專利名稱：自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒，特別是一種對(duì)形狀記憶合金棒拉伸變形后，加熱回復(fù)時(shí)工字形記憶合金棒凹臺(tái)處外徑膨脹，使得形狀記憶合金 棒凹臺(tái)處外徑與外接工件的內(nèi)孔緊固配合連接，同時(shí)凹臺(tái)長(zhǎng)度收縮，凹臺(tái)兩端面與外接工 件的兩端面緊密配合，起到與外接工件之間精確定位和緊固連接作用的工字形形狀記憶合金棒。
背景技術(shù)：
形狀記憶合金具有優(yōu)異的形狀記憶性能，良好的機(jī)械性能和生物相容性等，在醫(yī) 學(xué)、電子、自動(dòng)化、航天航空等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。形狀記憶效應(yīng)是指材料在馬氏體狀 態(tài)受外力發(fā)生形變后，加熱使溫度升高至母相狀態(tài)時(shí)，材料的形狀恢復(fù)到形變前形狀的現(xiàn)象。目前，利用形狀記憶合金的記憶效應(yīng)制成的形狀記憶合金管接頭和緊固環(huán)得到了 廣泛應(yīng)用。在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域中很多零部件由一根圓棒和穿過圓棒并固定在圓棒上工件組合 而成，通常有兩種方法制作此類零部件，一是把圓棒和固定在圓棒上的工件加工為一體，該 方法的缺點(diǎn)是加工成本高，固定在圓棒上的工件形狀復(fù)雜時(shí)加工難度大；另一種方法是采 用組合連接的方法，用螺母將工件固定連接在圓棒上，該方法的缺點(diǎn)是連接工序復(fù)雜，使用 時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)連接處容易松動(dòng)失效。研制一種自緊式連接用形狀記憶合金棒將解決這一問 題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種用于與被連接帶孔工件之間精確定位和緊固連 接作用的工字形形狀記憶合金棒。為實(shí)現(xiàn)所述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案達(dá)到的—種用于與帶孔工件之間緊固連接的自緊式工字形形狀記憶合金棒，其特征在 于自緊式工字形形狀記憶合金棒呈工字形，中間具有凹臺(tái)，凹臺(tái)的外徑為被連接帶孔工件 的內(nèi)孔直徑的101 102%，凹臺(tái)的長(zhǎng)度為被連接帶孔工件厚度的100 101%。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的自緊式工字形形狀記憶合金棒由 TiNi、TiNiNb或TiNiCu合金加工制備而成。一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的被連接帶孔工件由鋁合金、鎂合金、銅 合金、鈦合金或鐵合金等材料制成。自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒在馬氏體相變溫度下拉伸變形，使拉伸變形 后凹臺(tái)的外徑為被連接帶孔工件的內(nèi)孔直徑的98 99%，凹臺(tái)的長(zhǎng)度為被連接帶孔工件 厚度的102 104%。裝配后，加熱至奧氏體相變溫度回復(fù)，自緊式連接用形狀記憶合金棒 凹臺(tái)處的外徑外漲，達(dá)到與被連接帶孔工件的內(nèi)孔緊密配合連接的目的，同時(shí)凹臺(tái)長(zhǎng)度收縮，凹臺(tái)兩端面與被連接帶孔工件的兩個(gè)端面緊密配合，能精確定位自緊式連接用形狀記 憶合金棒與連接帶孔工件的相對(duì)位置。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型涉及一種用于與被連接帶孔工件之間精確定位和緊固連接作用的自 緊式連接用工字形形狀記憶合金棒。它是在馬氏體溫度下拉伸變形后，加熱回復(fù)時(shí)自緊式 連接用工字形形狀記憶合金棒凹臺(tái)1-1外徑外漲產(chǎn)生回復(fù)力與被連接帶孔工件的內(nèi)孔緊 密配合連接。該自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、可靠性高 等優(yōu)點(diǎn)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是起到與被連接帶孔工件之間緊固連接的作用，同時(shí)能精確定位自 緊式連接用工字形形狀記憶合金棒與連接帶孔工件的相對(duì)位置，可以大大簡(jiǎn)化零部件的結(jié) 構(gòu)，提高零部件的使用壽命，可廣泛應(yīng)用在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域。下面通過附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但并不意味著對(duì)本實(shí) 用新型保護(hù)范圍的限制。

