一种Cu基形状记忆合金丝的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料制备技术领域，涉及一种Cu基形状记忆合金丝的制备方法。
【背景技术】
[0002]形状记忆效应是20世纪30年代首次被发现并公开报道的，美国哈佛大学A.B.Greninger等学者在CuZn合金中发现,马氏体会伴随着加热和冷却而收缩并长大,但在当时并未引起足够的重视。直到1963年,美国海军武器实验室Buehler等人发现了等原子TiNi合金中的形状记忆现象，形状记忆效应的应用开发才得以促进，并由此拉开了世界范围的形状记忆合金研究热潮的序幕。
[0003]目前，形状记忆合金主要分为TiNi基、Cu基和Fe基合金三种。钛镍合金因其良好的形状记忆特性、超弹性、耐磨耐蚀性和高阻尼特性在航空航天、机械电子、能源交通及日常生活等领域得到了广泛应用，而优良的生物相容性能更是使其成为一种理想的生物医用材料，钛镍合金制造成本较高。Cu基形状记忆合金因其较为低廉的造价、良好的双向形状记忆性能及较好的加工性能，在感温、控温元件、驱动元件等方面获得了应用，但Cu基合金存在稳定性差、晶粒粗大，各向异性弹性系数高的缺点。Fe基合金中的FeMnSi合金具有滞后大、无需低温扩孔、成本低等优点，可替代TiNiFe、TiNiNb用于制作管接头，但Fe基合存在制造过程较复杂的缺点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种Cu基形状记忆合金丝的制备方法，解决了现有Cu基形状记忆合金制备过程中稳定性差的问题。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种Cu基形状记忆合金丝的制备方法，按照以下步骤进行:
[0006]步骤1、
[0007]将纯Cu、Zn、Al和Mn按1:2?4:12?20:50?70的比例进行熔炼并制成合金铸
,定;
[0008]步骤2、
[0009]将步骤I制得的合金锭进行退火处理，再次加热至800?840°C，进行回火处理，然后自然冷却至室温；
[0010]步骤3、
[0011]将经步骤3处理的合金锭锻造轧制，制成直径为2?3mm的圆棒；
[0012]步骤4、
[0013]将经步骤3制得的圆棒冷拉丝，拉丝道次型变量5?7%，制成直径I?1.5mm的合金丝；
[0014]步骤5、
[0015]将经步骤4制得的合金丝在600?650°C条件下保温5?8min，保温过程充入氮气保护；
[0016]步骤6、将经步骤5处理的合金丝进行淬火处理，制得。
[0017]本发明所采用的技术方案的特点还在于，
[0018]步骤2中，退火温度400?500°C，退火时间12?18h，回火时间10?20min。
[0019]步骤6中，淬火采用温度为80?90°C油为淬火介质。
[0020]本发明的有益效果是，一种Cu基形状记忆合金丝的制备方法，通过对合金进行参数精确控制的退火、回火、淬火等工艺，加强了 Cu基形状记忆合金丝的加工稳定性，提高了Cu基形状记忆合金丝的品质。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0022]一种Cu基形状记忆合金丝的制备方法，按照以下步骤实施:
[0023]步骤1、
[0024]将纯Cu、Zn、Al和Mn按1:2?4:12?20:50?70的比例进行熔炼并制成合金铸
,定;
[0025]步骤2、
[0026]将步骤I制得的合金锭进行退火处理，退火温度400?500°C，退火时间12?18h ；再次加热至800?840°C，进行回火处理，回火时间10?20min，然后自然冷却至室温；
[0027]步骤3、
[0028]将经步骤3处理的合金锭锻造轧制，制成直径为2?3mm的圆棒；
[0029]步骤4、
[0030]将经步骤3制得的圆棒冷拉丝，拉丝道次型变量5?7%，制成直径I?1.5mm的合金丝；
[0031]步骤5、
[0032]将经步骤4制得的合金丝在600?650°C条件下保温5?8min，保温过程充入氮气保护；
[0033]步骤6、将经步骤5处理的合金丝进行淬火处理，淬火采用温度为80?90°C油为淬火介质，制得。
