一種鎳錳鎵合金棒材熱擠壓制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎳錳鎵合金棒材熱擠壓制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技進步發(fā)展，人們對于材料的使用要求越來越高。能夠感知外界變化而做出響應(yīng)的智能材料受到人們越來越多的關(guān)注，其中形狀記憶合金能夠在溫度或外力下發(fā)生形狀改變，在醫(yī)用驅(qū)動等領(lǐng)域得到了很多應(yīng)用。鎳錳鎵合金作為一種新型形狀記憶合金，不僅具有傳統(tǒng)形狀記憶合金輸出應(yīng)變大的特點，同時還能在磁場下具有高的響應(yīng)頻率，在驅(qū)動、傳感器件領(lǐng)域具有良好的前景。
[0003]金屬類器件在實際使用中往往具有一定的形狀，需要采用鑄造、塑性加工、連接等方法。其中塑性加工方法具有低成本、材料組織和性能優(yōu)良等特點。熱擠壓作為一種工業(yè)廣泛應(yīng)用的技術(shù)，是重要的塑性加工方法之一。
[0004]然而，鎳錳鎵合金具有很強的本征脆性，在室溫下難以加工成型，存在成型后表面容易開裂的問題，并且現(xiàn)有高溫?zé)釘D壓技術(shù)中存在對工裝模具強度要求高，工裝模具使用壽命較短，熱擠壓工藝參數(shù)范圍要求嚴(yán)格等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是要解決鎳錳鎵合金脆性大難以熱擠壓成形，經(jīng)熱擠壓成形后表面容易產(chǎn)生裂紋的問題，提供一種鎳錳鎵合金棒材熱擠壓制備方法。
[0006]本發(fā)明所述的鎳錳鎵合金棒材熱擠壓制備方法按照以下步驟依次進行:
[0007]步驟一:使用電火花線切割機，將鎳錳鎵合金切割成直徑為40?70mm，高度為40mm?60_的圓柱坯料，然后用水砂紙打磨圓柱坯料，以清除圓柱坯料表面的切割劃痕，并將打磨后的圓柱坯料浸入酒精溶液中，超聲波清洗，最后將圓柱坯料置于烘干箱中，在120°C干燥2小時；
[0008]步驟二:將步驟一制備的圓柱坯料置于真空爐或者惰性氣體保護熱處理爐中，以5?10°C /分鐘的加熱速度升溫至800?950°C并保溫8?10小時，保溫結(jié)束后圓柱坯料隨爐冷卻到室溫，得到成分均勻化處理后的圓柱坯料；
[0009]步驟三:將步驟二處理得到的圓柱坯料用金屬材料進行表面包套，得到包套坯料；所述包套處理使用的金屬材料為低碳鋼或不銹鋼；所述進行表面包套處理的方法是:
[0010]加工包套層，所述包套層由包套圓筒和包套頂蓋構(gòu)成，所述包套圓筒含有底部，包套圓筒內(nèi)徑與圓柱坯料直徑相同，圓周厚度為5?15mm，底部厚度為10?20mm，將包套圓筒的下端加工1: (5?15)的錐度，加工錐度區(qū)域高20?40mm，包套頂蓋直徑與圓柱坯料直徑相同，包套頂蓋厚度為10?20mm，將圓柱坯料放入包套套筒后，再蓋上包套頂蓋，包套頂蓋與包套圓筒使用氬弧焊密封連接；
[0011]步驟四:將步驟三處理得到的包套坯料表面使用酒精進行除油處理，然后置于烘干箱中，在120°C干燥2小時以去除表面殘留溶液，最后在包套坯料表面涂覆玻璃潤滑劑，并在80?120°C烘干1?4小時；所述的玻璃潤滑劑為使用溫度為900?1100°C、固體基料粒度〈5 μ m的玻璃潤滑劑；所述的在包套坯料表面涂覆玻璃潤滑劑的厚度為0.5?1mm ;
[0012]步驟五:在擠壓套筒內(nèi)表面和擠壓模具錐模內(nèi)表面涂覆0.8?2_厚的石墨粉作為潤滑劑，然后使用玻璃潤滑劑壓制出玻璃墊，并將玻璃墊放置于錐模中；所述的玻璃墊下端與錐模內(nèi)表面完全接觸，且高出錐模上端3?5mm ;所述的玻璃潤滑劑為使用溫度為900?1100°C、粒度〈0.5mm的玻璃潤滑劑；
