热端、冷端坯料分别在油压机上预挤压两遍，进一步增大坯料的粘结力，并压成所需形状备用； 步骤4:根据所需直径规格分别将各发热端、冷端的坯料在螺旋挤压机或活塞挤压机上连续挤压出圆筒形成型坯体，按需切割长度； 步骤5:将切割后的坯体在室温静置干燥24小时以上； 步骤6:将干燥后的坯体放入窑炉中烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过焊接制备铬酸镧电热元件的方法，其特征是：其工艺步骤为：步骤1：分别制备出铬酸镧电热元件的发热端、冷端材料的粉体；步骤2：将步骤1中获得的发热端、冷端材料的粉体分别进行干混混匀，将粉体与增塑剂水溶液混合经搅拌碾压，使增塑剂均匀分布，塑性增加，分别制成发热端、冷端的坯料；?步骤3：将步骤2中获得的发热端、冷端坯料分别在油压机上预挤压两遍，进一步增大坯料的粘结力，并压成所需形状备用；?步骤4：根据所需直径规格分别将各发热端、冷端的坯料在螺旋挤压机或活塞挤压机上连续挤压出圆筒形成型坯体，按需切割长度；步骤5：将切割后的坯体在室温静置干燥24小时以上；步骤6：将干燥后的坯体放入窑炉中烧结出发热端、冷端材料；步骤7：将烧成后的发热端、冷端材料通过焊接得到所需规格的铬酸镧电热元件产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李德辉，白洋，王峰，成宇，孙良成，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，
类型：发明
国别省市：