一种热双金属材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料技术领域，涉及一种热双金属材料。
【背景技术】
[0002] 热双金属材料是一种功能性的温度敏感材料，由两种或两种以上不同热膨胀系数 的材料组成，它能根据温度变化而产生形状的变化。主要应用于温控器、低压电器和仪器仪 表等领域，如用于低压断路器的过载保护，当电流过载时，导致了材料温升使双金属片产生 弯曲，从而使电路导通或断开。导致总成本很高。因此亟待需要开发一种新型的价低质高 的热双金属复合材料，以满足低压电器对热双金属材料的需求。
[0003] CN104073705A公开了一种热双金属材料，所述热双金属材料中包含以下金属成 分：铝、锡、锰或锌其中的一种，所述金属中还包含铁镍合金和有机化合物颗粒。其中，所述 有机化合物颗粒为碳化物和/或氮化物和/或硼化物的颗粒。所述的铁镍合金成分所占重 量百分比分别为30. 5% -50. 5%。虽然所述双金属材料能够降低热双金属材料的生产成 本，但是，该热双金属材料的品质还有待进一步提尚。
【发明内容】
[0004] 针对现有的热双金属材料存在的生广成本尚，品质低等的问题，本发明的目的在 于提供一种热双金属材料，所述热双金属材料的生产成本低，品质高，能够替代现有的高灵 敏度型热双金属材料。
[0005] 为达此目的，本发明提供以下技术方案：
[0006] -种热双金属材料，按重量百分含量包含以下成分：
[0007] 锡、锰或锌中的一种 40-65% 铁锐介金 20-35% 钴基高温合金 5-16% 无机化合物颗粒 10-30%。
[0008] 所述热双金属材料按重量百分含量可包含以下成分：锡、猛或锌中的一种40%， 铁镍合金20 %，钴基高温合金16 %，无机化合物颗粒24% ;锡、锰或锌中的一种45%，铁镍 合金25 %，钴基高温合金5 %，无机化合物颗粒25 % ;锡、锰或锌中的一种50 %，铁镍合金 35%，钴基高温合金5%，无机化合物颗粒10% ;锡、锰或锌中的一种60%，铁镍合金20%， 钴基高温合金8 %，无机化合物颗粒12 %;锡、锰或锌中的一种42 %，铁镍合金20 %，钴基高 温合金8 %，无机化合物颗粒30 %;锡、锰或锌中的一种48 %，铁镍合金22 %，钴基高温合金 15 %，无机化合物颗粒15 %;锡、锰或锌中的一种52 %，铁镍合金28 %，钴基高温合金10 %， 无机化合物颗粒10%。
[0009] 本发明提供的热双金属材料按重量百分含量含有锡、锰或锌中的一种40-65%， 如 42%、45%、46%、48%、50%、52%、55%、58%、60%、62%或 64%等；铁镍合金 20-35%， 如22%、23%、25%、28%、30%、32%或34%等；钴基高温合金5-16%，如6%、8%、10%、 12%、14%或15%等；无机化合物颗粒10-30%，如12%、15%、18%、20%、22%、25%或 28%等。
[0010] 作为优选的技术方案，所述热双金属材料按重量百分含量包含以下成分：
[0011] 锡、锰或锌中的一种 46-58% 铁镍:>金 23-30% 钴基高温合金 6-10% 无机化合物颗粒 W-24%。
[0012] 作为最优选的技术方案，所述热双金属材料按重量百分含量由以下成分组成：
[0013] 锡、锰或锌中的一种 50% 铁镍合金 2:6% 钴基高温合金 8% 无机化合物颗粒 16%。
[0014] 本发明提供的热双金属材料中含有部分钴基高温合金和无机化合物颗粒，其替代 了部分的镍，所以能够降低热双金属材料的成本，由于无机化合物颗粒的热膨胀系数与金 属不同，因此，所述热双金属材料的热膨胀系数对温度比较敏感，所述热双金属材料为温度 敏感性材料。
[0015] 所述热双金属材料中还包含钛、锆、铪、钒、钨其中的任意一种或至少两种的组合， 典型但非限制性的组合有：钛与锆，锆与铪，钒与钨，铪、钒与钨，钛、锆、铪、钒与钨等。
[0016] 所述钛、锆、铪、钒、钨其中的任意一种或至少两种的组合在热双金属中的重量百 分含量不高于2%，如重量百分含量为0? 5%、0. 6%、0. 8%、1%、1. 2%、L5%或1. 8%等。
[0017] 所述钴基高温合金为6耶188、611159、6册05、1(640或024011中的任意一种或至少两 种的组合，典型但非限制性的组合可为：GH5188与GH159，GH605与K640，GH5188与DZ40M， GH159、GH605 与K640,GH5188、GH159、GH605、K640 与DZ40M等。
[0018] 所述无机化合物颗粒为氮化碳和/或氮化硼。所述无机化合物颗粒的熔点高，适 宜加工。
[0019] 所述无机化合物颗粒的粒径小于350微米，如320微米、300微米、280微米、260微 米、230微米、200微米、180微米、160微米、120微米、100微米、80微米、70微米、60微米、50 微米、40微米、25微米或10微米等。优选地，所述无机化合物颗粒的粒径小于100微米。
[0020] 本发明所述的热双金属材料的制备方法为：将配方量的锡、锰或锌中的一种，铁镍 合金及钴基高温合金混合后融化，冷却到无机化合物颗粒的熔点以下，加入配方量的无机 化合物颗粒，混合均匀即可得到热双金属材料。
[0021] 与现有技术相比，本发明提供的热双金属材料具有的有益效果为：
[0022] 本发明提供的热双金属材料，能够降低热双金属材料的生产成本，品质高（电阻 率最高达175Q?!!!，比弯曲率最高达32. 5/°C)，能够替代现有的高灵敏度型热双金属材料。
【具体实施方式】
