铜基记忆合金在酸性介质下滚动磨损性能的热处理方法
【专利摘要】铜基记忆合金在酸性介质下滚动磨损性能的热处理方法，属于铜基记忆合金制备【技术领域】，其特征为：将制备出的铜锌铝记忆合金先进行退火处理，在850℃保温24小时后随炉冷却，然后切削去除表面的2~3mm的脱锌层，再将铸锭在850℃保温30分钟后锻打成φ55×60mm的棒材。然后采取三种热处理方式，最后在酸性介质条件下进行滚动磨损性能试验。
【专利说明】铜基记忆合金在酸性介质下滚动磨损性能的热处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铜基记忆合金制备【技术领域】，特指铜基记忆合金在酸性介质下滚动磨损性能的热处理方法。
【背景技术】
[0002]超弹性和形状记忆效应使形状记忆合金成为一种功能材料，这是一直为人们所接受的。然而把这种材料作为结构材料来对待，这是以往这个领域的人们很少涉及过的。近年来的研究表明形状记忆合金除具有形状记忆、伪弹性和高阻尼外，还具有良好的耐磨损性能。形状记忆合金具有优良的耐磨损性能是由前苏联学者AkceAoB于1982年提出的，但当时未引起重视。摩擦磨损是工业和日常生活中常见的现象，也是造成材料和能源损失的重要原因。特别是随着科技的日益进步，对尺寸精度要求越来越高，当然对材料的耐磨性能要求也越高。CuZnAl形状记忆合金作为铜基记忆合金中最具有实用价值的合金之一，由于其加工容易，塑性高，记忆性能好，价格低廉，越来越受到人们的重视。但是CuZnAl形状记忆合金也存在晶粒粗大、马氏体稳定化等缺陷，严重影响了摩擦磨损性能，极大的限制了应用范围。如何提高铜锌铝形状记忆合金的耐磨性以及开发耐磨性能更好的铜锌铝形状记忆合金材料日益成为材料科学研究的一个发展方向。本发明开发出铜基记忆合金在酸性介质下滚动磨损性能的热处理方法。
【发明内容】
[0003]本发明提出铜基记忆合金在酸性介质下滚动磨损性能的热处理方法，其特征为:将制备出的铜锌铝记忆合金先进行退火处理，在850°C保温24小时后随炉冷却，然后切削去除表面的2?3mm的脱锌层，再将铸锭在850°C保温30分钟后锻打成Φ 55 X 60mm的棒材。然后采取三种方式处理分别是:
1、分级淬火150°C，S卩850°C保温30分钟淬入150°C机油中，再保温30分钟淬入室温水中；
2、两级时效150°C，即850°C保温30分钟后淬入室温机油中，再放入150°C机油中保温时效30分钟，最后在50°C水中保温时效15分钟；
3、空冷，即850°C保温30分钟后从保温炉中取出，在大气环境下冷却。
[0004]采用第二种热处理方式，可获得摩擦磨损性能优异的铜锌铝形状记忆合金。
[0005]
【专利附图】
【附图说明】
图1不同预定载荷对铜锌铝形状记忆合金磨损量的影响(PH=2.0，试验时间6小时)。
[0006]图2不同预定时间对铜锌招形状记忆合金磨损量的影响(PH=2.0,试验载荷147牛)。
[0007]
【具体实施方式】
实施例1
将制备出的铜锌铝记忆合金先进行退火处理，在850°c保温24小时后随炉冷却，然后切削去除表面的2?3mm的脱锌层，再将铸锭在850°C保温30分钟后锻打成Φ 55 X 60mm的棒材。最后进行热处理，采用分级淬火150°C，即850°C保温30分钟淬入150°C机油中，再保温30分钟淬入室温水中。然后在棒材上取样，通过线切割加工出摩擦磨损试样，摩擦磨损试样为圆环状，具体尺寸:外径Φ50πιπι，内孔Φ16πιπι，环厚度8mm。对磨件尺寸同上，材质为40Cr钢，硬度50 - 54HRC。滚动磨损是在国产MM-2000型销盘式试验机上进行。磨损量以试样磨损前后的质量差来衡量，称量采用MAllO电子分析天平,精度为0.0OOlg0酸性介质为自配的稀H2SO4溶液(PH=2.0)，滴速为20滴每分钟。各试样开始试验前，先进行30min的预跑合，跑合完毕后测定原始重量，然后加载至预定的载荷进行预定时间的磨损试验。滚动磨损试验结束后，将试样用丙酮超声清洗30min，再测定试样的重量，并计算出试样的磨损量(磨损失重)。每次测试前试样和对磨件都要用丙酮清洗，每次测试后下一次测试前要将对磨件用砂纸磨到1200号，防止下一次测试时对磨件的表面粗糙度发生变化。滚动磨损试样为圆环状，具体尺寸:外径Φ50 mm，内孔Φ16 mm，环厚度8mm。对磨件尺寸同上，材质为45#钢，硬度50 - 54HRC。实验中，钢环转速200r/min，铜环转速180r/min，相对滑动速度
