Лента ТКЛР 32НКД — прецизионный сплав для термобиметаллических узлов
Лента ТКЛР 32НКД — это холоднокатаная лента из прецизионного сплава с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), изготовленная по ГОСТ 14080–78. Материал относится к группе железоникелевых сплавов с контролируемым содержанием кобальта и меди, что обеспечивает стабильные упругие и дилатометрические характеристики в узком интервале рабочих температур. Основное назначение ленты — изготовление термобиметаллических полос, работающих в составе автоматических выключателей, тепловых реле и систем термокомпенсации.
Химический состав и структурные особенности
Сплав 32НКД легирован никелем (около 32%), кобальтом (до 4%) и медью (до 1,5%), остальное — железо. Такое сочетание обеспечивает аномально низкий ТКЛР в диапазоне 20–100 C — на уровне (1,5–2,5) 10 К. После термической обработки в структуре формируется однофазный аустенит с мелкозернистой морфологией, что гарантирует воспроизводимость упругих свойств от партии к партии. Лента поставляется в нагартованном или отожжённом состоянии, что позволяет подбирать материал под конкретную технологию штамповки и гибки.
Механические характеристики и допуски
Предел текучести ленты в нагартованном состоянии достигает 590–690 МПа, относительное удлинение — не менее 3%. Твёрдость по Виккерсу варьируется в пределах 180–240 HV в зависимости от степени деформации. Точность геометрии регламентируется классом допуска: толщина 0,1–2,5 мм с отклонением 0,02 мм, ширина 5–250 мм с отклонением 0,1 мм. Серповидность на 1 м длины не превышает 2 мм, что критично при продольной резке на узкие полосы для биметаллических заготовок.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Предел текучести, МПа | ТКЛР, 10 К | Состояние поставки |
|---|---|---|---|---|
| 0,10–0,30 | 5–100 | 590–690 | 1,8–2,2 | Нагартованное |
| 0,31–0,80 | 10–150 | 540–640 | 1,6–2,0 | Нагартованное |
| 0,81–2,50 | 20–250 | 440–540 | 1,5–1,9 | Отожжённое |
Применение в термобиметаллических системах
Лента ТКЛР 32НКД используется в качестве пассивного слоя термобиметаллов, где её низкое расширение компенсирует высокое расширение активного слоя из сплавов типа 75ГНД или 58ГП. Такие пары применяются в:
- тепловых расцепителях автоматических выключателей серий ВА и АЕ;
- биметаллических пластинах тепловых реле для защиты электродвигателей;
- термокомпенсаторах газового оборудования и топливной аппаратуры;
- датчиках температуры в системах автоматического регулирования;
- элементах тепловой защиты силовых полупроводниковых преобразователей.
Рабочий диапазон температур, при котором сохраняется стабильность упругих характеристик, составляет –60…+200 C. При проектировании узлов следует учитывать, что после многократных термических циклов возможно незначительное изменение ТКЛР, поэтому для ответственных применений рекомендуется предварительное старение ленты при 150 C в течение 2 часов.
Технологические рекомендации
При штамповке ленты 32НКД толщиной до 0,5 мм рекомендуется использовать штампы с твёрдосплавными вставками для обеспечения чистоты среза без заусенцев. Гибка выполняется с радиусом не менее двух толщин материала во избежание микротрещин. Сварка сплава затруднена из-за склонности к горячим трещинам, поэтому соединения выполняются точечной контактной сваркой или пайкой твёрдыми припоями с температурой плавления до 800 C. Для защиты от коррозии при хранении лента покрывается тонким слоем ингибированной смазки, которая удаляется перед термообработкой.
Вопросы и ответы
Чем отличается лента 32НКД от сплава 29НК?
Сплав 32НКД содержит кобальт и медь, что обеспечивает более низкий и стабильный ТКЛР в диапазоне 20–100 C по сравнению с 29НК. Кроме того, 32НКД имеет повышенную твёрдость в нагартованном состоянии, что важно для тонких лент в термобиметаллических узлах.
Какая максимальная ширина ленты доступна?
По ГОСТ 14080–78 максимальная ширина ленты составляет 250 мм. Для более широких полос требуется индивидуальное согласование с производителем, так как прокатка свыше 250 мм может приводить к неравномерности толщины по ширине.
Какой допуск на толщину для ленты 0,2 мм?
Для толщины 0,2 мм допуск составляет 0,015 мм по классу точности А. Это обеспечивает стабильность изгибающего момента в биметаллических элементах при температурных деформациях.
Можно ли использовать ленту 32НКД при криогенных температурах?
При температурах ниже –60 C возможно охрупчивание аустенитной структуры. Для криогенных применений рекомендуется использовать сплавы с более высоким содержанием никеля, например 36Н (инвар), который сохраняет пластичность до –200 C.
