一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，各成分及其质量百分比为：C≤0.10%，Si≤0.50%，P≤0.03%，S≤0.03%，Mn≤0.50%，Cr：10.0-14.0%，Ni：6.50-8.50%，Cu：5.50-7.50%，Nb：0.15-0.45%，Ta：0.15-0.45%，余量为Fe。本发明降低Cr含量，适当提高Ni及Cu的含量，有助于热处理后减少δ-铁素体的形成。Nb和Ta在热处理过程中形成金属强化项，该种不锈钢经热处理后有优良的机械性能，硬度可达HRC45～50，强度极限可达140kg/mm2，线膨胀系数12.0×10-6m/℃。
【专利说明】一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料
【技术领域】
[0001] 本申请涉及传感器【技术领域】，具体来说涉及称重传感器的弹性体材料技术。
【背景技术】
[0002] 称重传感器性能的优劣，决定了衡器的准确度、稳定性和可靠性。
[0003] 目前，称重传感器的弹性体材料主要分为三类：铝合金（LY12)、合金钢 (40CrNiMoA)、不锈钢（0Crl7Ni4Cu4Nb)，前两种材料应用最为普遍，加工工艺、热处理工艺、 制作工艺已十分成熟。但目前国内不锈钢传感器的研究、生产处于初级阶段，市场需求不 大，还没有形成大批量生产不锈钢传感器的市场规模，不锈钢传感器准确度低，达到GB/ 17551-1997《称重传感器》国家标准和JJG669-2003《称重传感器》计量检定规程中C3级的 比率低，只有部分形式及规格的不锈钢传感器可以做到高准确度等级。其原因是不锈钢传 感器制造成本高，国内厂家对不锈钢传感器的制造技术研究不够，没有完全掌握，主要有： 1.不锈钢传感器弹性体材料相关基础性研究不够，对其成分、冶炼工艺、乳制要求、供 货状态并非了如指掌。
[0004] 2.国内对不锈钢材料的热处理工艺未能完全掌握，热处理对传感器性能指标(主 要是滞后指标）的影响未能解决。
[0005] 3.应变计与不锈钢材料的匹配。对于称重传感器的弹性体材料而言，材料成分决 定其组织，组织决定材料性能，材料性能决定传感器的性能，因此材料选择及成分的确定是 第一步，其次，热处理工艺和应变计的匹配成为关键点。
[0006] 申请号为201210567320. 6,发明名称为传感器外壳的发明，其公开了一种传感器 外壳，该传感器外壳包含一壳本体。壳本体具有一顶面及一由该顶面凹陷形成的容室，该 压电片设置在该容室内。该传感器外壳主要是由一铝合金制成，该铝合金含有重量比为 4. 5-6%重量的镁、约0. 4%的铁、约0. 3%的硅、约0. 1%的铜、约0. 1%的锌、0. 05?0. 2%的 锰及0. 05?0. 2%的铬，其余为铝。通过铝合金的使用，以更适合的机械特性提高传感器电 能与机械能的转换效率，并能抑制传感器的余震，再以物理表面处理的方法使该传感器外 壳外表面的粗糙度增加，易于喷涂漆料，且使用的细微颗粒能重复适用，更能达到环保的功 效。
[0007] 再例如申请号为201180028078. 9,发明名称为储氢合金及使用该储氢合金的氢传 感器，该发明提供了一种氢传感器，其使用了包含Mg-Ni系合金和Zr-Ti系合金的储氢合 金，该氢传感器具备：基板；设置在该基板上、且包含所述Mg-Ni系合金和所述Zr-Ti系合 金的氢反应层；以及设置在该氢反应层上、用于促进所述Mg-Ni系合金的氢化的第1催化剂 层。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种称重传感器的 Cr-Ni弹性体材料。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，各成分及其质量百分比为： C^O. 10%, Si ^ 0. 50%, P^O. 03%, S^O. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：10, 0-14. 0%, Ni ：6, 50-8. 50%, Cu ：5, 50-7. 50%, Nb ：0. 15-0. 45%, Ta ：0. 15-0. 45%, 余量为Fe。
[0010] 一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，各成分及其质量百分比为：C ：0. 03%, Si ：0. 35%, P^O. 03%, S^O. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：10, 0%, Ni :6. 50%， Cu :5. 50%， Nb ：0. 15%, Ta ：0. 15%, 余量为Fe。
[0011] 一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，各成分及其质量百分比为： C ：0. 06%, Si ：0. 45%, P^O. 03%, S^O. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：11, 0%, Ni :7. 50%, Cu :6. 50%, Nb ：0. 35%, Ta :0? 35%， 余量为Fe。
[0012] 一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，各成分及其质量百分比为： C ：0. 08%, Si :0. 50%， P ^ 0. 03%, S ^ 0. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：12. 5%, Ni ：8. 0%, Cu ：7. 0%, Nb :0. 45%， Ta :0. 45%， 余量为Fe。
[0013] 一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，各成分及其质量百分比为： C ：0. 1%, Si ：0. 50%, P^O. 03%, S^O. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：14, 0%, Ni :8. 50%， Cu :7. 50%， Nb ：0. 45%, Ta ：0. 45%, 余量为Fe。
[0014] 本发明采用上述技术方案后，具有如下技术效果： 不锈钢材料热处理影响机械性能的因素主要有S-铁素体，其含量在G8732-88《汽轮 机叶片用钢》中要求平均含量不得超过5%。Cr可使钢形成单一的S组织，C和Ni是强烈 形成奥氏体元素，Ni控制铁素体效果较好，Cu能力为Ni的30%。作为弹性体材料使用，应 降低Cr含量，适当提高Ni及Cu的含量，这样有助于热处理后减少S-铁素体的形成。Nb 和Ta在热处理过程中形成金属强化项，该种不锈钢经热处理后有优良的机械性能，硬度可 达HRC45?50,强度极限可达140kg/mm2,线膨胀系数达12. OXKT6 m/°C。
【具体实施方式】
