提高冷熱循環(huán)下相變點穩(wěn)定性的銅基記憶合金復(fù)合添加劑的制作方法
【專利摘要】提高冷熱循環(huán)下相變點穩(wěn)定性的銅基記憶合金復(fù)合添加劑，屬于銅基記憶合金制備【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征為：Ni8～12wt％、Ti8～12wt％、Ce7～10wt％、La7～10wt％、V6～9wt％、Ba6～9wt％、Zr5～7wt％、Tb4～6wt％、Nd4～6wt％、Pr2～4wt％、B2～4wt％、余為Cu。所述復(fù)合添加劑為塊狀合金，熔點范圍850～1150℃，復(fù)合添加劑加入量范圍為0.2～1.0wt%。
【專利說明】提高冷熱循環(huán)下相變點穩(wěn)定性的銅基記憶合金復(fù)合添加劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于銅基記憶合金制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特指提高冷熱循環(huán)下相變點穩(wěn)定性的銅 基記憶合金復(fù)合添加劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 在記憶合金材料中，銅基記憶合金材料占的比例最大，在銅基記憶合金中研究最 多并已得到應(yīng)用的是Cu-Zn-Al和Cu-Al-Ni合金。銅鋅鋁記憶合金作為銅基記憶合金中最 具有實用價值的合金之一，具有生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉(價格僅為Ni-Ti系合金的十分之 一)，有良好的記憶性能(僅次于Ni-Ti系合金)，其相變點可以在-KKTC?200°C范圍內(nèi)調(diào) 節(jié)，應(yīng)用前景非常廣闊。
[0003] 銅鋅鋁記憶合金在冷熱循環(huán)過程中，內(nèi)部發(fā)生正逆熱彈性馬氏體相變，馬氏體與 母相之間相界面隨外界溫度的變化作反復(fù)遷移，界面位錯在遷移過程中不斷增加，位錯密 度很快達(dá)到飽和值，從而影響正逆熱彈性馬氏體相變的轉(zhuǎn)變量。在冷熱循環(huán)過程中相變點、 馬氏體組織、力學(xué)性能以及形狀記憶效應(yīng)都會發(fā)生很大的變化。相變溫度是記憶合金相變 特性最基本的因素，合金的所有特性和行為與相變溫度是分不開的。通常通過配制一定成 分的合金來控制合金的相變溫度，再通過合適的熱處理來調(diào)節(jié)相變溫度的微小起伏。
[0004] 本發(fā)明開發(fā)出提高冷熱循環(huán)下相變點穩(wěn)定性的銅基記憶合金復(fù)合添加劑。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明開發(fā)出提高冷熱循環(huán)下相變點穩(wěn)定性的銅基記憶合金復(fù)合添加劑，其特征 為：Ni8 ?12wt%、Ti8 ?12wt%、Ce7 ?10wt%、La7 ?10wt%、V6 ?9wt%、Ba6 ?9wt%、 Zr5 ?7wt%、Tb4 ?6wt%、Nd4 ?6wt%、Pr2 ?4wt%、B2 ?4wt%、余為Cu。所述復(fù) 合添加劑為塊狀合金，熔點范圍850?1150°C，復(fù)合添加劑加入量范圍為0. 2?1.Owt%。
[0006]上述成分可化為：NilO?11wt%、TilO?11wt%、Ce8 ?9wt%、La8 ?9wt%、 V7 ?8wt%、Ba7 ?8wt%、Zr6 ?6. 5wt%、Tb5 ?5. 5wt%、Nd5 ?5. 5wt%、Pr3 ? 4wt%、B3?4wt%、余為Cu。復(fù)合添加劑最佳加入量范圍為0. 7wt%。
[0007]
