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类 型 |
特性和应用 |
1.高敏感性 |
如5J20110有很高的热敏感性能和电阻率,可进步仪器灵敏度,缩小尺寸或增大作用力。但弹性模量和答应应力较低,耐腐蚀性能较差。常用作陀螺仪和其他电真空器件中的无磁非匹配瓷封材料 |
2.通用型 |
如5J1413、5J1416、5J1580等有较高的热敏感性和较高电阻率,低温稳定性良好,焊接较轻易,应用较广。主要用于中温丈量及自动控制设备中热敏感元件 |
3.低温型 |
如5J1380在一70%以下具有较高热敏感性和较高电阻率,适于低温丈量及自动控制中热敏感元件 |
4.高温型 |
如5J1070、5J0756具有低热敏感性,线性温度范围宽,在高温下具有良好的抗氧化性。5J1070适于300°C以上环境温度中,5J0756线性温度范围更宽,最高工作温度可达650°C。可分别用于较高温顺高温丈量及自动控制设备中的热敏感元件 |
5.耐腐蚀型 |
如5J14140、5J15120具有中热敏感性、高电阻和良好的耐蚀性,适合于恶劣环境或特定的腐蚀介质中使用 |
6.电阻型 |
它是由一层用高导电金属或合金制成的中间层与热双金属组元牢固地结合在~起的制品。改变中间层的厚度比,就可以调整其要求的电阻率。电阻型热双金属可用做热继电器、断路器、电动机过载饱和器等电气保护装置的热敏元件。在同~外型尺寸的保护装置中,只要更换不同电阻率的敏感元件,便能作多种不同容量的过载保护,因此有利于电气保护装置的小型化和标准化。5J1306、5J1411……5J1455等都是电阻型热双金属带 |
7.特殊型 |
根据某些特殊要求制备的,具有相应特殊性能的制品。如5JL017等 |
仪器灵敏度,缩小尺寸或增大作用力。但弹性模量和答应应力较低,耐腐蚀性能较差。常用作陀螺仪和其他电真空器件中的无磁非匹配瓷封材料饱和器等电气保护装置的热敏元件。在同~外型尺寸的保护装置中,只要更换不同电阻率的敏感元件,便能作多种不同容量的过载保护,因此有利于电气保护装置的小型化和标准化。5J1306、5J1411……5J1455等都是电阻型热双金属带
热双金属牌号 |
组元层合金牌号 |
特 性 |
||
高膨胀层 |
中间层 |
低膨胀层 |
||
5J20110 |
Mn75Nil5Cul0 (Mn72Nil0Cul8) |
Ni36 |
高敏感、高电阻、中温用 |
|
5J14140 |
Mn75Nil5Cu10 (Mn72Nil0Cul8) |
Ni36 |
中敏感、高电阻、中温用 |
|
5J5120 |
Mn75Nil5Cul0 (Mn72Nil0Cul8) |
Ni45Cr6 |
中敏感、高电阻、中温用 |
|
5J1480 |
Ni22Cr3 |
Ni36 |
中敏感、中电阻、中温用 |
|
5J1380 |
Nil9Mn7 |
Ni34 |
中敏感、中电阻、低温用 |
|
5J1580 |
Ni20Mn6 |
N/36 |
中敏感、中电阻、中温用 |
|
5J1017 |
Ni |
Ni36 |
中敏感、低电阻、中温用 |
|
5J1413 |
Cu62Zn38 |
Ni36 |
中敏感、低电阻、高导热 |
|
5J1416 |
Cu62Zn38 |
Ni36 |
中敏感、低电阻、高导热 |
|
5J1070 |
Nil9Cr11 |
Ni42 |
中敏感、较高温用 |
热双金属牌号 |
组元层合金牌号 |
特 性 |
||
高膨胀层 |
中间层 |
低膨胀层 |
||
5J0756 |
Ni22Cr3 |
Ni50 |
低敏感、高温用 |
|
5J1306A |
Ni20Mn6 |
Cu |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1306B |
Ni22Cr3 |
Cu |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1309A |
Ni20Mn6 |
Cu |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1309B |
Ni22Cr3 |
Cu |
Ni36 |
电阻系列 |
5J141lA |
Ni20Mn6 |
Cu |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1411B |
Ni22Cr3 |
Cu |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1417A |
Ni20Mn6 |
Cu |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1417B |
Ni22Cr3 |
Cu |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1320A |