[0015] 为使本发明的目的和技术方案更加清楚,下面将结合本发明实施例对本发明的技 术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前 提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016] 实施例1 一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，各成分及其质量百分比为： C ：0. 03%, Si ：0. 35%, P^O. 03%, S^O. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：10. 0%, Ni ：6, 50%, Cu ： 5. 50%，Nb :0? 15%，Ta :0? 15%，余量为 Fe。
[0017] 实施例2 一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，各成分及其质量百分比为： C ：0. 06%, Si ：0. 45%, P^O. 03%, S^O. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：11. 0%, Ni ：7, 50%, Cu ： 6. 50%，Nb :0? 35%，Ta :0? 35%，余量为 Fe。
[0018] 实施例3 一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，各成分及其质量百分比为： C ：0. 08%, Si ：0. 50%, P ^ 0. 03%, S ^ 0. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：12. 5%, Ni ：8. 0%,Cu ：7. 0%, Nb :0? 45%，Ta :0? 45%，余量为 Fe。
[0019] 实施例4 一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，各成分及其质量百分比为： C ：0. 1%, Si ：0. 50%, P^O. 03%, S^O. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：14. 0%, Ni ：8, 50%, Cu ： 7. 50%，Nb :0? 45%，Ta :0? 45%，余量为 Fe。
[0020] 以上所述各主要成分的作用： 碳：碳是保证钢获得高强度、高硬度的有效强化元素之一，它可以显著提高钢的强度和 硬度，防止淬火组织中出现铁素体。加入量过多，基体脆性增大、塑性下降。
[0021] 锰：主要是为了提高钢的淬透性，加入量过多，将会粗化钢的组织，增大热裂倾向， 综合考虑，将其含量控制在小于0. 50%。
[0022] 硫：在钢中加入< 0. 030%的硫，可以改善切削加工性。
[0023] 铬：能显著提高强度、硬度和耐磨性，还能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。
[0024] 镍：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能 力，在高温下有防锈和耐热能力。
[0025] 铜：能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。
[0026] S -铁素体的形成主要原因是材料成分和热处理温度，Cr是主要元素，足够量的 Cr可使钢形成单一的S组织，Ti也是强烈形成铁素体元素，能力为Cr的2. 5?3倍，C和 Ni是强烈形成奥氏体元素，C的能力为Ni的30倍，但由于量小，没有Ni明显，Ni控制铁素 体效果较好，Cu能力为Ni的30%，故作为弹性体材料使用，应降低Cr含量，适当提高Ni及 Cu的含量，这样有助于热处理后减少S-铁素体的形成。
[0027] 以上实施例形成的弹性体材料，经过实验得到如下实验数据：
【权利要求】
1. 一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，其特征在于，各成分及其质量百分比为： C ^ 0. 10%, Si ^ 0. 50%, P ^ 0. 03%, S ^ 0. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：10. 0-14. 0%, Ni ：6. 50-8. 50%, Cu ：5. 50-7. 50%, Nb ：0. 15-0. 45%, Ta ：0. 15-0. 45%, 余量为Fe。
2. 根据权利要求1所述的一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，其特征在于，各成分及 其质量百分比为： C ：0. 03%, Si ：0. 35%, P ^ 0. 03%, S ^ 0. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：10. 0%, Ni ：6. 50%, Cu ：5. 50%, Nb :0. 15%, Ta :0. 15%, 余量为Fe。
3. 根据权利要求1所述的一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，其特征在于，各成分及 其质量百分比为： C ：0. 06%, Si ：0. 45%, P ^ 0. 03%, S ^ 0. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：11, 0%, Ni ：7. 50%, Cu ：6. 50%, Nb :0. 35%, Ta :0? 35%， 余量为Fe。
4. 根据权利要求1所述的一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，其特征在于，各成分及 其质量百分比为： C ：0. 08%, Si ：0. 50%, P ^ 0. 03%, S ^ 0. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：12, 5%, Ni ：8. 0%, Cu ：7. 0%, Nb :0. 45%， Ta :0. 45%， 余量为Fe。
5.根据权利要求1所述的一种称重传感器的Cr-Ni弹性体材料，其特征在于，各成分 及其质量百分比为： C ：0. 1%, Si ：0. 50%, P ^ 0. 03%, S ^ 0. 03%, Mn ^ 0. 50%, Cr ：14. 0%, Ni ：8. 50%, Cu ：7. 50%, Nb :0. 45%， Ta :0. 45%， 余量为Fe。
【文档编号】C22C38/48GK104451424SQ201410644331
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】禹胜林 申请人:无锡信大气象传感网科技有限公司