[0013]步驟六:將步驟四得到的表面涂覆玻璃潤滑劑的包套坯料放入電阻爐中預(yù)熱；所述的預(yù)熱為以5?10°C /分鐘的加熱速率加熱至900?1100°C，然后保溫時間1?3小時；
[0014]步驟七:將步驟六預(yù)熱完成的包套坯料放入擠壓模具中進行熱擠壓，得到棒狀合金坯料；所述熱擠壓中包套坯料有錐度的一端面向玻璃墊；所述熱擠壓中擠壓比為(4?16): 1，擠壓速率為4mm/s?15mm/s ；
[0015]步驟八:將步驟七得到的棒狀合金坯料浸泡在酸液中至棒狀合金坯料表面的包套層金屬材料溶解分離，即完成鎳錳鎵合金棒材的熱擠壓制備；所述的酸液為體積分?jǐn)?shù)為10%?30%的硝酸或者體積分?jǐn)?shù)為10%?30%的硫酸。
[0016]本發(fā)明所述的方法具備以下有益效果:
[0017]1、通過對要進行擠壓的鎳錳鎵合金坯料表面包覆，并借助高溫潤滑劑，實現(xiàn)將鎳錳鎵合金從較粗的坯料通過熱擠壓方法獲得較細(xì)的棒材的完整的技術(shù)方案，并且經(jīng)本方法制備獲得的鎳錳鎵合金棒材表面光滑完好，沒有開裂；
[0018]2、本方法對于包套金屬材料選擇廣泛，并且包套金屬材料成本低，制備完成后容易去除；
[0019]3、經(jīng)本發(fā)明方法熱擠出后的鎳錳鎵合金組織是均勻的等軸晶，并且包套材料與鎳錳鎵合金之間不會發(fā)生界面反應(yīng)，不影響原有的合金成分及性能；
[0020]4、通過使用玻璃潤滑劑，在熱擠壓過程中，包套坯料和錐模之間形成了有一定高溫粘度的潤滑膜層，并且該潤滑膜層具有小的摩擦系數(shù)；降低了對模具摩擦的損傷，從而對工裝模具強度要求降低，同時提高模具使用壽命。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明所述鎳錳鎵合金棒材熱擠壓制備方法裝配示意圖，圖中1為壓頭，2為擠壓套筒，3為柱狀坯料，4為玻璃墊，5為錐模；
[0022]圖2為實施例1和2制備的鎳錳鎵合金棒材的宏觀照片；
[0023]圖3為實施例2制備的鎳錳鎵合金棒材表面的宏觀照片；
[0024]圖4為實施例2制備的鎳錳鎵合金棒材橫截面的宏觀照片；
[0025]圖5為實施例2制備的鎳錳鎵合金棒材金相組織0M圖；
[0026]圖6為實施例2制備的鎳錳鎵合金棒材的鎳錳鎵合金與包套材料界面SEM圖；
[0027]圖7為實施例2制備的表面包套的圓柱坯料剖視圖，圖中1為包套層金屬材料，2為柱狀坯料。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意合理組合。
[0029]【具體實施方式】一:本實施方式所述的鎳錳鎵合金棒材熱擠壓制備方法，按以下步驟實現(xiàn):
[0030]步驟一:使用電火花線切割機，將鎳錳鎵合金切割成直徑為40?70mm，高度為40mm?60_的圓柱坯料，然后用水砂紙打磨圓柱坯料，以清除圓柱坯料表面的切割劃痕，并將打磨后的圓柱坯料浸入酒精溶液中，超聲波清洗，最后將圓柱坯料置于烘干箱中，在120°C干燥2小時；
[0031]步驟二:將步驟一制備的圓柱坯料置于真空爐或者惰性氣體保護熱處理爐中，以5?10°C /分鐘的加熱速度升溫至800?950°C并保溫8?10小時，保溫結(jié)束后圓柱坯料隨爐冷卻到室溫，得到成分均勻化處理后的圓柱坯料；
[0032]步驟三:將步驟二處理得到的圓柱坯料用金屬材料進行表面包套，得到包套坯料；所述包套處理使用的金屬材料為低碳鋼或不銹鋼；
[0033]步驟四:將步驟三處理得到的包套坯料表面使用酒精進行除油處理，然后置于烘干箱中，在120°C干燥2小時以去除表面殘留溶液，最后在包套坯料表面涂覆玻璃潤滑劑，并在80?120°C烘干1?4小時；所述的在包套坯料表面涂覆玻璃潤滑劑的厚度為0.5?1mm ；
[0034]步驟五:在擠壓套筒內(nèi)表面和擠壓模具錐模內(nèi)表面涂覆0.8?2_厚的石墨粉作為潤滑劑，然后使用玻璃潤滑劑壓制出玻璃墊，并將玻璃墊