專利名稱：降低沉淀析出馬氏體不銹鋼彈性體滯后誤差的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低沉淀析出馬氏體不銹鋼彈性體滯后誤差的方法， 屬于稱重傳感器彈性體的制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電阻應(yīng)變式稱重傳感器由彈性體、應(yīng)變片和檢測電路組成，應(yīng)變片粘 附于彈性體上，當(dāng)彈性體受到外力加載時，引起彈性體和應(yīng)變片絲柵同步 彈性形變，并造成應(yīng)變片絲柵阻值變化，通過檢測電路，實(shí)現(xiàn)加載應(yīng)力和 電信號之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)稱重。滯后指傳感器從空載逐級加載到額定載荷， 再從額定載荷逐級卸載，在相同載荷處傳感器卸載和加載輸出差值，見圖1 所示。通常用相對滯后誤差表示傳感器滯后特性，即不同載荷處的滯后值 與滿量程信號輸出之比來表示傳感器滯后特性，相對滯后誤差單位為百萬
分之一(ppm)，建立以相對滯后誤差為縱坐標(biāo)，對應(yīng)載荷為橫坐標(biāo)的關(guān)系。 而稱重傳感器滯后誤差和彈性體材料、應(yīng)變片以及貼片工藝有關(guān)，其中彈 性體材料起著主要作用。
對于沉淀析出馬氏體不銹鋼其主要合金元素為<0.07%C， 14.0-17.0%Cr, 3.0-5.0%Ni， 3.0-5.0%Cu， 0.15-0.45%Nb，如17-4PH鋼和 15-5PH鋼等。該類型鋼兼有不銹鋼和高強(qiáng)度鋼的特性，是目前制作稱重傳 感器彈性體其中一種材料，相比于Crl3型馬氏體不銹鋼、中碳結(jié)構(gòu)鋼以及 硬鋁等彈性體材料，沉淀析出馬氏體不銹鋼的滯后誤差較大，因此限制了 該鋼在高精度模擬稱重傳感器中的推廣使用。為了改善沉淀析出馬氏體不 銹鋼的滯后性能， 一般的做法是通過熱處理來提高該類鋼彈性體的強(qiáng)度， 并用液氮深冷方法消除淬火后彈性體中的殘余奧氏體，即使這樣，17-4PH 鋼滯后誤差仍然突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種降低沉淀析出馬氏體不銹鋼彈性體滯后誤差的方法，將形變加工和熱處理強(qiáng)化結(jié)合，能有效降低彈性體滯后誤差。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是 一種降低沉淀析出馬氏體不銹 鋼彈性體滯后誤差的方法，按下步驟進(jìn)行
(1) 、固溶將棒料放入加熱爐內(nèi)以5'C/分鐘 3(TC/分鐘速度隨爐升溫，
加熱至104(TC士1(TC，保溫時間在l 4h，強(qiáng)制冷卻至室溫；
(2) 、深冷將強(qiáng)制冷卻后的棒料放入液氮中冷卻，冷卻溫度在-70。C -90°C,時間控制在2.5 6h;
(3) 、形變加工深冷后的棒料以《5mm/秒的速度在常溫拉伸或壓縮， 棒料沿拉壓方向的延伸率或壓縮率控制在1.0% 5.0%;
(4) 、時效處理將形變后的棒料放入溫度不高于20(TC的加熱爐內(nèi)以5 r/分鐘 30'C/分鐘的速度隨爐升溫，升溫至48(TC土5-C，保溫2.5 5h.。