[0023] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，本领域技术人员可由本说明书所 揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施 方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本 发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0024] 实施例1
[0025] -种热双金属材料，按重量百分含量包含以下成分：
[0026] 锡、锰或锌中的一种 40% 铁镍合金 35% 钴基高温合金 5% 无机化合物颗粒 20%。
[0027] 将配方量的锡、锰或锌中的一种，铁镍合金及钴基高温合金混合后融化，冷却到无 机化合物颗粒的熔点以下，加入配方量的无机化合物颗粒，混合均匀即可得到热双金属材 料。
[0028] 实施例2
[0029] -种热双金属材料，按重量百分含量包含以下成分：
[0030] 锡、锰或锌中的一种 65% 铁说合金 20% 钴基高温合金 5% 无机化合物颗粒 10%
[0031] 制备方法同实施例1。
[0032] 实施例3
[0033] -种热双金属材料，按重量百分含量包含以下成分：
[0034] 锡、锰或锌中的一种 40% 铁镍合金 20% 钴基高温合金 10% 无机化合物颗粒 30°t
[0035] 制备方法同实施例1。
[0036] 实施例4
[0037] -种热双金属材料，按重量百分含量包含以下成分：
[0038] 锡、锰或锌中的一种 sm 铁镍合金 26% 钴基高温合金 8% 无机化合物颗粒 16%。
[0039] 制备方法同实施例1。
[0040] 实施例5
[0041] -种热双金属材料，按重量百分含量包含以下成分：
[0042] 锡、锰或锌中的一种 42% 铁镍介金 26% 钴基高温合金 16% 无机化合物颗粒 16%
[0043]制备方法同实施例1。
[0044] 对比例1
[0045] -种热双金属材料，按重量百分含量包含以下成分：
[0046] 锡、锰或锌中的一种 25% 铁镍合金 15% 钴基高温合金 25% 无机化合物颗粒 35%〇
[0047] 制备方法同实施例1。
[0048] 对比例2
[0049] -种热双金属材料，按重量百分含量包含以下成分：
[0050] 锡、锰或锌中的一种 74% 铁镍合金 1S% 钴基高温合金 3% 无机化合物颗粒 5%。
[0051] 制备方法同实施例1。
[0052] 对比例3
[0053] 除将无机化合物颗粒替换为有机化合物颗粒外，其余与实施例4相同。所述有机 化合物颗粒为有机碳化物，有机氮化物或有机硼化物中的任意一种或至少两种的组合。
[0054] 对比例4
[0055] 除成分中不含有钴基高温合金外，其余与实施例4相同。
[0056] 对实施例1-5及对比例1-4得到的热双金属材料的电阻率（采用电阻率仪按照国 标的方法测试得到）及比弯曲率（测试方法采用GB/T8364-1987)进行测试，测试结果如 表1所示。
[0057] 表 1
[0058]
[0059] 由表1可以看出，本发明提供的热双金属材料的电阻率和比弯曲率均较高，属于 高灵敏度型热双金属材料。
[0060]申请人声明，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局 限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭 露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1. 一种热双金属材料，其特征在于，所述热双金属材料按重量百分含量包含以下成 分： 锡、锰或锌中的一种 40-65% 铁镍介金 20-35% 钴基高温合金 5-16% 无机化合物颗粒 1Q-30%。2. 如权利要求1所述的热双金属材料，其特征在于，所述热双金属材料按重量百分含 量包含以下成分： 锡、锰或锌中的一种 46-58% 铁镍穴金 23-30% 钴基高温合金 6-10% 无机化合物颗粒3. 如权利要求1或2所述的热双金属材料，其特征在于，所述热双金属材料按重量百分 含量由以下成分组成： 锡、锰或锌中的一种 50% 铁镍介金 26% 钴基高温合金 8% 无机化合物颗粒 16%〇4. 如权利要求1-3之一所述的热双金属材料，其特征在于，所述热双金属材料中还包 含钛、锆、铪、钒、钨其中的一种或至少两种的组合。5. 如权利要求4所述的热双金属材料，其特征在于，所述钛、锆、铪、钒、钨其中的一种 或至少两种的组合在热双金属中的重量百分含量不高于2%。6. 如权利要求1-5之一所述的热双金属材料，其特征在于，所述钴基高温合金为 GH5188、GH159、GH605、K640或DZ40M中的一种或至少两种的组合。7. 如权利要求1-6之一所述的热双金属材料，其特征在于，所述无机化合物颗粒为氮 化碳和/或氮化硼。8. 如权利要求1-7之一所述的热双金属材料，其特征在于，所述无机化合物颗粒的粒 径小于350微米。9. 如权利要求8所述的热双金属材料，其特征在于，所述无机化合物颗粒的粒径小于 100微米。
【专利摘要】本发明提供了一种热双金属材料，所述热双金属材料按重量百分含量包含以下成分：锡、锰或锌中的一种40-65％；铁镍合金20-35％；钴基高温合金5-16％；无机化合物颗粒10-30％。本发明提供的热双金属材料，能够降低热双金属材料的生产成本，提高经济效益，并且品质较高，其电阻率最高达175Ω·m，比弯曲率最高达32.5/℃，能够替代现有的高灵敏度型热双金属材料。
【IPC分类】C22C30/00, C22C30/06, C22C13/00, C22C30/04, C22C18/00, C22C22/00
【公开号】CN105112725
【申请号】CN201510605022
【发明人】唐靖岚
【申请人】无锡清杨机械制造有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月21日