专利名称：耐高温FeNiCo恒弹性合金及其制备方法以及用该合金制备元件的方法
技术领域：
本发明涉及一种合金，特别涉及一种耐高温FeNiCo恒弹性合金及其制备方法以及用该合金制备元件的方法。
背景技术：
在精密仪器仪表的制造过程中，常常需要使用在一定的温度范围内，其弹性模量变化很小或“不变”的合金，也就是说合金的固有振动频率不随温度而发生变化，此类合金就属于恒弹性合金。
恒弹性合金主要应用于通讯技术、宇航技术、高精度的仪器仪表及计时装置等方面，用于制作稳定的频率元件、仪表游丝、弹性敏感元件等。恒弹性合金主要可分为两大类一是铁磁性恒弹性合金，二是顺磁性或反铁磁性恒弹性合金，无论是从研究还是从使用的角度来看，铁磁性恒弹性合金都比较成熟，应用也比较广泛，一般来说均属于Ni-SpanC系合金的变种。我国目前已形成牌号、大量应用的FeNi基恒弹性合金3J53、3J58合金就属于铁磁性恒弹性合金，它们也是Ni-SpanC型的合金，这些合金在室温附近(-40～+80℃或100℃)具有较小的频率温度系数，能够满足仪器仪表在室温附近的使用要求。随着科学技术的发展，仪器仪表的使用温度越来越高，范围也越来越宽，在较高温度下使用时，这些合金的频率温度系数会急剧变坏，失去其恒弹性的性能，给仪器仪表造成较大的偏差，耐高温恒弹性合金正是由此发展而来。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种在较宽的温度范围内-60～+185℃，具有低频率温度系数的耐高温FeNiCo恒弹性合金，本发明的另一个目的是提供一种制备该合金的方法，本发明还有一个目的就是提供一种用该合金制备元件的方法。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
一种耐高温FeNiCo恒弹性合金，该合金化学成分的重量百分比为Ni27.0～30.0％、Co24.0～27.0％、Cr1.0～3.5％、Nb1.0～3.5％、Ti1.0～3.0％、Al0.1～2.5％、余量为Fe。
FeNi基合金的居里温度低，这就限制了其使用温度范围，Co元素的添加提高了FeNi基合金的居里温度，发展成铁磁性高温恒弹性合金。在居里温度以下，由于因瓦反常和ΔE效应，导致弹性反常，因而可在较宽温度范围内获得恒弹性性能，具有低频率温度系数。
所述耐高温FeNiCo恒弹性合金的制备方法，包括下述步骤a)、按重量百分比称取合金的各个组分，采用真空感应熔炼，熔炼工艺为熔化功率80Kw、精炼功率20～30Kw、真空度1～2Pa、熔炼时间为15～30分钟；b)、经电渣重熔成铸锭，在柴油炉中加热致1150～1200℃，热锻成棒坯；c)、将热锻成的棒坯在980～1020℃下保温30分钟，水淬固溶处理，加工成成品棒材。
通过适当的热处理工艺来调整合金的组织和性能，使合金的频率温度系数在较宽的温度范围内基本保持不变，满足高精度仪器仪表的宽温使用要求。
所述耐高温FeNiCo恒弹性合金制备元件的方法，将成品棒材加工成元件，置于真空热处理炉中进行最终的时效热处理，以调整和稳定合金的恒弹性性能，包括下述步骤a)、在700±5℃下保温2小时；b)、降温到600±5℃保温4小时后随炉冷却到室温，制成耐高温FeNiCo恒弹性合金元件。
本合金达到的主要性能如下1、合金的频率温度系数βf(-60～+185℃)＝(-20～+30)×10-6/℃，2、合金的弹性模量(室温)E＝160～170GPa，3、合金的居里温度Tc≥400℃。