本發(fā)明是將經(jīng)過固溶、深冷后的棒料進(jìn)行形變加工，然后時效處理。 由于沉淀析出馬氏體不銹鋼含碳量低，經(jīng)固溶和深冷處理后，該鋼屈服強(qiáng) 度約800MPa，硬度32HRC左右，經(jīng)過48(TC±5°C的時效后，屈服強(qiáng)度和硬 度分別約為1200MPa和44HRC，因此沉淀析出馬氏體不銹鋼主要通過時效 處理時，基體內(nèi)彌散析出的銅顆粒強(qiáng)化。本發(fā)明利用該鋼固溶、深冷后強(qiáng) 度不高，還能形變加工的特點(diǎn)，時效前拉伸或壓縮棒料，棒料沿拉壓方向 的延伸率或壓縮率控制在1.0% 5.0%，使材料發(fā)生塑性變形，形變后棒料 中產(chǎn)生大量點(diǎn)、線、面缺陷，特別是位錯密度的增加，降低了時效處理時 銅顆粒析出所需能量，并為銅顆粒析出提供大量形核位置，提高了時效處 理時銅顆粒彌散度。高密度位錯和銅顆粒的相互作用提高了沉淀析出馬氏 體不銹鋼抗微區(qū)塑性變形能力，從而降低稱重傳感器滯后誤差。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1是稱重傳感器在相同載荷處傳感器卸載和加載輸出差值滯后示意圖。
圖2是稱重傳感器在相同加載應(yīng)力時的相對滯后誤差對比圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本發(fā)明降低沉淀析出馬氏體不銹鋼彈性體滯后誤差的方法，按以下步 驟進(jìn)行
(1) 、固溶將4) 10X100 (mm)的棒料放入加熱爐內(nèi)以5"C/分鐘 15 "C/分鐘速度隨爐升溫，加熱至104(TC士1(TC，保溫時間在l 1.5h，強(qiáng)制 冷卻至室溫；
(2) 、深冷將強(qiáng)制冷卻后的棒料放入液氮中冷卻，冷卻溫度在-7(TC -80'C，時間控制在2.5 3.5h;
(3) 、形變加工深冷后的棒料以5mm/秒的速度在常溫拉伸或壓縮，棒 料沿拉壓方向的延伸率或壓縮率控制在3.0% 5.0%;
(4) 、時效處理將形變后的棒料放入溫度不高于20(TC的加熱爐內(nèi)以5 。C/分鐘 l(TC/分鐘的速度隨爐升溫，升溫至48(TC士5t:，保溫2.5 3h。 實(shí)施例2
本發(fā)明降低沉淀析出馬氏體不銹鋼彈性體滯后誤差的方法，
(1) 、固溶將cH8X200 (mm)的棒料放入加熱爐內(nèi)以15tV分鐘 25 。C/分鐘速度隨爐升溫，加熱至104(TC士1(TC，保溫時間在1.5 2.5h，強(qiáng) 制冷卻至室溫；
(2) 、深冷將強(qiáng)制冷卻后的棒料放入液氮中冷卻，冷卻溫度在-8(TC -90°C,時間控制在3 4h;
(3) 、形變加工深冷后的棒料以2.5mm/秒的速度在常溫拉伸或壓縮， 棒料沿拉壓方向的延伸率或壓縮率控制在2.0 % 4.0 %;
(4) 、時效處理將形變后的棒料放入溫度不高于20(TC的加熱爐內(nèi)以10 。C/分鐘 2(TC/分鐘的速度隨爐升溫，升溫至48(TC ±5°C，保溫2.5 3. 5h。 實(shí)施例3
本發(fā)明降低沉淀析出馬氏體不銹鋼彈性體滯后誤差的方法，
(1) 、固溶將20X20X200 (mm)的棒料放入加熱爐內(nèi)以10。C/分鐘 20。C/分鐘速度隨爐升溫，加熱至1040°C±10°C，保溫時間在1.5 2.5h， 強(qiáng)制冷卻至室溫；
(2) 、深冷將強(qiáng)制冷卻后的棒料放入液氮中冷卻，冷卻溫度在-80'C -90。C，時間控制在3. 5 4. 5hh;
