一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料及其熱處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料及其熱處理方法，稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料，各成分及其質量百分比為：C≤0.06%，Si≤1.35%，P≤0.035%，S≤0.030%，Mn≤1.00%，Cr：15.0-17.0%，Ni：4.50-8.00%，Cu：3.50-5.50%，Nb：0.15-0.45%，余量為Fe；所述熱處理方法包括：清洗；固溶處理；深冷處理；時效處理。該種不銹鋼經熱處理后有優良的機械性能，硬度可達HRC40～45，強度極限可達135kg/mm2，線膨脹系數11.0×10-6m/℃，與現在常用的合金鋼40CrNiMoA相當。
【專利說明】一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料及其熱處理方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及傳感器【技術領域】，具體來說涉及稱重傳感器的彈性體材料技術。
【背景技術】
[0002]稱重傳感器性能的優劣，決定了衡器的準確度、穩定性和可靠性。
[0003]目前，稱重傳感器的彈性體材料主要分為三類:鋁合金(LY12)、合金鋼(40CrNiMoA)、不銹鋼(0Crl7Ni4Cu4Nb)，前兩種材料應用最為普遍，加工工藝、熱處理工藝、制作工藝已十分成熟。但目前國內不銹鋼傳感器的研究、生產處于初級階段，市場需求不大，還沒有形成大批量生產不銹鋼傳感器的市場規模，不銹鋼傳感器準確度低，達到GB/T7551-1997《稱重傳感器》國家標準和JJG669-2003《稱重傳感器》計量檢定規程中C3級的比率低，只有部分形式及規格的不銹鋼傳感器可以做到高準確度等級。其原因是不銹鋼傳感器制造成本高，國內廠家對不銹鋼傳感器的制造技術研究不夠，沒有完全掌握，主要有:
1.不銹鋼傳感器彈性體材料相關基礎性研究不夠，對其成分、冶煉工藝、軋制要求、供貨狀態并非了如指掌。
[0004]2.國內對不銹鋼材料的熱處理工藝未能完全掌握，熱處理對傳感器性能指標(主要是滯后指標)的影響未能解決。
[0005]3.應變計與不銹鋼材料的匹配。對于稱重傳感器的彈性體材料而言，材料成分決定其組織，組織決定材料性能，材料性能決定傳感器的性能，因此材料選擇及成分的確定是第一步，其次，熱處理工藝和應變計的匹配成為關鍵點。
[0006]申請號為201210567320.6,發明名稱為傳感器外殼的發明，其公開了一種傳感器外殼，該傳感器外殼包含一殼本體。殼本體具有一頂面及一由該頂面凹陷形成的容室，該壓電片設置在該容室內。該傳感器外殼主要是由一鋁合金制成，該鋁合金含有重量比為4.5-6%重量的鎂、約0.4%的鐵、約0.3%的硅、約0.1%的銅、約0.1%的鋅、0.05?0.2%的錳及0.05?0.2%的鉻，其余為鋁。通過鋁合金的使用，以更適合的機械特性提高傳感器電能與機械能的轉換效率，并能抑制傳感器的余震，再以物理表面處理的方法使該傳感器外殼外表面的粗糙度增加，易于噴涂漆料，且使用的細微顆粒能重復適用，更能達到環保的功效。
[0007]再例如申請號為201180028078.9，發明名稱為儲氫合金及使用該儲氫合金的氫傳感器，該發明提供了一種氫傳感器，其使用了包含Mg-Ni系合金和Zr-Ti系合金的儲氫合金，該氫傳感器具備:基板；設置在該基板上、且包含所述Mg-Ni系合金和所述Zr-Ti系合金的氫反應層；以及設置在該氫反應層上、用于促進所述Mg-Ni系合金的氫化的第I催化劑層。
【發明內容】
[0008]本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料及其熱處理方法。
[0009]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料，各成分及其質量百分比為:
C 彡 0.06%,
Si ( 1.35%,
P 彡 0.035%,
S 彡 0.030%,
Mn ^ 1.00%,
Cr:15.0-17.0%,
Ni:4.50-8.00%,
Cu:3.50-5.50%,
Nb:0.15-0.45%,
余量為Fe。
[0010]一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料，各成分及其質量百分比為: C:0.03%,
S1:0.35%,
P 彡 0.035%,
S 彡 0.030%,
Mn:0.30%,
Cr:15.0%,
N1:4.50%,
Cu:3.50%,
Nb:0.15%,
余量為Fe。
[0011]一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料，各成分及其質量百分比為: C:0.06%,
S1:1.35%,
P 彡 0.035%,
S 彡 0.030%,
Mn:1.00%,
Cr:17.0%,
N1:8.00%,
Cu:5.50%,
Nb:0.45%,
余量為Fe。
[0012]一種稱重傳感器的彈性體材料的熱處理方法，包括以下步驟: 第一步，清洗；
第二步，固溶處理；
第三步，深冷處理；
第四步，時效處理。
[0013]一種稱重傳感器的彈性體材料的熱處理方法，所述第二步中固溶溫度為10200C ±10°C，冷卻介質為水或空氣。
[0014]本發明采用上述技術方案后，具有如下技術效果:
