[发明专利]热双金属材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种双金属材料，特别是一种热双金属材料。

背景技术

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。

目前在低压电器中常用的一种热双金属材料(TB138/42)是由三种材料组成(见图2)，分别是主动层材料11为铁镍合金、中间层材料12为纯镍和被动层材料13为铁镍合金，由于中间层材料12的价格很高，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。

发明内容

本发明的目的是主要解决现有技术中热双金属复合材料的高成本问题，提供一种价低质高且易于复合加工的热双金属复合材料。本发明设计热双金属材料，包括主动层材料、中间层材料和被动层材料，其特征在于：被动层材料为铁镍合金(FeNi₃₆)，中间层材料为电工纯铁，主动层材料为铁镍锰合金(FeNi₂₀Mn₆)。三层材料占整体材料的体积百分比分别为主动层材料占有37％-47％，中间层材料占有13％-23％，被动层材料占有35％-45％。三层材料占整体材料的体积百分比分别为主动层材料占有42％，中间层材料占有18％，被动层材料占有40％。本发明的优点是用上述主动层材料、中间层材料和被动层材料按上述的尺寸配比，经温复合机复合后所生产的热双金属材料的温曲率为26.5±5％MK^-1，电阻率为42±5％μΩcm；材料成本下降了10％以上(按2008年7月长江金属平均价格计算)。本发明变更了复合材料中的组元材料(中间层材料和主动层材料)的种类和各组元层材料的体积百分比，优点是易于利用温复合机的复合加工和质优价廉。

附图说明

附图1为本发明的材料组成结构示意图；

附图2为现有的热双金属材料(TB1/25)组成结构示意图

下面结合附图和实例对本实用新型作详细说明。

具体实施方式

图中包括主动层材料、中间层材料和被动层材料，其特征在于：被动层材料为铁镍合金(FeNi₃₆)，中间层材料为电工纯铁(除铁之外的主要化学成分见表1)，主动层材料为铁镍锰合金(FeNi₂₀Mn₆)。三层材料占整体材料的体积百分比分别为主动层材料占有37％-47％，中间层材料占有13％-23％，被动层材料占有35％-45％。

实施例1：三层材料占整体材料的体积百分比分别为主动层材料占有42％，中间层材料占有18％，被动层材料占有40％。

实施例2：三层材料占整体材料的体积百分比分别为主动层材料占有37％，中间层材料占有23％，被动层材料占有40％。

实施例3：三层材料占整体材料的体积百分比分别为主动层材料占有47％，中间层材料占有23％，被动层材料占有30％。

利用本公司于2005年所申请的温复合轧机(中国专利200520042658.5)对上述三种金属材料进行温复合加工，使三层材料之间的间距达到原子级的距离，从而使三层材料的界面结合强度达到基体材料的本体强度。用上述主动层材料、中间层材料和被动层材料按上述的尺寸配比，经温复合机轧制后所生产的热双金属材料的温曲率MK^-1为26.5±5％，电阻率μΩcm为42±5％，可以满足低压电器的要求。本发明所述的热双金属材料，主要应用于低压断路器的过载保护；当电流过载时，导致了材料的温升，由于主动层材料的热膨胀系数大，被动层材料的热膨胀系数小，从而使双金属片产生了弯曲，导致了电路的导通或断开。

表1中间层主要化学成分表

  化学  成分  C  Si  Mn  P  S  Alt  含量  ％  ≤0.060  ≤0.030  ≤0.35  ≤0.020  ≤0.030  0.025～0.07