(3) 、形變加工深冷后的棒料以4mm/秒的速度在常溫拉伸或壓縮，棒料沿拉壓方向的延伸率或壓縮率控制在3.0% 5.0%;
(4)、時效處理將形變后的棒料放入溫度不高于200'C的加熱爐內(nèi)以15 。C/分鐘 25。C/分鐘的速度隨爐升溫，升溫至48(TC士5。C，保溫3 4h。 實(shí)施例4
本發(fā)明降低沉淀析出馬氏體不銹鋼彈性體滯后誤差的方法，
(1) 、固溶將25X25X200 (mm)的棒料放入加熱爐內(nèi)以20。C/分鐘 3(TC/分鐘的速度隨爐升溫，加熱至1040。C士1(TC，保溫時間在3 4h,強(qiáng) 制冷卻至室溫；
(2) 、深冷將強(qiáng)制冷卻后的棒料放入液氮中冷卻，冷卻溫度在-8(TC -9(TC，時間控制在5 6h;
(3) 、形變加工深冷后的棒料以lmm/秒的速度在常溫拉伸或壓縮，棒 料沿拉壓方向的延伸率或壓縮率控制在3.0% 5.0%;
(4) 、時效處理將形變后的棒料放入溫度不高于20(TC的加熱爐內(nèi)以20 。C/分鐘 30。C/分鐘的速度隨爐升溫，升溫至48(TC士5。C，保溫4 5h。
見圖2所示，為滿量程20kN時，彈性體為17-4PH鋼在壓柱式傳感器滯后 誤差測試結(jié)果，從圖2中可以看出，采用本發(fā)明的處理工藝與常規(guī)工藝相比， 相對滯后誤差值約從250X 1(^降值100X 10_4，滯后誤差明顯降低。
權(quán)利要求
1、一種降低沉淀析出馬氏體不銹鋼彈性體滯后誤差的方法，其特征在于按下步驟進(jìn)行(1)、固溶將棒料放入加熱爐內(nèi)以5℃/分鐘～30℃/分鐘速度隨爐升溫，加熱至1040℃±10℃，保溫時間在1～4h，強(qiáng)制冷卻至室溫；(2)、深冷將強(qiáng)制冷卻后的棒料放入液氮中冷卻，冷卻溫度在-70℃～-90℃，時間控制在2.5～6h；(3)、形變加工深冷后的棒料以≤5mm/秒的速度在常溫拉伸或壓縮，棒料沿拉壓方向的延伸率或壓縮率控制在1.0％～5.0％；(4)、時效處理將形變后的棒料放入溫度不高于200℃的加熱爐內(nèi)以5℃/分鐘～30℃/分鐘的速度隨爐升溫，升溫至480℃±5℃，保溫2.5～5h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低沉淀析出馬氏體不銹鋼彈性體滯后誤差的方法，固溶將棒料以5℃/分鐘～30℃/分鐘速度隨爐升溫，加熱至1040℃±10℃，保溫時間在1～4h，強(qiáng)制冷卻至室溫；深冷將強(qiáng)制冷卻后的棒料放入液氮中冷卻，冷卻溫度在-70℃～-90℃，時間控制在2.5～6h；形變加工深冷后的棒料以≤5mm/秒的速度在常溫拉伸或壓縮，棒料沿拉壓方向的延伸率或壓縮率控制在1.0％～5.0％；時效處理將形變后的棒料放入溫度不高于200℃的加熱爐內(nèi)以5℃/分鐘～30℃/分鐘的速度隨爐升溫，升溫至480℃±5℃，保溫2.5～5h.。本發(fā)明提高了沉淀析出馬氏體不銹鋼抗微區(qū)塑性變形能力，降低稱重傳感器滯后誤差。
文檔編號C21D8/00GK101413048SQ20081023570
公開日2009年4月22日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者張惠斌, 朱向群, 朱子健, 莉 楊 申請人:梅特勒—托利多(常州)精密儀器有限公司;梅特勒—托利多(常州)測量技術(shù)有限公司;梅特勒—托利多(常州)稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司