不銹鋼材料熱處理影響機械性能的因素主要有S-鐵素體，其含量在G8732-88《汽輪機葉片用鋼》中要求平均含量不得超過5%。作為彈性體材料使用，應降低C、Cr含量含量，適當提高Ni含量，這樣有助于熱處理后減少δ-鐵素體的形成。該種不銹鋼經熱處理后有優良的機械性能，硬度可達HRC40?45，強度極限可達135kg/mm2，線膨脹系數11.0X10_6m/°C,與現在常用的合金鋼40CrNiMoA相當。
【具體實施方式】
[0015]為使本發明的目的和技術方案更加清楚,下面將結合本發明實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本發明的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0016]實施例1
一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料，各成分及其質量百分比為:
C 彡 0.06%,
Si ( 1.35%,
P 彡 0.035%,
S 彡 0.030%,
Mn ^ 1.00%,
Cr:15.0-17.0%,
Ni:4.50-8.00%,
Cu:3.50-5.50%,
Nb:0.15-0.45%，余量為 Fe。
[0017]實施例2
一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料，各成分及其質量百分比為:
C:0.03%,
S1:0.35%,
P 彡 0.035%,
S 彡 0.030%,
Mn:0.30%,
Cr:15.0%,
N1:4.50%,
Cu:3.50%,
Nb:0.15%，余量為 Fe。
[0018]實施例3
一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料，各成分及其質量百分比為:
C:0.06%,
Si:1.35%,
P ^ 0.035%,
S ^ 0.030%,
Mn:1.00%,
Cr:17.0%,
Ni:8.00%,
Cu:5.50%,
Nb:0.45%，余量為 Fe。
[0019]本發明中所述稱重傳感器的彈性體材料的熱處理方法流程為:清洗一固溶處理一深冷處理一時效處理。固溶時的冷卻介質為水冷、油冷或強制惰性氣體冷卻，冷卻速率有很大區別，同時要考慮彈性體尺寸的大小，降溫速率要有所不同，使固溶冷卻速度達到相應要求，固溶時的冷卻介質、冷卻速度對傳感器的指標影響很大，工藝參數不合理對傳感器指標是有害的。
[0020]本發明中所述固溶處理中，固溶溫度采用1020°C ±10°C，冷卻介質為水或空氣。[0021 ] 本發明中所述深冷處理采用-70 0C干冰處理8小時；時效處理采用電阻爐加熱，在480°C保溫4小時，空冷至室溫。
熱處理后，本發明所述材料硬度達到HRC40?45，顯微組織為均勻分布的馬氏體時效組織及強化相，未發現S-鐵素體。
[0022]綜合試驗數據，熱處理后出現大于5%的δ -鐵素體將影響傳感器的滯后指標，故本發明旨在降低C、Cr含量，適當提高Ni含量，使得熱處理后減少δ -鐵素體的形成，保證傳感器的綜合機械性能。
[0023]本【技術領域】技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0024]本發明中所述的“和/或”的含義指的是各自單獨存在或兩者同時存在的情況均包括在內。
[0025]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【權利要求】
1.一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料，其特征在于，各成分及其質量百分比為:
C 彡 0.06%,
Si ( 1.35%,
P 彡 0.035%,
S 彡 0.030%,
Mn ^ 1.00%,
Cr:15.0-17.0%,
Ni:4.50-8.00%,
Cu:3.50-5.50%,
Nb:0.15-0.45%, 余量為Fe。
2.根據權利要求1所述的一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料，其特征在于，各成分及其質量百分比為:
C:0.03%,
S1:0.35%,
P 彡 0.035%,
S 彡 0.030%,
Mn:0.30%,
Cr:15.0%,
N1:4.50%,
Cu:3.50%,
Nb:0.15%, 余量為Fe。
3.根據權利要求1所述的一種稱重傳感器的不銹鋼彈性體材料，其特征在于，各成分及其質量百分比為:
C:0.06%,
S1:1.35%,
P 彡 0.035%,
S 彡 0.030%,
Mn:1.00%,
Cr:17.0%,
N1:8.00%,
Cu:5.50%,
Nb:0.45%, 余量為Fe。
4.如權利要求1所述的一種稱重傳感器的彈性體材料的熱處理方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，清洗； 第二步，固溶處理； 第三步，深冷處理； 第四步，時效處理。
5.根據權利要求4所述的一種稱重傳感器的彈性體材料的熱處理方法，其特征在于，所述第二步中固溶溫度為1020°C ±10°C，冷卻介質為水或空氣。
【文檔編號】C21D6/00GK104451423SQ201410644263
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】禹勝林 申請人:無錫信大氣象傳感網科技有限公司