一種Cu基形狀記憶合金絲的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種Cu基形狀記憶合金絲的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]形狀記憶效應(yīng)是20世紀(jì)30年代首次被發(fā)現(xiàn)并公開報道的，美國哈佛大學(xué)A.B.Greninger等學(xué)者在CuZn合金中發(fā)現(xiàn),馬氏體會伴隨著加熱和冷卻而收縮并長大,但在當(dāng)時并未引起足夠的重視。直到1963年,美國海軍武器實驗室Buehler等人發(fā)現(xiàn)了等原子TiNi合金中的形狀記憶現(xiàn)象，形狀記憶效應(yīng)的應(yīng)用開發(fā)才得以促進(jìn)，并由此拉開了世界范圍的形狀記憶合金研究熱潮的序幕。
[0003]目前，形狀記憶合金主要分為TiNi基、Cu基和Fe基合金三種。鈦鎳合金因其良好的形狀記憶特性、超彈性、耐磨耐蝕性和高阻尼特性在航空航天、機(jī)械電子、能源交通及日常生活等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，而優(yōu)良的生物相容性能更是使其成為一種理想的生物醫(yī)用材料，鈦鎳合金制造成本較高。Cu基形狀記憶合金因其較為低廉的造價、良好的雙向形狀記憶性能及較好的加工性能，在感溫、控溫元件、驅(qū)動元件等方面獲得了應(yīng)用，但Cu基合金存在穩(wěn)定性差、晶粒粗大，各向異性彈性系數(shù)高的缺點。Fe基合金中的FeMnSi合金具有滯后大、無需低溫擴(kuò)孔、成本低等優(yōu)點，可替代TiNiFe、TiNiNb用于制作管接頭，但Fe基合存在制造過程較復(fù)雜的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種Cu基形狀記憶合金絲的制備方法，解決了現(xiàn)有Cu基形狀記憶合金制備過程中穩(wěn)定性差的問題。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種Cu基形狀記憶合金絲的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0006]步驟1、
[0007]將純Cu、Zn、Al和Mn按1:2?4:12?20:50?70的比例進(jìn)行熔煉并制成合金鑄
,定;
[0008]步驟2、
[0009]將步驟I制得的合金錠進(jìn)行退火處理，再次加熱至800?840°C，進(jìn)行回火處理，然后自然冷卻至室溫；
[0010]步驟3、
[0011]將經(jīng)步驟3處理的合金錠鍛造軋制，制成直徑為2?3mm的圓棒；
[0012]步驟4、
[0013]將經(jīng)步驟3制得的圓棒冷拉絲，拉絲道次型變量5?7%，制成直徑I?1.5mm的合金絲；
[0014]步驟5、
[0015]將經(jīng)步驟4制得的合金絲在600?650°C條件下保溫5?8min，保溫過程充入氮氣保護(hù)；
[0016]步驟6、將經(jīng)步驟5處理的合金絲進(jìn)行淬火處理，制得。
[0017]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案的特點還在于，
[0018]步驟2中，退火溫度400?500°C，退火時間12?18h，回火時間10?20min。
[0019]步驟6中，淬火采用溫度為80?90°C油為淬火介質(zhì)。
[0020]本發(fā)明的有益效果是，一種Cu基形狀記憶合金絲的制備方法，通過對合金進(jìn)行參數(shù)精確控制的退火、回火、淬火等工藝，加強(qiáng)了 Cu基形狀記憶合金絲的加工穩(wěn)定性，提高了Cu基形狀記憶合金絲的品質(zhì)。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]一種Cu基形狀記憶合金絲的制備方法，按照以下步驟實施:
[0023]步驟1、
[0024]將純Cu、Zn、Al和Mn按1:2?4:12?20:50?70的比例進(jìn)行熔煉并制成合金鑄
,定;
[0025]步驟2、
[0026]將步驟I制得的合金錠進(jìn)行退火處理，退火溫度400?500°C，退火時間12?18h ；再次加熱至800?840°C，進(jìn)行回火處理，回火時間10?20min，然后自然冷卻至室溫；
[0027]步驟3、
[0028]將經(jīng)步驟3處理的合金錠鍛造軋制，制成直徑為2?3mm的圓棒；
[0029]步驟4、
[0030]將經(jīng)步驟3制得的圓棒冷拉絲，拉絲道次型變量5?7%，制成直徑I?1.5mm的合金絲；
[0031]步驟5、
[0032]將經(jīng)步驟4制得的合金絲在600?650°C條件下保溫5?8min，保溫過程充入氮氣保護(hù)；
[0033]步驟6、將經(jīng)步驟5處理的合金絲進(jìn)行淬火處理，淬火采用溫度為80?90°C油為淬火介質(zhì)，制得。