本发明的耐高温FeNiCo恒弹性合金，具有高的居里温度，在较宽的温度范围内，具有低的频率温度系数。采用本发明的耐高温FeNiCo恒弹性合金制备方法，可调整合金的组织和性能，使合金的频率温度系数在较宽的温度范围内基本保持不变，满足高精度仪器仪表的宽温使用要求，能够满足高精度仪器仪表的高温使用要求。采用本发明的耐高温FeNiCo恒弹性合金制备元件的方法，可消除内应力，提高及稳定合金的恒弹性性能。
具体实施例方式
实施例1选取合金的成分含量为Ni27.5％，Co25.0％，Cr1.8％，Nb1.2％，Ti1.5％，A10.9％，余下为Fe。
将上述成分采用真空感应熔炼，熔炼工艺为熔化功率80Kw、精炼功率20～30Kw、真空度1～2Pa、熔炼时间为15～30分钟；再经电渣重熔成铸锭，在柴油炉中加热致1150～1200℃，热锻成各种规格的棒坯，经过980～1020℃保温30分钟水淬固溶处理后，加工成所需规格的成品棒材。
用此棒材加工成元件，再将元件装入真空热处理炉中，在700±5℃下保温2小时；降温到600±5℃保温4小时后随炉冷却到室温，制成耐高温FeNiCo恒弹性合金元件。
实施例2选取合金的成分含量为Ni29.0％，Co26.5％，Cr2.5％，Nb2.7％，Ti2.0％，Al1.6％，余下为Fe。
生产方法同实施例1。
实施例3选取合金的成分含量为Ni30.0％，Co26.8％，Cr3.1％，Nb3.0％，Ti2.7％，Al2.1％，余下为Fe。
生产方法同实施例1。
权利要求
1.一种耐高温FeNiCo恒弹性合金，其特征在于该合金化学成分的重量百分比为Ni 27.0～30.0％、Co 24.0～27.0％、Cr 1.0～3.5％、Nb 1.0～3.5％、Ti 1.0～3.0％、Al 0.1～2.5％、余量为Fe。
2.权利要求1所述耐高温FeNiCo恒弹性合金的制备方法，其特征在于包括下述步骤a)、按重量百分比称取合金的各个组分，采用真空感应熔炼，熔炼工艺为熔化功率80Kw、精炼功率20～30Kw、真空度1～2Pa、熔炼时间为15～30分钟；b)、经电渣重熔成铸锭，在柴油炉中加热致1150～1200℃，热锻成棒坯；c)、将热锻成的棒坯在980～1020℃下保温30分钟，水淬固溶处理，加工成成品棒材。
3.权利要求2所述耐高温FeNiCo恒弹性合金制备元件的方法，其特征在于将成品棒材加工成元件，置于真空热处理炉中进行最终的时效热处理，以调整和稳定合金的恒弹性性能，包括下述步骤a)、在700±5℃下保温2小时；b)、降温到600±5℃保温4小时后随炉冷却到室温，制成耐高温FeNiCo恒弹性合金元件。
全文摘要
本发明公开了一种耐高温FeNiCo恒弹性合金及其制备方法以及用该合金制备元件的方法，该合金化学成分的重量百分比为Ni 27.0～30.0％、Co24.0～27.0％、Cr1.0～3.5％、Nb1.0～3.5％、Ti1.0～3.0％、Al0.1～2.5％、余量为Fe。将上述成分采用真空感应熔炼；再经电渣重熔成铸锭，热锻成各种规格的棒坯，经过水淬固溶处理后，加工成棒材。用此棒材加工成元件，再将元件装入真空热处理炉中，进行时效处理，制成耐高温FeNiCo恒弹性合金元件。本发明的恒弹性合金，具有高的居里温度，在较宽的温度范围内，具有低的频率温度系数。采用本发明的恒弹性合金制备方法，使合金的频率温度系数在较宽的温度范围内基本保持不变，能够满足高精度仪器仪表的高温使用要求。采用本发明的恒弹性合金制备元件的方法，可消除内应力，提高及稳定合金的恒弹性性能。
文档编号C21D9/00GK1962915SQ200610095270
公开日2007年5月16日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年12月8日
发明者郭卫民 申请人:重庆仪表材料研究所