專利名稱：K型熱電偶合金絲及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電熱偶技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種K型熱電偶合金絲及其制備方法。
背景技術(shù)：
熱電偶是一種采用兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構(gòu)成一 個閉合回路，當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便 產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成一個大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電 偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。熱電偶是溫度測量中應(yīng)用最廣泛的溫度器件， 他的主要特點就是測溫范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)響應(yīng)好， 更能夠遠傳4-20mA電信號，便于自動控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基 于熱電效應(yīng)。將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，當兩個接點處的溫 度不同時，回路中將產(chǎn)生熱電勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，又稱為塞貝克效應(yīng)。 閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢有兩種電勢組成；溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是 指同一導體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢，不同的導體具有不同的電子密度， 所以他們產(chǎn)生的電勢也不相同，而接觸電勢顧名思義就是指兩種不同的導體相 接觸時，因為他們的電子密度不同所以產(chǎn)生一定的電子擴散，當他們達到一定 的平衡后所形成的電勢，接觸電勢的大小取決于兩種不同導體的材料性質(zhì)以及 他們接觸點的溫度。目前國際上應(yīng)用的熱電偶具有一個標準規(guī)范，國際上規(guī)定 熱電偶分為八個不同的分度，分別為B， R， S， K， N， E， J和T，其測量溫度的 最低可測零下270攝氏度，最高可達1800攝氏度，其中B， R， S屬于鉑系列的 熱電偶，由于鉑屬于貴重金屬，所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下的幾個則稱為廉價金屬熱電偶。但是現(xiàn)有的廉價金屬熱電偶大多正極采用的鎳鉻合金、 鎳鉻硅合金或鐵，

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有的K型熱電偶的正極熱電偶合金絲 中的鉻的選擇氧化性強，提供一種抗氧化效果好的熱電偶合金絲。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是K型熱電偶合金絲，具有正極 和負極，正極為鎳鉻合金材料制成的熱電偶合金絲，負極為鎳硅合金材料制成 的熱電偶合金絲，其特征是所述的鎳鉻合金材料的化學組成重量百分數(shù)為
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 述的鎳硅合金材料的化學組成重量百分數(shù)為0. 29%Co， 2. 5%Si, 0. 55%Mn， 0.05%Ca， 0.05%的混合稀土， Ni余量。
本發(fā)明中K型熱電偶合金絲的制備方法具有以下過程a.合金熔煉過程； b.合金拉絲過程；c.熱電偶合金絲焊接及成品測試。
本發(fā)明的制備方法中所述過程a合金熔煉過程分為鎳鉻合金熔煉過程和鎳 硅合金熔煉過程，所述的鎳鉻合金熔煉過程為鎳鉻合金熔煉和鎳鉻合金中的元 素分析，把鎳鉻合金中各種元素物質(zhì)按比例加入熔煉設(shè)備中在負壓狀態(tài)下熔煉 后成鎳鉻合金錠，對鎳鉻合金進行元素分析，分析后結(jié)果能滿足9.5土0.0296Cr， 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；所述的鎳硅合金熔煉過程為鎳硅合金熔煉和鎳硅合金中 的元素分析，把鎳鉻合金中各種元素物質(zhì)按比例加入熔煉設(shè)備中在負壓狀態(tài)下 熔煉后成鎳鉻合金錠，對鎳鉻合金進行元素分析，分析后結(jié)果能滿足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。
為保證成分分析的高精度還需要對合金錠的頭尾進行Fe的含量分析，F(xiàn)e的 含量控制在0.05±0.02%的范圍之內(nèi)。Fe的含量直接影響到合金制成的測溫結(jié) 果。
本發(fā)明中在合金熔煉過程中合金熔煉時真空度控制在10—2級，減少合金中的 氧含量，提高合金的純度。
本發(fā)明中所述的過程b合金拉絲過程中首先要對合金錠進行熱軋，制成cj) 8mm的坯料，在坯料的兩端各斬去0. 5Kg的合金。
本發(fā)明中所述的拉絲過程中拉絲的道次壓縮率要控制在60%;應(yīng)用具有 還原性的拉絲潤滑劑，保證在退火時不產(chǎn)生嚴重的氧化。
本發(fā)明的有益效果是大大提高元器件的精度由于鎳鉻-鎳硅熱電偶合金
絲的熱電動勢全部達到I級精度，做成的熱電偶的也全部達到了I級精度。這 就使熱電偶在溫場中的測溫誤差大大縮小，達到了高精度。從而提高了整個系
統(tǒng)的精度；
提高了熱電偶的穩(wěn)定性熱電偶在使用過程中其熱電動勢會發(fā)生變化，國
