精密合金

精密合金，是具有特殊物理性能（如磁學、電學 、熱學等性能）的金屬材料。絕大多數精密合金是以黑色金屬為基的，只有少數是以有色金屬為基的。通常包括磁性合金（見磁性材料）、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電性合金、貯氫合金（見貯氫材料）、形狀記憶合金、磁致伸縮合金（見磁致伸縮材料）等。

基本介紹

• 中文名：精密合金
• 外文名：precision alloy
• 套用：電氣工業、電子工業
• 性能：磁學、電學 、熱學
• 學科：機械工程
• 領域：機械設備

分類

通常包括磁性合金（見磁性材料）、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電性合金、貯氫合金（見貯氫材料）、形狀記憶合金、磁致伸縮合金（見磁致伸縮材料）等。

此外，實際套用中也常把一些新型合金劃入精密合金的範疇，如阻尼減振合金、隱身合金（見隱身材料）、磁記錄合金、超導合金、微晶非晶合金等。

精密合金按其不同的物理性能又分為7類，即：軟磁合金、變形永磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙金屬、電阻合金、熱電隅合金。

絕大多數精密合金是以黑色金屬為基的，只有少數是以有色金屬為基的。

案例

磁性合金包括軟磁合金和硬磁合金 （又稱永磁合金）。前者矯頑力低（m），後者矯頑力大（>10⁴A/m）。常用的有工業純鐵、電工鋼、鐵鎳合金、鐵鋁合金、鋁鎳鈷系合金、稀土鈷系合金等。

熱雙金屬是不同膨脹係數的兩層或兩層以上的金屬或合金沿整個接觸面彼此牢固結合而構成的複合材料。高膨脹合金作主動層，低膨脹合金作被動層，中間可加入夾層。隨溫度的變化熱雙金屬可發生彎曲，用於製造熱繼電器、斷路器、家用電器啟動器及化學工業和動力工業用的液體、氣體控制閥等。

電性合金包括精密電阻合金、電熱合金、熱電偶材料和電觸頭材料等，廣泛用於電工器件、儀器、儀表製造領域。

磁致伸縮合金是具有磁致伸縮效應的一類金屬材料，常用的有鐵基合金和鎳基合金，用於製造超聲和水聲換能器件、振盪器、濾波器和感測器等。

冶煉方法選擇

1.在選擇精密合金的冶煉方法時，要從質量、爐批量成本等方面綜合考慮，在大多數情況下。如要求超低碳精確控制成份，脫氣，提高純淨度等。採用電弧爐加爐外精煉方式，是一種較為理想的方式，在高質量要求的前提下，真空感應爐仍不失是一種好的方法.但應儘可能梁用較大的容量。

2.應當注意澆注技術，防止鋼液在澆注過程中的沽污，而水平連注對精密合金來說更具有獨特的意義。

冶煉方法

真空感應熔煉

其特點是在較優質的原材料條件下，能夠冶煉純淨度較高氣體含量較少，化學成份控制精確的合金。這是由於真空感應爐具備有鋼液長期在高真空下精煉；強烈的感應攪伴以及中間取樣手段等功能所致，從容量來看亦有不斷擴大趨勢，如美國已有15噸容量的大型真空感應爐用以生產高溫合金和精密合金，西德有一台世界上最大的30噸真空感應爐。

電弧爐冶煉

用電弧爐來冶煉精密合金無疑是一種對舊傳統的突破。正如前述，就整個精密合金來說，它有各種各樣不同的要求，針對具體要求選用最經濟的方法來冶煉，是比較科學而合理的，上海鋼鐵研究所早在1974年開始套用電弧爐冶煉4J29等30種牌號的精密合金沿用，已取得了良好的效果，以後國內一些兄弟單位亦絡續開始採用。與此同時，隨著一近年來國外對電弧爐裝備和工藝改革發展迅速，以此為借鑑，可使精密合金採用電弧爐冶煉取得更好的發展。

鑄錠技術

鑄錠是冶煉工序中不可缺少而且是十分重要的一個環節，特別是對高合金鋼高強度鋼而言，鑄錠更為重要。因為往往由於鑄錠不慎導致前功盡棄。

為了解決鑄錠的質量問題，核心是如何在澆注過程中防止二次氧化的問題。

1)真空澆注，即在真空條件下完成澆注作業，如真空感應爐，但缺點是投資大，操作費用高；

2)保護澆注，即在鋼包底部水口周圍按裝惰性氣體保護裝置，防止空氣對鋼液的沾污。同時在鋼錠模鋼液表面放置保護渣以與空氣隔絕；

3)水平連注，對於小批量高合金鋼而言，水平連注將是一種十分有效的方法，這是因為水平連注不僅在提高成材率降低成本等方面，而特別是在防止澆注中二次氧化有它的獨特的優越性.這是由於水平連注機的中間包直接與結晶器連線，呈現了完整的全封閉系統，同時由於鋼液直接在水冷的銅結晶器中快速冷卻，這種獨特的結晶組織使一切熱加工性能較差的合金有了明顯的改善，上海鋼研所已開展水平連注技術的研究。

當前世界上水平連注技術正處於迅速發展時期，已有較多突破。在這方面卓有成效的有美國、西德、義大利和日本等。