Ni20Mn6 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1320B |
Ni22Cr3 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1325A |
Ni20Mn6 |
M |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1325B |
Ni22Cr3 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1430A |
Ni20Mn6 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1430B |
Ni22Cr3 |
Ni |
Nj36 |
电阻系列 |
5J1433A |
Ni20Mn6 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1433B |
Ni22Cr3 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1435A |
Ni20Mn6 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1435B |
Ni22Cr3 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1440A |
Ni20Mn6 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1440B |
Ni22Cr3 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1455A |
Ni20Mn6 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1455B |
Ni22Cr3 |
Ni |
Ni36 |
电阻系列 |
5J1075 |
Nil6Crll |
Ni20Co26Cr8 |
耐蚀、高强度 |
厚 度 |
宽 度 |
长 度 |
|||
尺 寸 |
答应偏差 |
尺 寸 |
答应偏差 |
尺 寸 |
答应偏差 |
O.10~0.25 |
±0.01O |
≥50 |
2 O |
≥500 |
1O O |
>0.25~0.50 |
±0.015 |
||||
>O.50~O.75 |
±0.020 |
≥350 |
|||
>O.75~l.50 |
±O.030 |
||||
>1.50~3.00 |
士O.050 |
钢带厚度 |
纵向曲率半径 |
横向曲率半径 |
≥ |
||
O.2~<0.4 |
200 |
150 |
≥0.4 |
250 |
200 |
镰刀弯每米不得大于3m。
组元层合金 牌 号 |
化学成分(质量分数))(%) |
||||||||||
Ni |
Cr |
Fe |
Co |
Cu |
Zn |
Mn |
Si |
C |
S |
P |
|
≤ |
|||||||||||
Ni34 |
33.5~35.O |
余量 |
≤O.60 |
≤O.30 |
0.05 |
O.020 |
O.020 |
||||
Ni36 |
35.O~37.0 |
余量 |
≤0.60 |
≤0.30 |
0.05 |
0.020 |
0.020 |
||||
Ni42 |
41.0~43.0 |
余量 |
≤O.60 |
≤0.30 |
0.05 |
O.020 |
O.020 |
||||
Ni50 |
49.O~50.5 |
余量 |
≤O.60 |
≤O.30 |
O.05 |
0.020 |
0.020 |
||||
Ni45Cr6 |
44.O~46.O |
5.0~6.5 |
余量 |
0.30~0.60 |
O.15~0.30 |
O.05 |
0.020 |
O.020 |
|||
Ni |
≥99.3 |
≤0.15 |
≤0.15 |
≤O.15 |
0.15 |
0.015 |
|||||
Nil9Cr11 |
18.O~20.0 |
lO.0~12.0 |
余量 |
O.30~0.60 |
0.20~O.40 |
O.08 |
O.020 |
O.020 |
|||
Ni22Cr3 |
21.0~23.0 |
2.O~4.O |
余量 |
O.30~0.60 |
O.15~O.30 |
O.25~O.35 |
O.020 |
O.020 |
|||
Nil9Mn7 |
18.O~20.O |
余量 |
6.5~8.0 |
0.15~O.30 |
O.05 |
O.020 |
O.020 |
||||
Ni20Mn6 |
19.O~21.O |
余量 |
5.50~6.50 |
O.15~O.30 |
0.05 |
O.020 |
O.020 |
||||
Mn72Nil0Cul8 |
8.0~11.0 |
≤O.80 |
17.O~19.O |
