[发明专利]电阻材料

说明书

技术领域

本发明涉及用作设置在中性点的电源变压器或发电机中的接地电阻器、电阻控制机动车的主或制动电阻器等所代表的电阻器的电阻材料。

背景技术

一个电阻器应具有的特性是，其电阻率不受环境的变化所影响，而仍保持在恒定的值。然而，电阻器经常受到焦耳热加热，例如，由于强电流，动力或车辆电阻器被加热至高达400℃左右。由于金属电阻器具有的缺点是，通常当温度升高时其电阻率降低，所以迄今已将具有较低电阻率温度关系的高电阻材料用于动力或车辆电阻器。

作为高电阻材料已知有一种Fe-Cr-Al合金，例如FCH1或FCH2。由于FCH1或FCH2含有17-26质量％Cr和2-6质量％Al，所以其电阻率高同时具有较低的温度相关性。然而，FCH1或FCH2是铁磁性的，因此电流通过电阻器产生磁场。磁场引起电阻器振动并出现噪声。该振动和噪声可通过使用非磁性材料，例如NCH1、NCH2或NCH3作为电阻器得到抑制。然而，NCH1、NCH2和NCH3由于含有高比例的Ni价格昂贵并且还由于在升高温度时的抗变形性热加工性低劣以及在热轧时产生表面缺陷(乱丝缺陷)。

同时，含有18质量％左右Cr的不锈钢，如SUS304，具有高于普通钢70μΩ·cm的电阻率，但与常规电阻材料比较，该电阻率根据温度变化而大大改变。此外，在退火状态为非磁性的不锈钢SUS304，通过机械变形而改变成铁磁状态。结果，通过使不锈钢板成形成目的形状而制得的电阻器，由于生成磁场而产生巨大噪声。可通过增加Si和Al含量而使不锈钢SUS304的电阻率更高。但是，增加Si和Al使得钢板更硬并且弯曲可成形性低劣，并且还加剧产生铁磁性状态。

发明内容

本发明的一个目的是为了通过采用适于提高电阻率和降低磁导率的合金化设计提供电阻材料，该材料电阻率高同时温度关系较小并且几乎不产生在电流流通时由磁场引起的噪音。

本发明提出了新的电阻材料，该材料的组成如下：C最高达0.1质量％、Si最高达5质量％、Mn最高达6质量％、Cr9-32质量％、Ni6-25质量％、N最高达0.2质量％、Mo0-3质量％、Cu0-4质量％、Al0-5质量％以及余量除不可避免的杂质外为Fe，同时其条件为，将式(1)规定的A值和式(2)规定的B值分别调节至不小于78和14。

A＝0.008×(％Cr)³-0.43×(％Cr)²+8.03×(％Cr)+6.8×(％Si)

   +10.9×(％Al)+0.56×(％Mo)+0.92×(％Ni)       ........(1)

B＝(％Ni)+(％Cu)+0.6×(％Mn)+9.69×(％C+％N)

   +0.18×(％Cr)-0.11×(％Si)²                   ........(2)

所建议的电阻材料还可含有一种或多种最高达0.4质量％Ti、最高达0.4质量％Nb和最高达0.005质量％B。

附图说明

图1是说明室温时电阻率与20-400℃范围内电阻率的平均温度系数关系的曲线图。

图2是说明B值对磁导率μ作用的曲线图。

具体实施方式

本发明人已经对电导率及其温度关系试验了不同种类的电阻材料，并寻找了热加工性及弯曲成形性良好且还在使用时几乎不产生噪声的电阻材料。较低的电阻率温度关系对于在电流通过时经常被加热至400℃左右的动力或车辆电阻器是必要的。具体的是，在20-400℃范围时，电阻率的平均温度系数将被控制在不大于1.0007/℃的值。

如图1所示，根据本发明人对在20-400℃范围内，电阻率与平均湿度系数关系的研究，发现了电阻率不小于85μΩ·cm对控制平均温度系数不大于1.0007/℃是必要的。另一方面，为了抑制产生由生成磁场所引起的噪声，电阻材料将是非磁性的。

考虑到这些要求，本发明人已详尽地研究了Fe-Cr-Ni合金组成对电阻率的作用，并发现了电阻率R可由下式表示：

R＝0.008×(％Cr)³-0.43×(％Cr)²+0.83×(％Cr)+6.8×(％Si)

   +10.9×(％Al)+1.0×(％Mo)+0.92×(％Ni)+7.4

该关系意味着通过将式(1)所规定的A值控制在78或更高使电阻率R调节至不小于85μΩ·cm的水平。