膨胀合金塑性加工(metalforming of expansion alloys)

在外力作用下使膨胀合金发生塑性变形而成为所需形状、尺寸和性能的加工材的加工过程。膨胀合金是具有特定线热膨胀系数的一种精密合金。第1类是低膨胀合金，平均膨胀系数<3．0×10-6／℃，典型牌号有4J36，在20～100℃温度范围内具有低的线膨胀系数，用于制做精密仪器仪表中要求尺寸稳定的各种元件。第2类是定膨胀合金，膨胀系数一般在4～9×10-6／℃范围内，典型牌号有4J29和4J42，在给定的温度范围内，用于电真空工业中与玻璃或陶瓷封接的结构材料。第3类是高膨胀合金，膨胀系数高于12×10-6／℃，主要用于单独或与低膨胀金属(合金)做成双金属，用于温度测量的感性元件和控制元件.

膨胀合金的塑性加工，根据不同组分的以下4种系列而有各自的特点.

(1)Fe—Ni系。包括低膨胀的4J36(也称因瓦合金)和定膨胀的4J42、4J43等。Fe和Ni能形成均匀的固溶体，具有稳定的奥氏体组织；因其塑性好，变形抗力小，可以冷轧成带材或冷拉成丝材。由于导热性差，加热速度不宜过快；热锻温度为1150～1240℃；热轧温度1120℃；成品轧程的冷加工率控制在60196左右；软化处理温度为850℃，在保护气氛中进行.

(2)Fe—Ni—Co系。包括低膨胀合金4J32和典型的定膨胀合金4J29(也称可伐合金)。此类合金为单相奥氏体，具有面心立方晶格，很容易冷变形。4J32合金主要用作微波技术中的谐振腔，对腔体的加工和腔体容积的恒定要求很严，用材料的低膨胀特性和尺寸稳定性来保证，尺寸稳定性要经85℃水淬和300℃回火处理来实现。4J29合金专门与DM类钼组玻璃匹配封588接。冷轧成带材后大多要进行适当退火，使其具有良好的深冲性能。其主要工艺参数是：1150～1180℃锻造或热轧开坯，ll0()～1150℃热轧，成品轧程压缩率<75％；冷拔、冷拉最终变形量60％～70，最大减径率40％～45％；退火温度为750～900℃.

(3)Fe—cr系。包括4J17，4J18，4．128等定膨胀合金，主要用来与DB类软玻璃封接。这类合金通常还要加入Ni、Ti、Mo、V等元素，因而硬度高，冷加工比较困难，在400～540℃之间有脆性，热加工和热处理时要避免在这一温度区停留，热加工温度1050～1150℃，要有足够的加热和保温时间。热加工后经800℃水淬可提高合金的塑性，改善冷加工性能。中间软化处理也可采用上述制度，这样可以保证冷轧成薄带，或拉成细丝和冲压成较复杂的零件。为保证带材的表面质量，每个轧程的变形量要<50％.

(4)Fe—Ni—cr系。包括4J6、4J47、4J49等定膨胀合金，适合与某些软玻璃匹配封接，具有稳定的奥氏体组织，成形加工性能好，通常热加工温度在1160℃左右，但4J49合金因加入硼，热塑性温度降低到1000～1050℃之间。合金的冷加工性能也很好，可以加工成板、带、丝、管及引伸成形状复杂的零件，冷变形抗力小，加工硬化速率也慢。冷变形量一般控制在40％～70％范围内.