专利名称：耐高温、耐腐蚀的热电偶保护管及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种热电偶保护管，尤其涉及一种耐高温、耐腐蚀的热电偶保护
管及其生产方法。
背景技术：
随着科技的进步，温度测量技术亦得到迅速发展，已形成从点到线、由线到面、由 表及里、从有线到无线的发展趋势。在接触式与非接触式两大类产品中，量大面广的接触 式热电偶在现代技术发展中得到了快速的发展。热电偶因其性能稳定、准确可靠、结构简 单、使用方便、测温范围广、信号可远传等优点，在工业生产和科学研究等领域中已成为应 用最广泛的感温元件。在其测温过程中，热电偶保护管发挥着重要作用。保护管材料性能影 响热电偶长期稳定性、使用寿命等各项性能指标。特别是在高温下工作的热电偶，对其材 料有更加高的要求。如何经济实用的解决高温环境下的热电偶套管的失效问题。据有关数 据统计，热电偶在正常的测量范围内，其损坏率的高低直接取决于保护管材料性能的优异。 因此，在实际使用中保护管是影响热电偶使用寿命的最关键因素。热电偶保护管主要有两种用途，一是防止遭受机械损坏；二是保护热电偶免受被 测介质化学腐蚀、不受氧化气氛或还原气氛的有害影响，使热电偶尽可能处于接近其最佳 气氛中。因此热电偶必须加以保护，使之不受不良气氛的侵害。热电偶保护管按其材质可 分为三种
(1)金属机械强度高、导热性能好、应用非常广泛，但工作温度较低。(2)非金属多在IOOiTC以上温度测量时采用，耐热性能好，震性差、导热性差，不 易加工安装。(3)金属陶瓷由于金属材料力学强度高，但不耐高温；非金属材料耐高温，但机 械强度低。目前，国内失蜡精铸件生产中采用的制壳工艺有以下3种(1)水玻璃型壳；(2) 复合型壳；(3)硅溶胶型壳。上述三种制壳工艺存在的主要问题如下
1)水玻璃粘结剂固有的缺点是Na2O含量高，型壳高温强度、抗蠕变能力远不及硅溶胶 型壳。加之面层耐火材料采用了石英砂(粉)，对精铸件质量有很大影响；型壳生产条件 差，缺乏严格的生产过程及参数的控制，由于硬化剂的强腐蚀性，除尘设备简陋，很少车间 有恒温、恒湿、除尘的生产环境，影响型壳和铸件质量的涂料配制、硬化、风干、脱蜡等工序， 极少按行业规定的操作规范严格控制，型壳风干处的温度、湿度、风速等更是不加控制，故 常在高、低温或梅雨季节发生批量报废的质量事故。2)目前不少工厂将第1、2层改用锆英粉及莫来石粉，硅溶胶型壳，背层仍采用原 有水玻璃型壳工艺即复合型壳，由于背层保留了水玻璃粘结剂，故其型壳整高温强度、抗 蠕变能力比硅溶胶型壳低，浇注的铸件寸精度及形位公差均比不上硅溶胶型壳；透气性不 如水玻璃型壳，也不如硅溶胶型型壳高温强度不及硅溶胶型壳，更易造成废品；复合型壳铸 件质量稳定性比水玻璃好，但远如硅溶胶型壳；复合型壳由于采用价高的锆英粉作面层，其
4壳成本是水玻璃型壳的4. 5倍，若背层采用莫来石粉，其型壳成本与硅溶胶型壳成本相差 无几，其成本的优势并不明显。3)硅溶胶型壳的成本高，其型壳生产成本是水玻璃型壳的8倍，比低温蜡硅溶胶 型壳也高出25% ；生产周期与低温蜡硅溶胶型壳相同，比水玻及复合型壳长很多；生产中大 件往往要采用中温液态蜡及高压蜡，厚壁蜡模易缩凹，铸件尺寸精度并不太高。
发明内容
因此，为了克服现有保护管材质的不足，本发明提供了一种耐高温、耐腐蚀的热电 偶保护管及其生产方法。本发明采用技术技术方案
一种耐高温、耐腐蚀的热电偶保护管，所述热电偶保护管材料的各成分组成的重量百 分比如下C:0. 2-0. 4，Si:0. 4-0. 6, Μη:0. 3-0. 5 P 彡 0· 04，S 彡 0. 03，Cr: 27-29， Ni: 19-21，Mo ^ 0. 30，V ^ 0. 10，Ti 彡 0. 40，Cu 彡 0. 10，Al ^ 0. 04，Re 的加入量 ^ 0. 05，余量为Fe及杂质，且杂质总含量< 0. 10。所述Cr与C的含量关系如下Cr/C=67. 5-110。一种述热电偶保护管的生产方法，该方法包括以下步骤
1)合金钢制备
a、在感应电炉中加入304不锈钢料进行充分熔化，加入锰铁、硅铁、铬铁、钛铁和稀土， 并且向合金溶液中吹氧，炉料成分控制04%，0. 4%≥C≥0. 2%，
b、在还原炉中对合金溶液进行还原，完成对合金钢精炼，
C、将合金钢在800-1060°C保温2-3h，900-1000°C淬火空冷，在700-800°C回火8h ；
