本发明属于高温弹性合金和弹片制造技术领域，具体涉及一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法。
背景技术：
热敏电阻芯片一般采用塑封以保护芯片免受外界环境影响，保持功能稳定。但大功率热敏电阻工作过程中温度升高到400-500℃，无法进行塑封，通常采用弹片紧固。弹片连接电极和热敏电阻起紧固、散热、导电等作用。因此要求弹片400-500℃保持高强度、高弹性、耐热稳定性和优良导电性。不锈钢弹片具有良好力学和耐腐蚀性，但400-500℃出现软化现象。
中国专利cn109628796a和刘明坤等在《失效分析与预防》（2018,13,329-334）公开了钛合金弹性片，有效提高了耐高温性能，但钛合金价格昂贵，成形和焊接性能差。目前弹片外观设计采用中国专利cn201820559189.1中所述，将金属片贴合在热敏电阻两侧弹片或采用弹簧式弹片，稳固性差，影响热敏电阻的使用。
技术实现要素：
为了获得400-500℃条件下能够保持高强度、高弹性、耐热稳定性、抗腐蚀性、优良导电性以及稳固和方便安装的弹片，本发明通过合金成分和弹片形状设计以及热处理工艺满足弹片性能要求。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法，包括合金成分和弹片形状设计、熔炼热轧带材、均匀化处理后热冲压成形、热处理改性、砂丸抛光、轻压矫形和性能测试。
具体步骤如下：
s1：设计合金成分、弹片形状尺寸和模具形状尺寸；
其中，弹片形状为四周紧压和带翻边保护热敏电阻、中间鼓起缓冲均匀受力的钹状，如图1所示。以重量百分比计，合金化学成分包括：cr19~22，mo3~5，al1.2~1.6，fe0.3~0.6，ti2~4，co12~14，其余为ni。
s2：将合金熔炼热轧成带材；
将原材料打磨干净在1350～1400℃真空氮气保护熔炼后连铸连轧成厚度为0.6~1.2mm带材，将带材酸洗干净后水洗，烘干。
s3：将步骤s2的带材均匀化处理后热冲压成钹状弹片；
将带材加热至1100~1150℃均匀化处理1-2h后，根据热敏电阻芯片产品规格，连续冲压成钹状弹片。
s4：固溶处理：将钹状弹片放入高温电炉以10-20℃/min加热到1050~1100℃，保持1~2h固溶后水冷，使合金充分固溶。
s5：稳定化处理：将固溶处理后的弹片放入电阻炉以20-30℃/min加热到800～850℃保持1~3h稳定化处理后空冷。析出比较完整的碳化物，提高合金强硬度。
s6：时效处理：将稳定化处理后的弹片放入电阻炉以20-30℃/min加热到750~780℃保持12~18h时效处理后空冷，得到高性能弹片。
s7：抛光和矫形：将时效处理之后的弹片放入液体喷砂机中，气压为0.5~0.8mpa，使用十至二十号喷砂粒度将弹片表面抛光20~30min，能同时产生压应力以提高疲劳强度。用清水冲洗整洁，用少量酒精泡洗后烘干，去除油污等残留物，提高弹片光洁度，使外表更美观。
s8：将s7弹片放到模具中进行轻压矫形，获得合格弹片。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明将弹片设计并制成钹状，紧压热敏电阻芯片，起到紧固作用，边缘翻边保护热敏电阻芯片；中间鼓起形成喇叭状相对于片状可以有效减小外部冲击力，受力均匀，更好地保护热敏电阻芯片，有利于散热。
（2）目前市面上弹片大多是由钛合金等材料制成的片状，压于热敏电阻芯片两侧，抗冲击能力弱，力学性能差，高温稳定性差，材料成形性差。本发明设计的耐高温低电阻弹性合金，不高于820℃下均可使用，具有良好的高温稳定性、抗腐蚀性、高力学性能和低电阻率。
（3）本发明合金强化相(y')1050℃大量溶解，强度明显下降，变形抗力急剧降低，而塑性明显上升，有利于冲压成形。低于950℃时，由于强化相弥散分布于晶内和晶界，强度高,变形抗力大，在400-500℃具有良好的力学性能，抗腐蚀性，保证弹片高温正常工作。
（4）制备的弹片装在产品上，加55n·m扭紧压力，400℃持续500h弹片正常工作。从室温加热到400℃保持10min，再冷却到室温保持10min，再加热到400℃保持10min，如此反复温度冲击300次，弹片正常工作。满足大功率热敏电阻芯片产品工作要求。
附图说明
图1为本发明弹片的外形示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
