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可伐合金主要有鐵鎳、鐵鎳鈷、鐵鎳鉻系合金。
鐵鎳合金簡介
鐵鎳合金是一種在弱磁場中具有高磁導率和低矯頑力的低頻軟磁材料。早期鐵鎳合金用于通信,其后采用一種熱處理工藝和真空冶煉的方法使合金特性得到較大的提高。含Ni78%的鐵鎳合金在弱磁場中的磁導率比硅鋼高約10~20倍,普遍用于靈敏繼電器、磁屏蔽、和無線電變壓器、精密的交流和直流儀表、電流互感器(見互感器)中。在鐵鎳合金中加入鉬、錳、鈷、銅、鉻等元素,可得具有更大初始磁導率μi和磁導率μm的三元、四元鐵鎳合金。
鐵鎳合金具有窄而陡的磁滯回線,在弱磁場中具有很大磁導率和很小的矯頑力,但它的電阻率不大,只適合在1 兆赫以下的頻率范圍工作,否則渦流損耗太大。鐵鎳合金的加工性能好,可制成各種形狀復雜、尺寸要求的元件。但它的磁性能對機械應力比較敏感,工藝因素對磁性能的影響較大,如沖壓會使μb下降,因而產(chǎn)品性能一致性不易滿足。鐵鎳合金的成本高。常用的鐵鎳合金的特性和用途列于表。
可控氣氛
在可伐合金中總存在著各種雜質(zhì),其中既有固態(tài)雜質(zhì),如碳、錳、硅等等,也含有氣態(tài)雜質(zhì),如H2O、CO和CO2。其中由于碳在高溫封接中,會與水氣或氧發(fā)生氧化反應,產(chǎn)生CO2或CO,導致漏氣、漏孔,因此在退火過程中,對可伐零件表面進行脫碳處理就顯得十分必要。另外,可伐零件的表面也或多或少地存在著金屬氧化物,故將金屬氧化物進行還原也是必需的。眾所周知,氫氣是一種還原性氣體,它能還原金屬氧化物,同時當溫度在700℃以上時,它具有一定的脫碳作用,而水蒸汽具有強烈的脫碳作用。因此,一般選擇濕氫作為可伐零件退火的氣氛。在高溫濕氫中,發(fā)生如下化學反應:
上述化學反應是可逆反應,在密閉容器中反應是不能進行到底的,只能達到一個動態(tài)的平衡。對式(2)和(3)來說,水蒸汽是氧化性氣體,而H2是還原性氣體,為了使退火中的[Fe]不被氧化,應控制退火爐中的氣氛為還原氣氛。根據(jù)在上述反應中,水蒸汽處于一種比較活躍的位置,所以只要控制了爐中水蒸汽含量,便可控制爐中的氣氛。在生產(chǎn)中通過測量“露點”來間接測量水蒸汽含量。在可控氣氛退火爐中,為防止空氣向爐內(nèi)擴散,通常爐內(nèi)氣壓略大于101325 Pa,為方便計算,則假定爐內(nèi)氣壓為101325 Pa,采用1000℃的退火溫度。,Kp為當反應達到平衡時的平衡常數(shù),A為固體反應物的活度,P為氣體反應物的分壓強。
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可伐合金毛細管退火溫度及保溫時間
可伐合金是一種奧氏體組織材料,所以,只能通過晶體的重新形核和長大,即再結晶退火來加工硬化和形變應力。
再結晶溫度是指經(jīng)過大變形量冷加工的金屬,在1 h的保溫時間內(nèi)能夠完全再結晶的溫度。金屬所受變形度越大,所具內(nèi)能越大,則其再結晶溫度就越底。工業(yè)上再結晶退火溫度一般要比再結晶溫度高100~200℃左右,保溫時間為30~60min??煞サ脑俳Y晶溫度大約為700~750℃,因此其再結晶退火溫度應為900~950℃。有資料介紹可伐的再結晶退火溫度為930℃左右,若單純只為了加工硬化和形變應力,則以930℃保溫30~60min即可。但在金屬外殼封接工藝中,可伐與玻璃的實際燒結溫度高達到960℃,為了保證在這一溫度下,能得到更純、含雜質(zhì)更少的可伐材料,一般要求退火溫度不應低于燒結溫度:退火溫度=燒結溫度+30~50℃,達到1000±10℃,高于可伐的再結晶退火溫度。為了避免過高的溫度引起材料晶體顆粒的二次再結晶,使晶粒不均勻長大,可以通過縮短保溫時間來控制。總之,退火溫度越高,保溫時間就相應縮短。
當裝爐量大或零件尺寸較大時,應適當延遲保溫時間,此時退火溫度不應太高,防止熱透不均勻,局部晶粒長大。
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