【具體實施方式】 實施例1 以電解銅、鋅錠〇號、工業(yè)鋁錠A00號、復(fù)合添加劑(其中：NilO?11wt%、TilO? 11wt%、Ce8 ?9wt%、La8 ?9wt%、V7 ?8wt%、Ba7 ?8wt%、Zr6 ?6. 5wt%、Tb5 ? 5.5wt%、Nd5 ?5.5wt%、Pr3 ?4wt%、B3 ?4wt%、余為Cu。）為原料，即Zn25.5wt%、 A13. 7wt%、復(fù)合添加劑0. 2wt%、余量是Cu的比例稱重后在中頻感應(yīng)熔煉爐中熔煉。熔煉工 藝為：先加入預(yù)熱過的電解銅、鋅錠、鋁錠、復(fù)合添加劑，熔化期間要加入合金重量0.2%的 硼砂。待材料全部熔化后，升溫至1280-1300°C澆注成直徑為（j580X150mm的鑄錠。退火處 理是加熱到820-840°C保溫24小時后隨爐冷卻，然后去除表面2-3mm的脫鋅層，再將鑄錠在 820-840°C保溫2小時后鍛打加軋制成40X40mm的棒材。最后進(jìn)行熱處理：油淬加時效，即 830-850°C保溫2小時淬入室溫機(jī)油中，然后在預(yù)先準(zhǔn)備好的沸水中保溫0. 5小時后取出空 冷至室溫。該方法制備的銅鋅鋁記憶合金相變點穩(wěn)定性得到顯著提高。將棒材加工成國家 標(biāo)準(zhǔn)試棒，室溫拉伸力學(xué)性能測試在WE-10型液壓式拉伸實驗機(jī)上進(jìn)行，經(jīng)該工藝方法處 理后測得記憶合金抗拉強(qiáng)度695. 5MPa，伸長率9. 5%，布氏硬度186HB。再在棒材上取樣，通 過線切割加工出冷熱循環(huán)試樣，冷熱循環(huán)試樣最終尺寸為長40mm、寬10mm、高5_。采用 電阻爐加熱自約束冷熱循環(huán)試驗機(jī)進(jìn)行冷熱循環(huán)試驗。板狀試樣裝卡在立方卡具的四個側(cè) 面，保證每塊試樣的加熱與冷卻位置一致，通過傳動裝置上下垂直運動，從而達(dá)到試樣加熱 以及冷卻的自動化完成。采用設(shè)時自控，熱電偶測量并控制溫度，試樣在室溫20°C至400°C 之間進(jìn)行加熱與冷卻的熱循環(huán)，采用計數(shù)器進(jìn)行自動計數(shù)，調(diào)整并保持爐溫準(zhǔn)確，水溫20°C (流動自來水)。快速加熱試樣，加熱、冷卻一次作為一個循環(huán)，每次循環(huán)加熱時間為120s，入 水冷卻時間為15s，直至預(yù)定循環(huán)次數(shù)。每循環(huán)設(shè)定次數(shù)，取下試樣，拋光去除表面氧化膜， 測試合金試樣的相變點如表1所不。
[0008] 表1 20°C-400°c循環(huán)前后合金的相變點（K)
【權(quán)利要求】
1. 提高冷熱循環(huán)下相變點穩(wěn)定性的銅基記憶合金復(fù)合添加劑，其特征為：Ni8? 12wt %、Ti8 ?12wt %、Ce7 ?10wt %、La7 ?10wt %、V6 ?9wt %、Ba6 ?9wt %、Zr5 ? 7wt %、Tb 4 ?6wt %、Nd 4 ?6wt %、Pr 2 ?4wt %、B2 ?4wt %、余為 Cu ;所述復(fù)合添加 劑為塊狀合金，熔點范圍850?1150°C，復(fù)合添加劑加入量范圍為0. 2?1. Owt%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述提高冷熱循環(huán)下相變點穩(wěn)定性的銅基記憶合金復(fù)合添加劑，上 述成分可化為：NilO ?11 wt%、TilO ?11 wt%、Ce8 ?9wt%、La8 ?9wt%、V7 ?8wt%、 Ba7 ?8wt %、Zr6 ?6. 5wt %、Tb 5 ?5. 5wt %、Nd 5 ?5. 5wt %、Pr 3 ?4wt %、B3 ? 4wt%、余為 Cu。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述提高冷熱循環(huán)下相變點穩(wěn)定性的銅基記憶合金復(fù)合添加劑，復(fù) 合添加劑最佳加入量范圍為0. 7wt%。
【文檔編號】C22C9/06GK104342580SQ201310334124
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月4日
【發(fā)明者】司松海, 李曉薇, 劉光磊, 楊嵩, 陸松華 申請人:鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司