圖1為本實(shí)用新型的自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒拉伸變形后與被連接 帶孔工件配合示意圖。圖3為本實(shí)用新型的自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒加熱回復(fù)后與被連接 帶孔工件緊密配合示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，為本實(shí)用新型的自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒結(jié)構(gòu)示意 圖。其中1為自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒，由Ti50Ni50(原子百分含量)合金 制成，1-1為自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒的凹臺(tái)，凹臺(tái)的外徑為10. 10mm，凹臺(tái)的 長(zhǎng)度為40. IOmm ；2為被連接帶孔工件，由鈦合金加工制成，被連接帶孔工件的內(nèi)孔直徑為 10. 00mm，被連接帶孔工件2的厚度為40. 00。用于與被連接帶孔工件之間精確定位和緊固連接作用的工字形形狀記憶合金棒 與被連接帶孔工件緊固連接裝配工作過程如下(1)在馬氏體相變溫度(20 30°C )下對(duì)自緊式連接用形狀記憶合金棒1拉伸變 形約4%，拉伸變形后凹臺(tái)的外徑為9. 90mm，凹臺(tái)的長(zhǎng)度約為41. 7mm。(2)將拉伸變形后的自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1的凹臺(tái)1-1和被連接帶孔工件2間隙配合，裝配圖如圖2所示。加熱自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1至 70 100°C，由于自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1的記憶效應(yīng)發(fā)生回復(fù)，自緊式連 接用工字形形狀記憶合金棒1凹臺(tái)1-1的外徑外漲并產(chǎn)生很大的回復(fù)力(通常回復(fù)力為 300 500MPa)，自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1的凹臺(tái)處外圓與被連接帶孔工件2 的內(nèi)孔壁接觸并發(fā)生合適的形變，接觸面上大的壓應(yīng)力使得自緊式連接用工字形形狀記憶 合金棒1和被連接帶孔工件2達(dá)到緊密緊固連接的目的，同時(shí)凹臺(tái)1-1兩端面縮短與被連 接帶孔工件2的兩端面緊密配合，起到精確定位的作用。[0022](3)自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1和被連接帶孔工件2緊固連接配合完成的示意圖如圖3所示。自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1的凹臺(tái)1-1外圓與帶孔平 板工件2緊固連接后形成一體的零部件，自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1起到與帶 孔平板工件2緊固連接并精確確定兩者相對(duì)位置的作用。實(shí)施例2自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒，由Ti44Ni47Nb9(原子百分含量)合金制 成，1-1為自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒的凹臺(tái)，凹臺(tái)的外徑為15. 15mm，凹臺(tái)的長(zhǎng) 度為50. IOmm ；2為被連接帶孔工件，由鋁合金加工制成，被連接帶孔工件的內(nèi)孔直徑為 15. 00mm，被連接帶孔工件2的厚度為50. 00mm。用于與被連接帶孔工件之間精確定位和緊固連接作用的工字形形狀記憶合金棒 與被連接帶孔工件緊固連接裝配工作過程如下(1)在馬氏體相變溫度(-60 -50°C )下對(duì)自緊式連接用形狀記憶合金棒1拉伸 變形約4%，拉伸變形后凹臺(tái)的外徑為14. 85mm，凹臺(tái)的長(zhǎng)度約為52. 00mm。(2)將拉伸變形后的自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1的凹臺(tái)1-1和被連接 帶孔工件2間隙配合，裝配圖如圖2所示。加熱自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1至 120 180°C，，由于自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1的記憶效應(yīng)發(fā)生回復(fù)，自緊式連 接用工字形形狀記憶合金棒1凹臺(tái)1-1的外徑外漲并產(chǎn)生很大的回復(fù)力(通?；貜?fù)力為 300 500MPa)，自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1的凹臺(tái)處外圓與被連接帶孔工件2 的內(nèi)孔壁接觸并發(fā)生合適的形變，接觸面上大的壓應(yīng)力使得自緊式連接用工字形形狀記憶 合金棒1和被連接帶孔工件2達(dá)到緊密緊固連接的目的，同時(shí)凹臺(tái)1-1兩端面縮短與被連 接帶孔工件2的兩端面緊密配合，起到精確定位的作用。