[发明专利]可加工成型的金-铜-锌-铝形状记忆合金及其制造方法

说明书

本发明涉及一种黄金形状记忆合金及其制造方法。

由于形状记忆合金中的热弹马氏体相变能记住相变前后的形状，因而成为一种有用的功能材料。目前已能实用化的形状记忆合金主要是钛镍合金和铜基合金，它们都能承受冷加工和热变形，而通常的含黄金形状记忆合金，如金镉（AuCd）、AuCuZn、TiNiAu等，自从五十年代和六十年代初期发现至今，由于未能解决其脆性，无法承受冷加工和热变形，因而不具有实用价值。

本发明的目的是研制一种黄金形状记忆合金，它可承受冷、热加工成型，轧成薄片、拉成细丝及做成板、条状材料，并可加工成型为各种形状记忆首饰等。

本发明通过改变合金中的组分及其含量，控制其中电子浓度，使含黄金合金既具有形状记忆功能，又能改变其质脆的性能，并通过改变热处理工艺，调节它的相变点，以达到调节其形状随温度变化的温度范围。

本发明所研制的黄金形状记忆合金的主要成分含量（重量百分比）如下：

Au（金）：25～75%    Cu（铜）：5～55%

Zn（锌）：5～28%    Al（铝）：0～6%

其他微量元素有：铁（Fe）、钴（Co）、钒（V）、硅（Si）、硼（B）等，均小于0.1%。

合金的电子浓度比范围为1.35～1.45。

本发明涉及的黄金形状记忆合金的制造工艺流程如下：

配料-高频熔炼-浇铸-热加工-冷加工（冷轧或冷拔）-热处理做成条状或板状材料，其中的熔炼和浇铸均在氩气保护下进行，熔炼温度为1000℃至1100℃，热加工温度为600℃至800℃;轧制或拨丝速度为0.5米/分至5米/分，道次加工量1%至5%。

本发明所用热处理工艺如下：

固溶处理：700℃～800℃，水淬。

形状记忆处理：700～800℃保温5～10分钟，淬入70℃至180℃的液体介质，保温10～30分钟。淬水。

本发明的合金的形状记忆性能如下：

单程记忆回复量：80～100%。

双程记忆回复量：60～85%，在此后的1000次热循环中无明显衰退。

超弹性（又称伪弹性）变形量：8%。

黄金形状记忆合金的应用范围广泛，可用于首饰类如戒指、项链、胸饰等，其形状可随温度而变化;又可用于工艺品类及装饰品类如形状记忆黄金花、形状记忆灯饰等;还可用于电接触的接插件、紧固件、牙科中的镶牙片等。

本发明的实施例一：

12K黄金形状记忆合金：

主要成分：（以下为该合金的重量百分比）

Au：50%    Cu：33%

Zn：13%    Al：4%

加微量元素铁、钴、钒、硅、硼等，均小于0.1%。

熔炼、加工工艺、热处理、形状记忆处理与前述相同。

相变点范围：0℃至65℃。

实施例二：

16K黄金形状记忆合金：

主要成分：

Au：65%    Cu：21%

Zn：10.5%    Al：3.5%

加微量元素同实施例一。

熔炼：加工工艺、热处理及形状记忆处理与前述相同。

相变点：-10℃至70℃。

实施例三：

18K黄金形状记忆合金：

主要成分：

Au：74%    Cu：14%

Zn：8.7%    Al：3.3%

加微量元素同实施例一。

熔炼、加工工艺、热处理及形状记忆处理与前述相同。

相变点：-20℃至80℃。