余量 |
≤O.50 |
O.05 |
O.030 |
0.020 |
|||
Mn75Nil5CulO |
14.O~16.O |
≤O.80 |
9.O~11.0 |
余量 |
≤O.50 |
O.05 |
0.020 |
O.030 |
|||
Cu62Zn38 |
≤0.15 |
60.5~63.5 |
余量 |
O.010 |
|||||||
Cu |
≤0.005 |
≥99.9 |
≤0.005 |
O.040 |
O.010 |
||||||
Nil6Crll |
15.O~17.0 |
10.O~12.0 |
余量 |
≤O.60 |
≤0.30 |
0.05 |
O.020 |
0.020 |
|||
Ni20Co26Cr8 |
19.0~21.0 |
7.0~9.O |
余量 |
25.0~27.O |
≤0.60 |
≤O.30 |
0.05 |
0.020 |
O.020 |
牌 号 |
比弯曲K |
电阻率p |
结合强度试验 |
参考值 |
|||||||||
标称值/ (10一6/℃)(200 5一1300-5 |
答应偏差 |
标称值 /(μΩ·cm) [(20± 5)℃] |
答应 偏差 |
I |
Ⅱ |
线性温度范围/℃ |
答应使用温度范围 /℃ |
弹性模量 E/MPa ≥ |
密度 /g/cm3) |
||||
I级 |
Ⅱ级 |
反复 弯断 |
扭转 |
反复弯曲 |
弯曲 |
||||||||
5J20110 |
20.8 |
士5% |
±7% |
113 |
±5% |
反复 弯曲 至断 裂, 断口 处不 得有 分层 现象 |
不得 出现 开裂、 裂纹 |
不少 于三 次, 不得 出现 开裂 、裂纹 |
不 得 出 现 开 裂 、裂 纹 |
一20~150 |
—70~200 |
113000 |
7.7 |
5J14140 |
14.5 |
140 |
—20~150 |
—70~200 |
U3000 |
7.5 |
|||||||
5J15120 |
15.3 |
125 |
—20~200 |
—70~250 |
122000 |
7.6 |
|||||||
5J1480 |
14.3 |
80.O |
一20~180 |
一70~350 |
147000 |
8.2 |
|||||||
5J1380 |
13.8 |
80.O |
一50~100 |
一70~350 |
147000 |
8.1 |
|||||||
5J1580 |
15.0 |
80.O |
一20~180 |
~70~350 |
147000 |
8.1 |
|||||||
5J1413 |
14.6 |
13.0 |
±10% |
一20~180 |
一70~250 |
98000 |
8.3 |
||||||
5J1416 |
14.3 |
16.0 |
—20~180 |
一70~250 |
98000 |
8.3 |
|||||||
5J1017 |
10.O |
±8% |
±10% |
17。O |
一20~180 |
—70~400 |
152000 |
8.4 |
|||||
5J1070 |
10.8 |
70.O |
±5% |
20~350 |
—70~500 |
152000 |
8.O |
||||||
5J0756 |
7.8 |
56.0 |
O一400 |
—70~500 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1306A |
13.8 |
士5% |
士7% |
6.0 |
±10% |
一20~150 |
—70~200 |
122000 |
8.3 |
牌 号 |
比弯曲K |
电阻率p |
结合强度试验 |
参考值 |
|||||||||
标称值/ (10-6/C) (200 5~1300—5 |
答应偏差 |
标称值/(μΩ·cm) [(20± 5)℃] |
答应 偏差 |
I |
Ⅱ |
线性温度范围/℃ |
答应使用温度范围 /℃ |
弹性模量 E/MPa ≥ |
密度 /g/ cm3) |
||||
I级 |
Ⅱ级 |
反复 弯断 |
扭转 |
反复弯曲 |
弯曲 |
||||||||
5J1306B |
13.5 |
±5% |
±7% |
6.O |
士10% |
反复 弯曲 至断 裂, 断口 处不 得有 分层 现象 |
不 得 出 现 开裂、 裂 纹 |
不少 于三 次, 不得 出现 开裂、 裂纹 |
不 得 出 现 开裂、 裂 纹 |
一20~150 |
一70~200 |
122000 |
8.3 |
5J1309A |
13.9 |
9.O |
一20~150 |
—70~200 |
122000 |
8.2 |
|||||||
5J1309B |
13.6 |
9.O |
一20~150 |
—70~200 |
122000 |
8.2 |
|||||||
5J141lA |
14.9 |
11.O |
一20~150 |
—70~200 |
122000 |