[0034]Cu-Zn-Al合金中热弹性马氏体的稳定化，主要是由空位等淬火缺陷引起的。过饱和淬火空位的存在，对马氏体相界面有钉扎作用，使马氏体界面移动困难，从而造成马氏体的稳定化，减少这种空位，也就阻碍了马氏体的稳定化过程。本发明中，锰元素在Cu-Zn-Al合金中为置换性元素，且有稳定母相的作用。锰元素的加入，减少了 Cu-Zn-Al合金中的淬火空位，降低了热弹性马氏体的稳定化倾向，从而使Cu-Zn-Al合金的记忆性能提高。并且锰元素的加入，降低了 Cu-Zn-Al合金的相变温度，提高了 Cu-Zn-Al合金的形状记忆性能，使Cu-Zn-Al合金的强度下降，塑性提高。
[0035]实施例1
[0036]将纯Cu、Zn、Al和Mn按1:2:12:50的比例进行熔炼并制成合金铸锭；将制得的合金锭进行退火处理，退火温度400°C，退火时间18h ;再次加热至800°C，进行回火处理，回火时间20min,然后自然冷却至室温；将处理的合金锭锻造乳制,制成直径为2mm的圆棒；将制得的圆棒冷拉丝，拉丝道次型变量5%，制成直径Imm的合金丝；将制得的合金丝在600°C条件下保温5min，保温过程充入氮气保护；将处理的合金丝进行淬火处理，淬火采用温度为80°C油为淬火介质，制得。
[0037]实施例2
[0038]将纯Cu、Zn、Al和Mn按1:3:16:60的比例进行熔炼并制成合金铸锭；将制得的合金锭进行退火处理，退火温度450°C，退火时间15h;再次加热至820°C，进行回火处理，回火时间15min,然后自然冷却至室温；将处理的合金锭锻造乳制,制成直径为2.5mm的圆棒；将制得的圆棒冷拉丝，拉丝道次型变量6%，制成直径1.3mm的合金丝；将制得的合金丝在625°C条件下保温6.5min，保温过程充入氮气保护；将处理的合金丝进行淬火处理，淬火采用温度为85°C油为淬火介质,制得。
[0039]实施例3
[0040]将纯Cu、Zn、Al和Mn按1:4:20:70的比例进行熔炼并制成合金铸锭；将制得的合金锭进行退火处理，退火温度500°C，退火时间12h ;再次加热至840°C，进行回火处理，回火时间1min,然后自然冷却至室温；将处理的合金锭锻造乳制,制成直径为3mm的圆棒；将制得的圆棒冷拉丝，拉丝道次型变量7%，制成直径1.5mm的合金丝；将制得的合金丝在650°C条件下保温8min，保温过程充入氮气保护；将处理的合金丝进行淬火处理，淬火采用温度为90 °C油为淬火介质,制得。
【主权项】
1.一种Cu基形状记忆合金丝的制备方法，按照以下步骤进行: 步骤1、 将纯Cu、Zn、Al和Mn按1:2?4:12?20:50?70的比例进行熔炼并制成合金铸锭； 步骤2、 将步骤I制得的合金锭进行退火处理，再次加热至800?840°C，进行回火处理，然后自然冷却至室温； 步骤3、 将经步骤3处理的合金锭锻造轧制，制成直径为2?3_的圆棒； 步骤4、 将经步骤3制得的圆棒冷拉丝，拉丝道次型变量5?7%，制成直径I?1.5mm的合金丝； 步骤5、 将经步骤4制得的合金丝在600?650°C条件下保温5?8min，保温过程充入氮气保护； 步骤6、将经步骤5处理的合金丝进行淬火处理，制得。2.根据权利要求1所述的一种Cu基形状记忆合金丝的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，步骤2中，退火温度400?500°C，退火时间12?18h，回火时间10?20min。3.根据权利要求1所述的一种Cu基形状记忆合金丝的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，淬火采用温度为80?90°C油为淬火介质。
【专利摘要】本发明公开了一种Cu基形状记忆合金丝的制备方法，按以下步骤实施：将纯Cu、Zn、Al和Mn按比例进行熔炼并制成合金铸锭；将合金锭进行退火处理，进行回火处理，然后自然冷却至室温；将处理的合金锭锻造轧制，制成直径为2mm的圆棒；将制得的圆棒冷拉丝，拉丝道次型变量5％，制成直径1mm的合金丝；将制得的合金丝在600℃条件下保温5min，保温过程充入氮气保护；将处理的合金丝进行淬火处理，淬火采用温度为80℃油为淬火介质，制得。本发明通过对合金进行参数精确控制的退火、回火、淬火等工艺，加强了Cu基形状记忆合金丝的加工稳定性，提高了Cu基形状记忆合金丝的品质。
【IPC分类】C22F1/08, C22F1/16
【公开号】CN105568192
【申请号】CN201410546935
【发明人】齐海港
【申请人】西安艾菲尔德复合材料科技有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月15日