[发明专利]一种多孔铜铝锰形状记忆合金的热处理方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及有多孔形状记忆合金的热处理，具体地说是一种多孔铜铝锰形状记忆合金的热处理方法。

背景技术

随着工业文明的发展，机械设备趋于高速、高效和自动化。随之引起的振动、噪声以及疲劳断裂问题亦越来越突出。振动和噪声可以使电子器件失效、机械零部件寿命缩短、人体疲劳生病、工件效率降低。因此减振降噪、改善人机环境是一个亟待解决的问题。阻尼技术是控制结构共振和噪声的最有效方法。高阻尼材料则是具有高的减震降噪能力的材料。研究材料的阻尼行为，开发具有较高阻尼性能的新型材料对于解决由振动造成的问题具有十分重要的意义。

形状记忆合金在低于马氏体相变起点Ms的温度下进行热弹性马氏体相变时，有大量马氏体变体生成。变体间的界面、马氏体内部孪晶界面及马氏体/母相间界面在外加应力作用下易作滑移运动，显示出很高的阻尼本领，因此能够有效地衰减震动和冲击等外来机械能(杨大智主编，智能材料与智能系统，天津：天津大学出版社，2000)。

新型高阻尼材料的开发除了利用材料的本征阻尼能力以外，同时发展了许多种创新型的材料阻尼增强方法，其中采用金属与宏和微观孔的高性能复合制得多孔金属材料是较为成功的一种方法。孔的效应及金属基体微观组织的改变是常见泡沫金属材料阻尼提高的主要机理。

到目前为止，人们仅对TiNi基多孔形状记忆合金进行了深入研究。近些年来，由于铜基形状记忆合金同样具有较高的阻尼本领及形状记忆功能特性，加上与TiNi合金相比，铜基形状记忆合金价格低廉，人们亦开始对多孔铜基形状记忆合金进行研究，并开创了几种多孔铜基形状记忆合金的制备方法。如本发明的发明人(Q.Z.Wang，F.S.Han，Z.Y.Gao，G.L.Hao and J.Wu，Effects of macroscopic defects on the damping behavior of CuAlMn shape memory alloy，J.Alloy.Comp.，425(2006)：200-205)及意大利的G.Brtolino(G.Bertolino，P.Arneodo Larochette，E.M.Castrodeza，C.Mapelli，A.Baruj，H.E.Troiani，Mechanical properties of martensitic Cu-Zn-Al foams in the pseudoelastic regime，Mater.Lett.64(2010)：1448-1450)都曾报道过利用熔融金属渗流法制备铜基多孔形状记忆合金。然而，这些现有工艺都存在着技术难度高、造孔介质选择或溶除困难、基体损伤大、金属晶粒粗大易于产生晶间断裂及所得产品尺寸受到限制等问题。CN102131405A披露了多孔CuAlMn形状记忆合金的烧结-脱溶制备技术，虽然该工艺存在工艺简单，成本低且成功率高，产品孔结构参数即孔的形状、取向及分布可准确控制，能机动灵活地扩展材料的孔径和孔隙率范围等优点，即克服了先前技术存在的缺点。但是在实用操作中，铜基形状记忆合金的阻尼能力还跟很多因素有关，如淬火空位浓度、马氏体变体的形态、尺寸及取向，另外淬火过程中引入的大量淬火空位在室温长期时效过程中会逐渐向马氏体界面或位错处迁移，并造成马氏体稳定化效应，导致铜基形状记忆合金阻尼性能下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多孔铜铝锰形状记忆合金的热处理方法，在多孔铜基形状记忆合金的热处理工艺中，①采取固溶温度为850～900℃和每毫米有效厚度固溶时间为450～500秒进行固溶处理，②在60～70℃的淬火油中进行淬火，③淬火后立即在时效热处理温度为340～360℃下进行时效热处理，如此处理后所得到的多孔铜基形状记忆合金中的马氏体变体尺寸均匀、细小、排列有序、自协调性好和剩余淬火空位很少，从而提高及稳定了烧结-脱溶法制得多孔铜基形状记忆合金的阻尼性能，并且该方法较好地适应实际应用的需要。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种多孔铜铝锰形状记忆合金的热处理方法，具体步骤是：

第一步，多孔铜铝锰形状记忆合金的固溶处理

将采用烧结-脱溶工艺制得的多孔铜铝锰形状记忆合金置于管式真空/气氛炉中，首先用高纯氩气以大流量流通5分钟以驱逐炉管及多孔铜铝锰形状记忆合金泡孔内的空气，之后开始升温，同时将高纯氩气流量调小，待温度升至850～900℃后进行保温，保证该采用烧结-脱溶工艺制得的多孔铜铝锰形状记忆合金每毫米有效厚度固溶的时间为450～500秒；

第二步，多孔铜铝锰形状记忆合金的淬火处理