配制（wt%）成分为cr19、mo3、al1.2、fe0.3、ti2、co12、ni62.5。将原料装炉抽真空通氮气，在1350℃熔炼后连铸连轧成厚度为1mm带材。用10%硫酸清洗干净后水洗，烘干。加热至1150℃均匀化处理1h后连续冲压成φ30mm钹状弹片。再将弹片放入高温电炉中以10℃/min加热到1050℃保持120min固溶处理后水冷。又将弹片放入电阻炉中以30℃/min加热到850℃保持1h稳定化处理后空冷。最后将弹片放入电阻炉中以30℃/min加热到780℃保持12h时效处理后空冷。将经过时效处理之后的弹片放入液体喷砂机中，气压为0.5mpa，使用二十号砂粒将弹片表面抛光20min后用清水冲洗整洁。在矫形机上矫形获得合格弹片。
经检测：室温显微硬度为444.3hv；室温和400℃比例极限分别为643mpa和604mpa，弹性极限分别为692mpa和621mpa，导电率为0.63×106s/m。制备的弹片装在产品上，加55n·m扭紧压力，400℃持续500h弹片正常工作。从室温加热到400℃保持10min，再冷却到室温保持10min，再加热到400℃保持10min，如此反复温度冲击300次，弹片正常工作。满足大功率热敏电阻芯片产品的工作要求。
实施例2
配制（wt%）成分为cr19、mo3、al1.2、fe0.3、ti2、co12、ni62.5。将原料装炉抽真空通氮气，在1350℃熔炼后连铸连轧成厚度为1mm带材。用10%硫酸清洗干净后水洗，烘干。加热至1150℃均匀化处理1h后连续冲压成φ30mm钹状弹片。再将弹片放入高温电炉中以10℃/min加热到1100℃保持60min固溶处理后水冷。又将弹片放入电阻炉中以30℃/min加热到800℃保持2h稳定化处理后空冷。最后将弹片放入电阻炉中以30℃/min加热到780℃保持16h时效处理后空冷。将经过时效处理之后的弹片放入液体喷砂机中，气压为0.5mpa，使用二十号砂粒将弹片表面抛光20min后用清水冲洗整洁。在矫形机上矫形获得合格弹片。
经检测：室温显微硬度为435hv；室温和400℃比例极限分别为631mpa和605mpa，弹性极限分别为640mpa和615mpa，导电率为0.8×106s/m。制备的弹片装在产品上，加55n·m扭紧压力，400℃持续500h弹片正常工作。从室温加热到400℃保持10min，再冷却到室温保持10min，再加热到400℃保持10min，如此反复温度冲击300次，弹片正常工作。满足大功率热敏电阻芯片产品的工作要求。
实施例3
配制（wt%）成分为cr19、mo3、al1.2、fe0.3、ti2、co12、ni62.5。将原料装炉抽真空通氮气，在1350℃熔炼后连铸连轧成厚度为1mm带材。用10%硫酸清洗干净后水洗，烘干。加热至1100℃均匀化处理1h后连续冲压成φ30mm钹状弹片。再将弹片放入高温电炉中以10℃/min加热到1090℃保持80min固溶处理后水冷。又将弹片放入电阻炉中以30℃/min加热到800℃保持2h稳定化处理后空冷。最后将弹片放入电阻炉中以30℃/min加热到760℃保持18h时效处理后空冷。经过热处理之后弹片放入液体喷砂机中，气压为0.5mpa，使用二十号砂粒将弹片表面抛光20min后用清水冲洗整洁。在矫形机上矫形获得合格弹片。
经检测：弹片室温显微硬度为438hv；室温和400℃比例极限分别为640mpa和598mpa，弹性极限分别为669mpa和615mpa，导电率为0.2×106s/m。制备的弹片装在产品上，加55n·m扭紧压力，400℃持续500h弹片正常工作。从室温加热到400℃保持10min，再冷却到室温保持10min，再加热到400℃保持10min，如此反复温度冲击300次，弹片正常工作。满足大功率热敏电阻芯片产品的工作要求。
实施例4
配制（wt%）成分为cr19、mo3、al1.2、fe0.3、ti2、co12、ni62.5。将原料装炉抽真空通氮气，在1350℃熔炼后连铸连轧成厚度为1mm带材。用10%硫酸清洗干净后水洗，烘干。加热至1120℃均匀化处理1.5h后连续冲压成φ30mm钹状弹片。再将弹片放入高温电炉中以10℃/min加热到1050℃保持100min固溶处理后水冷。又将弹片放入电阻炉中以30℃/min加热到820℃保持2h稳定化处理后空冷。最后将弹片放入电阻炉中以30℃/min加热到780℃保持16h时效处理后空冷。经过热处理之后弹片放入液体喷砂机中，气压为0.5mpa，使用二十号砂粒将弹片表面抛光20min后用清水冲洗整洁。在矫形机上矫形获得合格弹片。