2)铸造成型包括制壳工序，制壳工序中涂料种类、涂料的配比如下
权利要求
1.1、一种耐高温、耐腐蚀的热电偶保护管，其特征在于所述热电偶保护管材料的各成 分组成的重量百分比如下c:0. 2-0. 4，Si:0. 4-0.6，Μη:0. 3-0. 5 P ≤ 0.04 , S ≤ 0.03 ，Cr:27-29，Ni: 19-21，Mo ≤ 0. 30，V ≤ 0. 10，Ti ≤ 0. 40，Cu ≤ 0. 10，Al ≤ 0. 04 ，Re的加入量< 0. 05，余量为Fe及杂质，且杂质总含量< 0. 10。
2.2、根据权利要求1所述热电偶保护管，其特征在于所述Cr与C的含量关系如下 Cr/C=67. 5-110。
3.3、一种权利要求1或2所述热电偶保护管的生产方法，其特征在于该方法包括以下 步骤1)合金钢制备a、在感应电炉中加入304不锈钢料进行充分熔化，加入锰铁、硅铁、铬铁、钛铁和稀土， 并且向合金溶液中吹氧，炉料成分控制04%，0. 4%彡C彡0. 2%，b、在还原炉中对合金溶液进行还原，完成对合金钢精炼，C、将合金钢在800-1060°C保温2-3h，900-1000°C淬火空冷，在700-800°C回火8h ；2)铸造成型包括制壳工序，制壳工序中涂料种类、涂料的配比如下
4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于锰铁、硅铁、铬铁、钛铁和稀土在加入 感应电炉前需要烘干，烘干温度为500-650°C。
5.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于熔炼的工艺参数为焙烧温度 1050-1080°C，焙烧时间> 30分钟，保温时间> 20分钟，熔炼时间> 25min，浇注温度 1580-1600°C，每炉出炉时间应小于4分钟。
6.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于制壳工艺参数如下
7.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于制壳还包括脱蜡，脱蜡工艺要求如下脱蜡蒸汽压力0. 8-0. 9Mpa，达到0. 56MPa压力时间< 14S，脱蜡时间:9_18min，脱蜡 用蒸汽器压力应达到1. OMpa，对脱蜡釜进行预热1-2次。
8.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于铸造成型还包括射蜡工序，工艺要求 如下室温25士 1°C，蜡缸温度50-60°C，保温时间> 12小时，射嘴温度50-60°C，射蜡 压力1. 0-6. OMpa，压后蜡模静置时间> 4小时。
9.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于铸造成型还包括组数工序，组数工 艺要求室温25士 1°C，焊后蜡件上表面距浇口杯上边缘最小距离> 90mm，焊后蜡模间距> 9mm,内浇口长度12-25mm，竖组时最下一排内浇口不能超出模头低端。
10.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于铸造成型还包括清理工序，清理工 艺要求清洗液和蒸馏水按1:3比例混合，清洗时间6-18S，清洗液寿命:< 8000棵，蜡树 组焊后，静置15分钟以上方可进行清洗，室温25士 1°C。
全文摘要
本发明公开了一种耐高温、耐腐蚀的热电偶保护管及其生产方法，所述热电偶保护管材料的各成分组成的重量百分比如下C:0.2-0.4，Si:0.4-0.6， Mn:0.3-0.5 P≤0.04，S≤0.03，Cr:27-29，Ni:19-21，Mo≤0.30，V≤0.10，Ti≤0.40， Cu≤0.10，Al≤0.04，Re的加入量≤0.05，余量为Fe及杂质，且杂质总含量≤0.10。生产方法包括合金钢制备和铸造成型。试验证明采用本发明的热电偶保护管材料保护热电偶，使用寿命在30个月左右。
文档编号C22C38/40GK102002643SQ20101059413
公开日2011年4月6日 申请日期2010年12月18日 优先权日2010年12月18日
发明者赵肖雷 申请人:莘县荣盛精密铸造有限公司