(3)自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1和被連接帶孔工件2緊固連接配合完 成的示意圖如圖3所示。自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1的凹臺(tái)1-1外圓與帶孔平 板工件2緊固連接后形成一體的零部件，自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒1起到與帶 孔平板工件2緊固連接并精確確定兩者相對(duì)位置的作用。根據(jù)實(shí)際使用要求設(shè)計(jì)自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒，合金材料可以是 TiNi,TiNiNb,TiNiCu等合金，根據(jù)被連接帶孔工件的內(nèi)孔大小來設(shè)計(jì)工字形形狀記憶合金 棒的凹臺(tái)，通常設(shè)計(jì)經(jīng)過拉伸變形后自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒的凹臺(tái)外徑大小 為被連接帶孔工件的內(nèi)孔直徑的98 99%。根據(jù)被連接帶孔工件的寬度來設(shè)計(jì)凹臺(tái)處的 長(zhǎng)度，通常設(shè)計(jì)經(jīng)過拉伸變形后自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒的凹臺(tái)長(zhǎng)度為被連接 帶孔工件2厚度的102 104%。被連接帶孔工件2可以是鎂合金、鋁合金、銅合金、鈦合 金、鐵合金等金屬材料。在馬氏體相變溫度下對(duì)自緊式連接用形狀記憶合金棒1拉伸變形， 通常為8 16%，拉伸變形量應(yīng)考慮自緊式連接用形狀記憶合金棒加熱回復(fù)時(shí)的徑向膨脹 量和軸向長(zhǎng)度收縮量。加熱自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒，由于自緊式連接用工字形形狀記憶合 金棒的記憶效應(yīng)發(fā)生回復(fù)，自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒凹臺(tái)的外徑外漲并產(chǎn)生很 大的回復(fù)力，通常回復(fù)力為300 500MPa，自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒的凹臺(tái)處 外圓與被連接帶孔工件的內(nèi)孔壁接觸并發(fā)生合適的形變，接觸面上大的壓應(yīng)力使得自緊式 連接用工字形形狀記憶合金棒和被連接帶孔工件緊密緊固連接在一起。
權(quán)利要求一種用于與帶孔工件之間緊固連接的自緊式工字形形狀記憶合金棒，其特征在于自緊式工字形形狀記憶合金棒呈工字形，中間具有凹臺(tái)，凹臺(tái)的外徑為被連接帶孔工件的內(nèi)孔直徑的101～102％，凹臺(tái)的長(zhǎng)度為被連接帶孔工件厚度的100～101％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于與帶孔工件之間緊固連接的自緊式工字形形狀記憶合 金棒，其特征在于所述的自緊式工字形形狀記憶合金棒由TiNi、TiNiNb或TiNiCu合金構(gòu) 成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于與帶孔工件之間緊固連接的自緊式工字形形狀記憶合 金棒，其特征在于所述的被連接帶孔工件由鋁合金、鎂合金、銅合金、鈦合金或鐵合金構(gòu) 成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒，自緊式工字形形狀記憶合金棒呈工字形，中間具有凹臺(tái)，凹臺(tái)的外徑為被連接帶孔工件的內(nèi)孔直徑的101～102％，凹臺(tái)的長(zhǎng)度為被連接帶孔工件厚度的100～101％。自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒是在馬氏體溫度下拉伸變形后，加熱回復(fù)時(shí)凹臺(tái)外徑外漲產(chǎn)生回復(fù)力與被連接帶孔工件的內(nèi)孔緊密配合連接。該自緊式連接用形狀記憶合金棒具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，其最大的特點(diǎn)是起到與被連接帶孔工件的內(nèi)孔緊密配合連接的目的，同時(shí)能精確定位自緊式連接用工字形形狀記憶合金棒與連接帶孔工件的相對(duì)位置，可廣泛應(yīng)用在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F16B19/02GK201568418SQ20092027832
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者尹向前, 李艷鋒, 米緒軍, 高寶東 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院