[科普中國]-寬帶材

寬帶材是力學(xué)，物理，化學(xué)綜合性能良好的一種合金， 鈹銅材料經(jīng)過淬火調(diào)質(zhì)后，具有高的強(qiáng)度，彈性，耐磨性，耐疲勞性和耐熱性，同時寬帶材還具有很高的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，耐寒性和無磁性，寬帶材碰擊時無火花， 鈹銅易于焊接和釬焊，在大氣，淡水和海水中耐腐蝕性很好，寬帶材是一種不可多得的合金。

j簡介寬帶材可以制作電子接插件觸點,制作各種開關(guān)觸點,制作重要的關(guān)鍵零部件，如膜盤，膜片，波紋管，彈簧墊圈，微電機(jī)電刷及整流子，電插接件，開關(guān)，觸點，鐘表零件，音頻元件等。優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼厚板和寬帶材(俄羅斯mGr1577—1993)真，應(yīng)用范圍標(biāo)準(zhǔn)適用于合金和非合金優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚板和寬帶材。板材的厚度范圍為4一160mm；卷材的厚度范圍為4—12mm；寬帶的厚度范圍為6—60mm。對板材和卷材的品種要求按OCTl9903的規(guī)定；寬帶材的品種要求按['OCT82的規(guī)定。1

附性能參數(shù)表化學(xué)成分牌號 主 要 成 分 雜質(zhì)含量(≤ wt%)

Be Ti Ni Cu Fe Al Si Pb 總和

QBe2.0 1.8-2.1 / 0.2-0.25 余量 0.15 0.15 0.15 0.005 0.5

QBe1.9 1.85-2.10 0.1-0.25 0.2-0.4 余量 0.15 0.15 0.15 0.005 0.5

CuBe2 1.8-2.0 Co≤0.20 Ni+Co+Fe≤0.6

CuBe1.0 0.40-0.70 Co:2.35-2.70 Cu+Be+Ni+Co≥99.5

CuBe7 0.2-0.4 Co+Ni:1.8-2.5 Cu+Be+Ni+Co≥99.0

機(jī)械性能牌 號 狀 態(tài) 機(jī) 械 性 能 杯 突 深 度(mm) 時效熱處理

拉伸長度

σ b ≥MPa 延伸率

δ≥(%) 維氏硬度

HV MPa 厚度

0.16-0.25 厚度

0.15-0.10

QBe2.0 軟 392-588 30 ≤1274 ≥7 ≥6

硬 637 2.5 ≥1666 ≥3 ≥2.5

軟時效 1127 2.0 ≥3136 - - 320℃x2h

硬時效 1176 1.5 ≥3528 - -

QBe1.9 軟 392-588 30 ≤1176 ≥7 ≥6

硬 637 2.5 ≥1568 ≥3 ≥2.5

軟時效 1127 2.0 ≥3430 - - 320℃x2h

硬時效 1176 1.5 ≥3626 - -

CuBe10 時效前 500-650 2.0 1300-1900 -

時效后 770-970 1.5 2300-2800 480℃x2h

CuBe7 765-900 3以上 220-275 - -

制備技術(shù)Fe基非晶-納米晶軟磁合金具有非晶基體和納米級晶粒的雙相結(jié)構(gòu),是一種新型磁性功能材料,具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率、低矯頑力和低損耗等優(yōu)異的軟磁性能。特別是FINEMET合金體系(Fe-Si-B-Cu-Nb合金系),已在磁電子器件、航空航天、國防科技等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。然而，工業(yè)生產(chǎn)中的FINEMET合金含有過多的Zr、Hf及Ta等難熔、易氧化金屬,影響了合金飽和磁化強(qiáng)度的提高,且生產(chǎn)成本較高,嚴(yán)重制約了Fe基非晶-納米晶合金的推廣應(yīng)用。為解決上述問題,本文選擇典型的FINEMET合金(Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3)作為研究對象,通過添加元素Y、V替代原成分中的Nb元素,得到新型鐵基非晶納米晶合金,研究其組織形態(tài)、熱穩(wěn)定性及軟磁性能。此外,還初步探討了鐵基非晶寬帶材的制備技術(shù),制定了一系列在實際操作中的工藝參數(shù),為非晶-納米晶軟磁合金的研究與應(yīng)用提供一定的參考。本文采用X射線衍射儀(XRD)、差示掃描量熱儀(DSC)、震動樣品磁強(qiáng)計(VSM)、電子透射電鏡(TEM)等分析了Y和V元素的添加對Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3非晶納米晶合金的熱穩(wěn)定性與軟磁性能的影響,實驗結(jié)果表明：適量的Y元素的添加可以同時提高非晶合金的熱穩(wěn)定性與軟磁性能。Y可抑制原子擴(kuò)散,Y與O間較強(qiáng)的親和力可有效吸附雜質(zhì)、凈化基體,從而抑制非均勻形核。以Y代Nb沒有降低Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3合金的非晶形成能力,而且既增加合金的熱穩(wěn)定性,又提高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。其中Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb1Y2合金具有最佳的熱穩(wěn)定性,700℃退火10min時析出納米晶尺寸約10nm,飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.28T。適量的V元素的添加同樣可以同時提高非晶合金的熱穩(wěn)定性與軟磁性能。V元素與Nb元素原子核外電子分布情況相似,且V元素與組分中大多數(shù)元素有較大的負(fù)混合焓。其中,Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb1V1合金具有最佳的熱穩(wěn)定性,520℃退火10min時析出納米晶尺寸約20nm,飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.29T。本文采用單輥甩帶法制備非晶合金寬帶材。單輥法制備非晶寬帶材的難點在于溫度與噴嘴與滾面間的距離控制,由于增大帶材的寬度,使得噴嘴的長寬比增大,噴嘴尺寸的改變使得噴嘴內(nèi)合金熔液對壁面的沖刷,影響著最終合金熔液噴射的穩(wěn)定性。除此之外,噴嘴尺寸的改變也使得冷卻輥上熔池形狀的改變,寬的熔池穩(wěn)定性較差,易受輥子徑向跳動、轉(zhuǎn)速、熔池表面氣流等影響,這兩點是制備非晶寬帶材的難點。經(jīng)過實際操作反復(fù)試驗,確定加熱功率在30-40kw,噴嘴與滾面間距在2mm左右,可成功制備出20-50mm寬的非晶帶材。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李斌 - 副教授 - 西南大學(xué)