8.2 |
|||||||
5J1411B |
14.2 |
11.0 |
—20~150 |
—70~200 |
122000 |
8.2 |
|||||||
5J1417A |
14.9 |
17.0 |
—20~150 |
一70~200 |
122000 |
8.2 |
|||||||
5J1417B |
14.2 |
17.O |
一20~150 |
—70~200 |
122000 |
8.2 |
|||||||
5J1320A |
13.3 |
20.0 |
±8% |
一20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
||||||
5J1320B |
13.0 |
20.0 |
—20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1325A |
13.9 |
25.O |
一20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1325B |
13.5 |
25.O |
一20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
牌 号 |
比弯曲K |
电阻率P |
结合强度试验 |
参考值 |
|||||||||
标称值/ (10一6/°C) (200 5~130°-5 |
答应偏差 |
标称值 /( μΩ·cm) [(20± 5)℃] |
答应 偏差 |
I |
Ⅱ |
线性温度范围/℃ |
答应使用温度范围 /℃ |
弹性模量E/MPa ≥ |
密度 /(g/cm3) |
||||
I级 |
Ⅱ级 |
反复 弯断 |
扭转 |
反复弯曲 |
弯曲 |
||||||||
5J1430A |
14.8 |
士5% |
±7% |
30.0 |
士7% |
反复弯曲至断裂,断口处不得有分层现象 |
不得出现开裂、裂纹 |
不少于三次,不得出现开裂、裂纹 |
不得出现开裂、裂纹 |
一20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
5J1430B |
14.O |
30.0 |
—20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1433A |
14.8 |
33.0 |
—20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1433B |
14.O |
33.O |
一20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1435A |
14.8 |
35.O |
一20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1435B |
14.O |
35.O |
一20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1440A |
14.8 |
40.0 |
—20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1440B |
14.0 |
40.0 |
—20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1455A |
14.9 |
55.0 |
—20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1455B |
14.1 |
55.O |
一20~150 |
—70~200 |
152000 |
8.2 |
|||||||
5J1075 |
10.8 |
±8% |
士10% |
75.O |
±5% |
一20~150 |
一70~200 |
166000 |
8.O |
牌 号 |
试样热处理制度 |
||
处理温度/℃ |
保温时间/h |
冷却方式 |
|
5J20110 |
260~280 |
l~2 |
空冷 |
5J14140 |
260~280 |
l~2 |
|
5J5120 |
260~280 |
1~2 |
|
5J1480 |
300~320 |
l~2 |
|
5J1380 |
300~320 |
l~2 |
|
5J1580 |
300~320 |
l~2 |
|
5J1017 |
300~320 |
l~2 |
|
5J1413 |
180~200 |
l~2 |
|
5J1416 |
180~200 |
l~2 |
|
5J1070 |
380~400 |
1~2 |
|
5J0756 |
400~420 |
1~2 |
|
5J1306A |
250~270 |
l~2 |
|
5J1306B |
250~270 |
1~2 |
|
5J1309A |
250~270 |
l~2 |
|
5J1309B |
