熱雙金屬-正文
精密合金的一種,由兩層(或多層)具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬或合金作為組元層牢固結(jié)合而成。熱雙金屬中的一組元層具有低的熱膨脹系數(shù),為被動層;另一組元層具有高的熱膨脹系數(shù),為主動層。有時,為了得到性能特殊的熱雙金屬,還可以加入第三層或第四層金屬或合金。通常,被動層都采用含Ni34~50%的因瓦型合金;主動層則采用黃銅、鎳、Fe-Ni-Cr、Fe-Ni-Mn和Mn-Ni-Cu合金等。通過主動層和被動層材料的不同組合,可以得到不同類型的熱雙金屬,如高溫型、中溫型、低溫型、高敏感型、耐蝕型、電阻型和速動型等。
表示熱雙金屬特性的主要參量有:①比彎曲。包括影響熱雙金屬彎曲量的所有材料特性。它是衡量熱雙金屬對溫度變化靈敏程度的一個重要參量。②使用溫度范圍。熱雙金屬可以正常工作的溫度范圍。包括線性溫度范圍和允許使用溫度范圍。在線性溫度范圍內(nèi)熱雙金屬的彎曲位移量與溫度呈線性關系,比彎曲值*大。允許使用溫度范圍大于線性溫度范圍。在此范圍內(nèi),雖然比彎曲值有所降低,但內(nèi)部熱應力尚低于材料的彈性極限,仍能**使用。③彈性模量。計算熱雙金屬元件產(chǎn)生的推力、力矩和內(nèi)應力時所需的參量。④電阻率。計算直接通電加熱的熱雙金屬元件發(fā)熱溫度的參量。*常用的3Ni24Cr2(主動層)/ 4J36(被動層)熱雙金屬的主要特性為:比彎曲(室溫~150℃),(13.2~15.5)×10-6℃-1;允許使用溫度范圍,-70~+450℃;線性溫度范圍, -20~+180℃;彈性模量,≥16000kgf/mm2;電阻率(20±5℃),77~84μΩ·cm。
熱雙金屬各組元的熱膨脹系數(shù)不同,當溫度變化時各組元的膨脹或收縮量不同,作為一個整體的熱雙金屬元件將發(fā)生彎曲。這一熱敏特性廣泛用于溫度測量、溫度控制、溫度補償和程序控制等。電氣工業(yè)中的熱繼電器和斷路器等,儀表工業(yè)中的氣象儀表和電流計等,家用電器方面的電熨斗、電灶、電冰箱和空調(diào)裝置等都廣泛采用熱雙金屬元件。常用的各種熱雙金屬元件見圖。
制造熱雙金屬的關鍵工序是各組元層之間的復合工藝。復合工藝有熔合法、雙澆法、熱軋法、冷軋法和爆炸法等。常用的是熱軋法,把各組元層的板坯在較高溫度下以大壓下量熱軋而復合,然后進行冷軋。產(chǎn)品質(zhì)量*好的是冷軋法,把不同組元層的板坯在常溫下以大壓下量冷軋而復合,然后進行常規(guī)冷軋。熱雙金屬一般為帶材或片材。