[發明專利]一種三金屬材料及其制造方法

有效

• 申請號: 200910197491.2
• 申請日: 2009-10-21
• 公開（公告）號: CN102039698A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 郭南翔;黃慶華
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B5/14;G05D23/08
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及一種金屬材料及其制造方法，尤其涉及一種新型的高敏感性三金屬材料及其制造方法。

背景技術

三金屬是在雙金屬基礎上發展起來的一種復合材料，即在兩層膨脹系數存在較大差異的組元層材料之間增加一種電阻率與這兩組元層相差很大的低電阻率材料后復合而成的材料。其中兩層組元層材料分別稱為高膨脹層和低膨脹層，兩層組元層材料中間即是中間層，也叫分流層。

三金屬經過多年發展，已形成了系列化品種和相應牌號，如納入國家標準GB/T4461中的5J1305、5J1306、5J1309、5J1411、5J1415、5J1325、5J1433、5J1440等。三金屬的主要性能指標包括比彎曲K、電阻率ρ，如上述三金屬牌號中，13或14表示比彎曲，06或15等表示電阻率，分別反映三金屬的敏感性高低和電阻率的大小。

三金屬經加工成鋼帶，沖制為片狀或帶狀的小部件用以制作溫控元器件，廣泛應用于家電、汽車和機電等行業，作為位移補償、溫度控制、電流控制，以及過載保護之用。由于三金屬結構簡單、使用可靠、成本低，其在各個領域獲得了廣泛的應用。

為了滿足具有不同設計要求的產品的使用，需要具有不同比彎曲值和電阻率的三金屬材料。對于比彎曲K，其值在10以下一般可歸為低敏感性；其值在12～15之間可歸為中敏感性；其值在17以上可歸為高敏感性。對于電阻率ρ，其值在10以下可歸為低電阻型；其值為10～30可歸為中電阻型，其值在30以上為高電阻型。

目前標準GB/T4461中所列三金屬可大致分為三類。第一類是中敏感、低電阻率，如上述的5J1305、5J1306、5J1309；第二類是中敏感、中電阻率，如上述的5J1411、5J1415；第三類是中敏感、高電阻率，如上述的5J1433、5J1440。

上述這些牌號的三金屬已在家電、汽車和機電等行業中獲得了廣泛應用，滿足了不同電器產品的設計、生產、使用要求。隨著電器產品應用的不斷發展和深入，三金屬的應用將更加多元化，如要求它具有更高的敏感性，并形成一定的電阻系列，以滿足一些溫控產品的需要。而目前尚沒有能滿足這種產品需要的三金屬。

因此本發明提出一種新型的高敏感、低(中)電阻率三金屬材料，通過選取合適的組元層和分流層，采用冷軋復合方法制造，相比標準GB/T4461中現有的三金屬，具有更高的敏感性(更高的比彎曲)，可實現電阻系列化，適用于具有更快響應要求和電阻系列化的電器產品，對于進一步拓展三金屬品種，更好地滿足市場需求，擴大產品影響力有著十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的之一是設計一種新型的高敏感、低(中)電阻率三金屬材料，通過選取合適的組元層和分流層，并采用合適的厚度及厚度配比，再通過冷軋復合方法獲得該三金屬。相比標準GB/T4461中現有的三金屬，這種新型應當具有更高的敏感性，同時可實現電阻系列化。

本發明的另一目的是提供一種上述新型高敏感、低或中電阻率三金屬材料的制造方法，通過控制復合軋制的工藝參數和燒結制度等，來獲得質量穩定的新型三金屬。

本發明的技術構思為通過確定合適的組元層和分流層材料品種、厚度及厚度配比，保證最終產品的比彎曲K、電阻率ρ符合要求，同時保證復合軋制后三金屬的板型。通過確定相關復合軋制的工藝參數，保證復合后三金屬坯的結合強度，減少分層和碎邊。通過確定三金屬復合坯的燒結制度，即擴散熱處理制度和冷軋中間坯熱處理制度，更好地提高三金屬的結合強度，保證生產穩定性。

根據本發明的上述目的和技術構思，提出一種三金屬材料，由高膨脹組元層、分流層和低膨脹組元層組成，所述高膨脹組元層、分流層和低膨脹組元層的厚度比值為1∶(0.40～1.2)∶(1.0～1.40)，其中高膨脹組元層的材料為Mn75Ni15Cu10，分流層的材料為Cu，低膨脹組元層的材料為Ni36。

優選地，所述高膨脹組元層、分流層和低膨脹組元層的厚度比值為1∶(0.46～1.17)∶(1.0～1.33)。

相應地，本發明還提供了一種三金屬材料的制造方法，包括下列步驟：

(1)選材：選取高膨脹組元層材料為Mn75Ni15Cu10，分流層材料為Cu，低膨脹組元層材料為Ni36；