经检测：弹片室温显微硬度为446hv；室温和400℃比例极限分别为627mpa和601mpa，弹性极限分别为636mpa和608mpa，导电率为0.5×106s/m。制备的弹片装在产品上，加55n·m扭紧压力，400℃持续500h弹片正常工作。从室温加热到400℃保持10min，再冷却到室温保持10min，再加热到400℃保持10min，如此反复温度冲击300次，弹片正常工作。满足大功率热敏电阻芯片产品的工作要求。
实施例5
配制（wt%）成分为cr22、mo5、al1.6、fe0.6、ti4、co14、ni52.8。将原料装炉抽真空通氮气，在1400℃熔炼后连铸连轧成厚度为0.6mm带材。用10%硫酸清洗干净后水洗，烘干。加热至1100℃均匀化处理2h后连续冲压成φ30mm钹状弹片。再将弹片放入高温电炉中以30℃/min加热到1050℃保持2h固溶处理后水冷。又将弹片放入电阻炉中以20℃/min加热到820℃保持3h稳定化处理后空冷。最后将弹片放入电阻炉中以20℃/min加热到750℃保持16h时效处理后空冷。经过热处理之后弹片放入液体喷砂机中，气压为0.8mpa，使用十号砂粒将弹片表面抛光30min后用清水冲洗整洁。在矫形机上矫形获得合格弹片。
经检测：弹片室温显微硬度为466hv；室温和400℃比例极限分别为635mpa和613mpa，弹性极限分别为641mpa和615mpa，导电率为0.4×106s/m。制备的弹片装在产品上，加55n·m扭紧压力，400℃持续500h弹片正常工作。从室温加热到400℃保持10min，再冷却到室温保持10min，再加热到400℃保持10min，如此反复温度冲击300次，弹片正常工作。满足大功率热敏电阻芯片产品的工作要求。
1.一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法，其特征在于：包括弹片合金成分、形状和模具设计，熔炼热轧带材，均匀化处理后热冲压弹片、热处理改性、砂丸抛光和矫形；具体步骤为：
s1：设计合金成分、弹片形状尺寸和模具形状尺寸；
s2：将合金熔炼热轧成带材；
s3：将步骤s2的带材均匀化处理后热冲压成钹状弹片；
s4：将步骤s3的弹片进行固溶处理；
s5：将步骤s4的弹片进行稳定化处理；
s6：将步骤s5的弹片进行时效处理；
s7：将步骤s6的弹片进行表面砂丸抛光和矫形。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法，其特征在于：以重量百分比计合金组成包括cr19~22，mo3~5，al1.2~1.6，fe0.3~0.6，ti2~4，co12~14，其余为ni。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法，其特征在于：所述弹片形状为四周紧压和带翻边、中间鼓起的钹状。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法，其特征在于：步骤s2，将合金原材料在1350-1400℃真空氮气保护熔炼后连铸连轧成厚度为0.6~1.2mm带材，将带材酸洗干净后水洗，烘干。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法，其特征在于：步骤s3，将s2的带材加热至1100~1150℃均匀化处理1-2h后，根据热敏电阻芯片产品规格冲压钹状弹片。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法，其特征在于：步骤s4，将钹状弹片以10-30℃/min加热到1050~1100℃，保持1~2h进行固溶后水冷。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法，其特征在于：步骤s5，将固溶处理后的弹片以20-30℃/min加热到800～850℃保持1~3h稳定化处理后空冷。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法，其特征在于：步骤s6，将稳定化处理后的弹片以20-30℃/min加热到750~780℃保持12~18h时效处理后空冷。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温热敏电阻器弹片制造方法，其特征在于：步骤s7，将经过时效处理之后的弹片放入液体喷砂机中，气压为0.5~0.8mpa，使用十至二十号喷砂粒度表面抛光20~30min，去除残留物；最后将产品进行矫形。
技术总结