250~270 |
1~2 |
|
5J141lA |
250~270 |
1~2 |
|
5J1411B |
250~270 |
l~2 |
|
5J1417A |
250~270 |
1~2 |
|
5J1417B |
250~2710 |
l~2 |
|
5J1320A |
300~320 |
l~2 |
|
5J1320B |
300~320 |
l~2 |
|
5J1325A |
300~320 |
1~2 |
|
5J1325B |
300~320 |
l~2 |
|
5J1430A |
300~320 |
l~2 |
|
5J1430B |
300~320 |
l~2 |
|
5J1433A |
300~320 |
1~2 |
|
5J1433B |
300~320 |
l~2 |
|
5J1435A |
300~320 |
1~2 |
|
5J1435B |
300~320 |
l~2 |
|
5J1440A |
300~320 |
l~2 |
|
5J1440B |
300~320 |
l~2 |
|
5J1445A |
300~320 |
l~2 |
|
5J1445B |
300~320 |
l~2 |
|
5J1075A |
400~420 |
l~2 |
牌 号 |
温曲率F /(lO一6/℃) (室温~130℃) |
牌 号 |
温曲率F /(10一6/℃) (室温~130℃) |
5J20110 |
39.O |
5J1417A |
27.6 |
5J14140 |
27.O |
5J1417B |
26.5 |
5J15120 |
28.5 |
5J1320A |
23.4 |
5J1480 |
26.2 |
5J1320B |
22.9 |
5J1380 |
26.2 |
5J1325A |
26.1 |
5J1580 |
28.5 |
5J1325B |
25.4 |
5J1017 |
19.0 |
5J1430A |
27.5 |
5J1413 |
27.2 |
5J1430B |
26.2 |
5J1416 |
26.7 |
5J1433A |
27.5 |
5J1070 |
20.2 |
5J1433B |
26.2 |
5J0756 |
14.3 |
5J1435A |
27.5 |
5J1306A |
26.0 |
5J1435B |
26.2 |
5J1306B |
25.4 |
5J1440A |
27.5 |
5J1309A |
26.2 |
5J1440B |
26.2 |
5J1309B |
25.6 |
5J1455A |
27.6 |
5J14llA |
27.6 |
5J1455B |
26.3 |
5J1411B |
27.5 |
5J1075 |
20.4 |
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热双金属在电器产品中的设计应用
介绍了热双金属的原理、主要性能参数及在电器产品中的设计应用,提出了热双金属应用的注意事项。
热双金属元件的外形设计优化
根据热双金属零件的外形特点,制定了零件的模具排样设计,介绍了如何优化零件外形,提高零件的材料利用率,降低零件的材料成本。
表示热双金属特性的主要参量有:①比弯曲。包括影响热双金属弯曲量的所有材料特性。它是衡量热双金属对温度变化灵敏程度的一个重要参量。②使用温度范围。热双金属可以正常工作的温度范围。包括线性温度范围和允许使用温度范围。在线性温度范围内热双金属的弯曲位移量与温度呈线性关系,比弯曲值最大。允许使用温度范围大于线性温度范围。在此范围内,虽然比弯曲值有所降低,但内部热应力尚低于材料的弹性极限,仍能安全使用。③弹性模量。计算热双金属元件产生的推力、力矩和内应力时所需的参量。④电阻率。计算直接通电加热的热双金属元件发热温度的参量。最常用的3Ni24Cr2(主动层)/ 4J36(被动层)热双金属的主要特性为:比弯曲(室温~150℃),(13.2~15.5)×10-6℃-1;允许使用温度范围,-70~ 450℃;线性温度范围, -20~ 180℃;弹性模量,≥16000kgf/mm2;电阻率(20±5℃),77~84μΩ·cm。
热双金属各组元的热膨胀系数不同,当温度变化时各组元的膨胀或收缩量不同,作为一个整体的热双金属元件将发生弯曲。这一热敏特性广泛用于温度测量、温度控制、温度补偿和程序控制等。电气工业中的热继电器和断路器等,仪表工业中的气象仪表和电流计等,家用电器方面的电熨斗、电灶、电冰箱和空调装置等都广泛采用热双金属元件。
制造热双金属的关键工序是各组元层之间的复合工艺。复合工艺有熔合法、双浇法、热轧法、冷轧法和爆炸法等。常用的是热轧法,把各组元层的板坯在较高温度下以大压下量热轧而复合,然后进行冷轧。产品质量最好的是冷轧法,把不同组元层的板坯在常温下以大压下量冷轧而复合,然后进行常规冷轧。热双金属一般为带材或片材。
热双金属材料是镍合金的一种,主要有热双金属材料和三金属材料,此金属材料广泛用到温控、仪器仪表行业、过载保护器等电器行业。