[发明专利]一种NiTiCu形状记忆合金丝材的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及形状记忆合金技术领域，特别涉及一种NiTiCu形状记忆合金丝材的加工方法。

背景技术

Cu元素的添加改变了NiTi形状记忆合金的相变形为，使得学者们对NiTiCu形状记忆合金进行了深入的研究。参考文献[1](TH Nam，T Saburi，Y Kawamura，K Shimizu.Shape MemoryCharacteristics Associated With the B2<->B19and B19<->B19’Transformationsin a Ti--Ni--Al Alloy.Materials Transactions.31，1990：959-967)利用实验对比了NiTiCu发生B2→B19相变，以及NiTi发生R相变的相变滞后，实验发现，B2→B19相变热滞为15K，NiTi发生R相变的相变热滞为30K。因此，Cu的加入使NiTiCu形状记忆合金热滞减小很多，同时马氏体相变温度更加稳定，具有稳定的应力—应变超弹性曲线，低的马氏体屈服强度。所以，NiTiCu形状记忆合金用于工程等领域，制作对温度场响应比较迅速的感温驱动元件是非常理想的，因此经常将NiTiCu形状记忆合金丝材制作具有双程记忆效应的弹簧。

在形状记忆合金中引人注目的还有热机，要想充分利用低温温水，尽量提高热机的热效率是很有意义的，通过添加Cu元素能有效提高热效率。参考文献[2](F.J.Gil，J.A.Planell.Thermal efficiencies of NiTiCu shape memory alloys.Thermochimica Acta，March.327-8，1999：151~154.)对NiTiCu三元合金的热效率进行了研究。结果表明，NiTiCu形状记忆合金和NiTi形状记忆合金相比，热效率从15％提高到了25％，因此NiTiCu形状记忆合金在热机上的应用前景非常诱人，而热机上NiTiCu形状记忆合金用的最多的就是丝材。

本发明针对这一问题，开发了一种NiTiCu形状记忆合金丝材的加工方法。

发明内容

本发明的目的提供一种NiTiCu形状记忆合金丝材的加工方法。

本发明具体的技术方案为，对已制备的NiTiCu形状记忆合金坯料进行深加工，以满足工程等领域的需求。其特征在于：将NiTiCu形状记忆合金坯料去除氧化皮，进行锻造，锻造温度为920℃-750℃，锻造最终尺寸为40mm×40mm×1000mm；轧制温度为920℃-700℃，轧制过程中要进行退火处理，退火处理的温度为700℃-800℃，轧制后的最终尺寸为Φ10mm；然后进行拉伸，拉伸变形温度为860℃-660℃，拉伸后进行退火处理温度为680℃-780℃。

采用本发明方法获得NiTiCu形状记忆合金丝材后，用于工程等领域，其产品表现出良好的机械性能和优良的形状记忆效应(恢复率)。

附图说明

图1NiTiCu形状记忆合金制成丝材后的双程记忆恢复率

由图1可以看出，采用本发明方法所制备出的NiTiCu形状记忆合金丝材，具有优良的形状记忆效应(恢复率)。

具体实施方式

实施例1

将NiTiCu形状记忆合金坯料去除氧化皮，进行锻造，锻造开始温度为920℃，终锻温度为750℃，锻造最终尺寸为40mm×40mm×1000mm，在该温度下锻造的组织均匀致密度良好，不开裂，不起皮。

轧制开始温度为920℃，终轧温度为700℃，轧制过程中进行退火处理，退火处理的温度为700℃-800℃，轧制后的最终尺寸为Φ10mm。

拉伸过程如下：

Φ10mm—Φ8mm拉伸温度为860℃-830℃；

Φ8mm—Φ6mm拉伸温度为830℃-800℃；

Φ6mm—Φ4mm拉伸温度为800℃-770℃；

Φ4mm—Φ3mm拉伸温度为770℃-750℃；

Φ3mm—Φ2mm拉伸温度为750℃-720℃；

Φ2mm—Φ1.6mm拉伸温度为720℃-690℃；

Φ1.6mm—Φ1.2mm拉伸温度为690℃-660℃；

拉伸后的最终尺寸为Φ1.2mm；

拉伸后进行退火处理，退火处理温度为680℃-780。

采用本发明方法将NiTiCu形状记忆合金加工成丝材后，其产品机械性能优良，σ_b＝877.4MPa，σ_0.2＝516.7MPa，δ＝14.4％，同时表现出优良的双程记忆效应(恢复率)，见图1。