0.05236m/s。具体滚动磨损性能见图1和图2。
[0008]实施例2
将制备出的铜锌铝记忆合金先进行退火处理，在850°C保温24小时后随炉冷却，然后切削去除表面的2?3mm的脱锌层，再将铸锭在850°C保温30分钟后锻打成Φ55Χ60πιπι的棒材。最后进行热处理，两级时效150°C，即850°C保温30分钟后淬入室温机油中，再放入150°C机油中保温时效30分钟，最后在50°C水中保温时效15分钟。然后在棒材上取样，通过线切割加工出摩擦磨损试样,摩擦磨损试样为圆环状,具体尺寸:外径Φ50πιπι，内孔Φ 16mm,环厚度8mm。对磨件尺寸同上,材质为40Cr钢，硬度50 — 54HRC。滚动磨损是在国产MM-2000型销盘式试验机上进行。磨损量以试样磨损前后的质量差来衡量，称量采用MAllO电子分析天平，精度为0.0OOlg。酸性介质为自配的稀H2SO4溶液(PH=2.0)，滴速为20滴每分钟。各试样开始试验前，先进行30min的预跑合，跑合完毕后测定原始重量，然后加载至预定的载荷进行预定时间的磨损试验。滚动磨损试验结束后，将试样用丙酮超声清洗30min，再测定试样的重量，并计算出试样的磨损量(磨损失重)。每次测试前试样和对磨件都要用丙酮清洗，每次测试后下一次测试前要将对磨件用砂纸磨到1200号，防止下一次测试时对磨件的表面粗糙度发生变化。滚动磨损试样为圆环状，具体尺寸:外径Φ50 mm,内孔Φ16 mm，环厚度8mm。对磨件尺寸同上，材质为45#钢，硬度50 — 54HRC。实验中，钢环转速200r/min,铜环转速180r/min,相对滑动速度0.05236m/s。具体滚动磨损性能见图1和图2。
[0009]实施例3
将制备出的铜锌铝记忆合金先进行退火处理，在850°C保温24小时后随炉冷却，然后切削去除表面的2?3mm的脱锌层，再将铸锭在850°C保温30分钟后锻打成Φ55Χ60πιπι的棒材。最后进行热处理，空冷，即850°C保温30分钟后从保温炉中取出，在大气环境下冷却。然后在棒材上取样,通过线切割加工出摩擦磨损试样,摩擦磨损试样为圆环状,具体尺寸:夕卜径Φ50ι?πι,内孔Φ 16mm,环厚度8mm。对磨件尺寸同上，材质为40Cr钢，硬度50 —54HRC。滚动磨损是在国产MM-2000型销盘式试验机上进行。磨损量以试样磨损前后的质量差来衡量，称量采用MAllO电子分析天平，精度为0.0OOlg0酸性介质为自配的稀H2SO4溶液(PH=2.0),滴速为20滴每分钟。各试样开始试验前，先进行30min的预跑合,跑合完毕后测定原始重量，然后加载至预定的载荷进行预定时间的磨损试验。滚动磨损试验结束后，将试样用丙酮超声清洗30min，再测定试样的重量，并计算出试样的磨损量(磨损失重)。每次测试前试样和对磨件都要用丙酮清洗，每次测试后下一次测试前要将对磨件用砂纸磨到1200号，防止下一次测试时对磨件的表面粗糙度发生变化。滚动磨损试样为圆环状，具体尺寸:外径Φ50 mm,内孔Φ16 mm,环厚度8mm。对磨件尺寸同上，材质为45#钢，硬度50 —54HRC。实验中，钢环转速200r/min，铜环转速180r/min，相对滑动速度0.05236m/s。具体滚动磨损性能见图1和图2。
【权利要求】
1.铜基记忆合金在酸性介质下滚动磨损性能的热处理方法，其特征为:将制备出的铜锌铝记忆合金先进行退火处理，在850°C保温24小时后随炉冷却，然后切削去除表面的2?3mm的脱锌层，再将铸锭在850°C保温30分钟后锻打成Φ55Χ60πιπι的棒材；然后采取三种处理方式:第一、分级淬火150°C，即850°C保温30分钟淬入150°C机油中，再保温30分钟淬入室温水中；第二、两级时效150°C，即850°C保温30分钟后淬入室温机油中，再放入150°C机油中保温时效30分钟，最后在50°C水中保温时效15分钟；第三、空冷，即850°C保温30分钟后从保温炉中取出，在大气环境下冷却。
2.根据权利要求1所述铜基记忆合金在酸性介质下滚动磨损性能的热处理方法，热处理可优选两级时效150°C的方式，此时，酸性介质条件下，铜锌铝记忆合金可以呈现出最优的滚动磨损性能。
【文档编号】C22F1/08GK104342612SQ201310345636
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】齐克尧, 司松海, 李晓薇, 刘光磊, 张志敏 申请人:镇江忆诺唯记忆合金有限公司