家標準中對偶絲的穩(wěn)定性有一個指標規(guī)定，即熱電動勢超過規(guī)定的數(shù)值穩(wěn)定性 就不合格了。由于鎳鉻-鎳硅熱電偶合金絲的熱電動勢全部達到I級精度，要使 熱電動勢的變化超過穩(wěn)定性規(guī)定的數(shù)值的時間更長了，也就延長了熱電偶的使
用壽命；
有很高的社會效益由于延長了熱電偶的使用壽命，為社會節(jié)約原材料和
產(chǎn)品的成本。
具體實施方式
實施例l
工業(yè)生產(chǎn)過程中鎳鉻-鎳硅熱電偶合金絲的生產(chǎn)是分為鎳鉻合金絲的生產(chǎn) 和鎳硅合金絲的生產(chǎn)，將兩部分生產(chǎn)出來的鎳鉻合金絲和鎳硅合金絲的首尾焊 接形成閉合回路。
鎳鉻合金絲的生產(chǎn)是具有鎳鉻合金熔煉和鎳鉻合金拉絲兩部分組成，其中
鎳鉻合金熔煉具有合金熔煉和合金元素分析，熔煉采用的設(shè)備為ZG-25變頻真 空熔煉爐，向熔煉爐中加入9.5KgCr， 1.0KgCo， 0.40KgSi， 0. 05KgCa， 0. 05KgY， 0. 05Kg的混合稀土和88. 95 KgNi，熔煉爐的真空度控制在10—2級熔煉成金相均 勻的合金熔液，再對合金熔液進行元素含量分析，確保合金中的各元素的含量 與配方中的誤差不超過0.02% ，實測結(jié)果為9. 5%Cr， 0. 99%Co， 0. 41%Si， 0. 04%Ca， 0.04%Y， 0.07%的混合稀土， Ni含量為88.9496,實際生產(chǎn)中還需測定合金中Fe 元素的含量低于0. 05Q/0。
熔煉好的鎳鉻合金錠進行熱軋?zhí)幚?，將合金錠通過熱軋制成直徑8mm的坯 料，在坯料的兩端各截去0.5Kg的合金，在對合金坯料進行拉絲，拉制成鎳鉻 電偶絲。
鎳硅合金絲的生產(chǎn)具有鎳硅合金熔煉和鎳硅合金拉絲兩部分組成，其中鎳 硅合金熔煉具有合金熔煉和合金元素分析，熔煉采用的設(shè)備為ZG-25變頻真空 熔煉爐，向熔煉爐中加入0.29KgCo， 2.5KgSi， 0.55KgMn， 0.05KgCa， 0.05Kg 的混合稀土和96. 51KgNi，熔煉爐的真空度控制在10—2級熔煉成金相均勻的合金 熔液，再對合金熔液進行元素含量分析，確保合金中的各元素的含量與配方中 的誤差不超過0.02% ，實測結(jié)果為0. 28%Co, 2. 48%Si， 0. 57%Mn， 0. 07%Ca， 0. 03% 的混合稀土， Ni含量為99%,實際生產(chǎn)中還需測定合金中Fe元素的含量低于0. 05%。
熔煉好的鎳硅合金錠進行熱軋?zhí)幚?，將合金錠通過熱軋制成直徑8mm的坯 料，在坯料的兩端各截去0.5Kg的合金，在對合金坯料進行拉絲，拉制成鎳硅 電偶絲。
將鎳鉻電偶絲和鎳硅電偶絲進行焊接，是電偶合金絲形成閉合回路，進行 測試，其測溫偏差為被測溫度的±0.40%。
權(quán)利要求
1、一種K型熱電偶合金絲，具有正極和負極，正極為鎳鉻合金材料制成的熱電偶合金絲，負極為鎳硅合金材料制成的熱電偶合金絲，其特征是所述的鎳鉻合金材料的化學組成重量百分數(shù)為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；所述的鎳硅合金材料的化學組成重量百分數(shù)為0.29％Co，2.5％Si，0.55％Mn，0.05％Ca，0.05％的混合稀土，Ni余量。
2、 如權(quán)利要求1所述的K型熱電偶合金絲的制備方法，其特征是具有以下過程a.合金熔煉過程；b.合金拉絲過程；C.熱電偶合金絲焊接及成品測試。
3、 如權(quán)利要求2所述的K型熱電偶合金絲的制備方法，其特征是所述過 程a合金熔煉過程分為鎳鉻合金熔煉過程和鎳硅合金熔煉過程，所述的鎳鉻合 金熔煉過程為鎳鉻合金熔煉和鎳鉻合金中的元素分析，所述的鎳硅合金熔煉過 程為鎳硅合金熔煉和鎳硅合金中的元素分析。
4、 如權(quán)利要求3所述的K型熱電偶合金絲的制備方法，其特征是所述的 鎳絡(luò)合金中的元素分析為Cr含量達到9. 5%±0. 02%， Co含量達到1. 0%±0. 02%， Si含量達到0.機±0. 02%， Ca含量達到0. 05%±0. 02%, Y含量達到0. 05%± 0.02%，混合稀土含量達到0.05%±0. 02%, Ni余量。
5、 如權(quán)利要求3所述的K型熱電偶合金絲的制備方法，其特征是所述鎳 硅合金中的元素分析中Co含量達到0.29%±0.02%， Si含量達到2.5y。士0.02呢， Mn含量達到0. 55%±0. 02%，Ca含量達到0. 05%±0. 02%,混合稀土含量達到0. 05% ±0.02%， Ni余量。
6、 如權(quán)利要求2所述的K型熱電偶合金絲的制備方法，其特征是所述的 合金拉絲過程中具有熱軋過程和拉絲過程，熱軋過程是將合金錠制成4)8mm的坯 料，在坯料的兩端各斬去0. 5Kg的合金，拉絲過程是拉絲的道次壓縮率要控制 在60%，應(yīng)用具有還原性的拉絲潤滑劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及電熱偶技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種K型熱電偶合金絲及其制備方法，具有正極和負極，正極為鎳鉻合金材料制成的熱電偶合金絲，負極為鎳硅合金材料制成的熱電偶合金絲，所述的鎳鉻合金材料的化學組成重量百分數(shù)為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；所述的鎳硅合金材料的化學組成重量百分數(shù)為0.29％Co，2.5％Si，0.55％Mn，0.05％Ca，0.05％的混合稀土，Ni余量，由于延長了熱電偶的使用壽命，為社會節(jié)約原材料和產(chǎn)品的成本。
文檔編號G01K7/02GK101476946SQ20091011608
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者袁勤華, 陳伯滋 申請人:袁勤華