[0034]Cu-Zn-Al合金中熱彈性馬氏體的穩(wěn)定化，主要是由空位等淬火缺陷引起的。過飽和淬火空位的存在，對馬氏體相界面有釘扎作用，使馬氏體界面移動困難，從而造成馬氏體的穩(wěn)定化，減少這種空位，也就阻礙了馬氏體的穩(wěn)定化過程。本發(fā)明中，錳元素在Cu-Zn-Al合金中為置換性元素，且有穩(wěn)定母相的作用。錳元素的加入，減少了 Cu-Zn-Al合金中的淬火空位，降低了熱彈性馬氏體的穩(wěn)定化傾向，從而使Cu-Zn-Al合金的記憶性能提高。并且錳元素的加入，降低了 Cu-Zn-Al合金的相變溫度，提高了 Cu-Zn-Al合金的形狀記憶性能，使Cu-Zn-Al合金的強(qiáng)度下降，塑性提高。
[0035]實施例1
[0036]將純Cu、Zn、Al和Mn按1:2:12:50的比例進(jìn)行熔煉并制成合金鑄錠；將制得的合金錠進(jìn)行退火處理，退火溫度400°C，退火時間18h ;再次加熱至800°C，進(jìn)行回火處理，回火時間20min,然后自然冷卻至室溫；將處理的合金錠鍛造乳制,制成直徑為2mm的圓棒；將制得的圓棒冷拉絲，拉絲道次型變量5%，制成直徑Imm的合金絲；將制得的合金絲在600°C條件下保溫5min，保溫過程充入氮氣保護(hù)；將處理的合金絲進(jìn)行淬火處理，淬火采用溫度為80°C油為淬火介質(zhì)，制得。
[0037]實施例2
[0038]將純Cu、Zn、Al和Mn按1:3:16:60的比例進(jìn)行熔煉并制成合金鑄錠；將制得的合金錠進(jìn)行退火處理，退火溫度450°C，退火時間15h;再次加熱至820°C，進(jìn)行回火處理，回火時間15min,然后自然冷卻至室溫；將處理的合金錠鍛造乳制,制成直徑為2.5mm的圓棒；將制得的圓棒冷拉絲，拉絲道次型變量6%，制成直徑1.3mm的合金絲；將制得的合金絲在625°C條件下保溫6.5min，保溫過程充入氮氣保護(hù)；將處理的合金絲進(jìn)行淬火處理，淬火采用溫度為85°C油為淬火介質(zhì),制得。
[0039]實施例3
[0040]將純Cu、Zn、Al和Mn按1:4:20:70的比例進(jìn)行熔煉并制成合金鑄錠；將制得的合金錠進(jìn)行退火處理，退火溫度500°C，退火時間12h ;再次加熱至840°C，進(jìn)行回火處理，回火時間1min,然后自然冷卻至室溫；將處理的合金錠鍛造乳制,制成直徑為3mm的圓棒；將制得的圓棒冷拉絲，拉絲道次型變量7%，制成直徑1.5mm的合金絲；將制得的合金絲在650°C條件下保溫8min，保溫過程充入氮氣保護(hù)；將處理的合金絲進(jìn)行淬火處理，淬火采用溫度為90 °C油為淬火介質(zhì),制得。
【主權(quán)項】
1.一種Cu基形狀記憶合金絲的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行: 步驟1、 將純Cu、Zn、Al和Mn按1:2?4:12?20:50?70的比例進(jìn)行熔煉并制成合金鑄錠； 步驟2、 將步驟I制得的合金錠進(jìn)行退火處理，再次加熱至800?840°C，進(jìn)行回火處理，然后自然冷卻至室溫； 步驟3、 將經(jīng)步驟3處理的合金錠鍛造軋制，制成直徑為2?3_的圓棒； 步驟4、 將經(jīng)步驟3制得的圓棒冷拉絲，拉絲道次型變量5?7%，制成直徑I?1.5mm的合金絲； 步驟5、 將經(jīng)步驟4制得的合金絲在600?650°C條件下保溫5?8min，保溫過程充入氮氣保護(hù)； 步驟6、將經(jīng)步驟5處理的合金絲進(jìn)行淬火處理，制得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Cu基形狀記憶合金絲的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，步驟2中，退火溫度400?500°C，退火時間12?18h，回火時間10?20min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Cu基形狀記憶合金絲的制備方法，其特征在于，所述步驟6中，淬火采用溫度為80?90°C油為淬火介質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種Cu基形狀記憶合金絲的制備方法，按以下步驟實施：將純Cu、Zn、Al和Mn按比例進(jìn)行熔煉并制成合金鑄錠；將合金錠進(jìn)行退火處理，進(jìn)行回火處理，然后自然冷卻至室溫；將處理的合金錠鍛造軋制，制成直徑為2mm的圓棒；將制得的圓棒冷拉絲，拉絲道次型變量5％，制成直徑1mm的合金絲；將制得的合金絲在600℃條件下保溫5min，保溫過程充入氮氣保護(hù)；將處理的合金絲進(jìn)行淬火處理，淬火采用溫度為80℃油為淬火介質(zhì)，制得。本發(fā)明通過對合金進(jìn)行參數(shù)精確控制的退火、回火、淬火等工藝，加強(qiáng)了Cu基形狀記憶合金絲的加工穩(wěn)定性，提高了Cu基形狀記憶合金絲的品質(zhì)。
【IPC分類】C22F1/08, C22F1/16
【公開號】CN105568192
【申請?zhí)枴緾N201410546935
【發(fā)明人】齊海港
【申請人】西安艾菲爾德復(fù)合材料科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月15日