专利名称：新型铜-铝-锰-铍记忆超弹性合金的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种记忆超弹性功能合金，尤其是涉及一种铜-铝-锰记忆 超弹性合金及其连铸生产方法。记忆超弹性功能合金特别适于制造仿金色 眼镜框架、手机天线、医用缝合线、医用器官支架、力和温度的记忆传感 元件，智能复合材料等等。属记忆合金技术领域。
背景技术：
当今传统技术生产的记忆超弹合金有镍钛系合金，铜基合金和铁合金
三类。镍钛系合金记忆超弹性能较高，达4~8%。但镍钛均是战略物资， 目前价格高涨，达每公斤300-400元。而且生产工艺复杂，成本很高；传
统生产的铜基合金有铜锌铝、铜铝镍、铜铝铍、铜铝锰。铜锌铝合金的 主要缺点是记忆衰退现象严重；其它采用熔炼、轧拉生产的铜基合金形成 粗晶、多晶，性能的方向性能差异大，造成垂直于应力方向强度较弱的晶 界断裂，造成低的塑性，低的超弹能力的机制，性能很脆，难于成型，如 不能冷拉丝、冷轧板材；最新的铜铝锰合金塑性好一些，但记忆超弹性能 力不足，记忆超弹性变形在1~3%之间；铜铝铍合金记忆超弹性能很好， 但很脆，不能冷拉冷轧成材；铁基合金如FeMnSi系的主要问题是记忆能 力差，无双裎记忆。除昂贵镍钛系记忆合金外，其它合金目前应用有限。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种塑性好、记忆超弹性能力 高的新型铜-铝-锰记忆超弹性合金的生产方法。
本发明的目的是这样实现的 一种新型铜-铝-锰-铍记忆超弹性合金的 热型连铸生产方法，所述合金主要由以下重量百分比的合金元素组成Al
8~14%， Mn3~ll%， Be0.2~0.6%，余量为Cu，所述方法主要包括以下工 艺步骤将CuAlMnBe记忆超弹母合金锭置于熔炼炉内，在-0.04 0.1Mpa 压力的氩气下熔炼，得到0l2O圆形铸锭；对铸锭经85(TC士1(TC均匀化热 处理10小时±0.5小时，切除表皮后，在75(TC土1(TC热轧成线材、板材 或带材，然后在65(TC士5'C下热拉成丝材半成品，丝材半成品经热处理后 得成品丝材。
所述合金中各元素在合金中的作用是Al作为形成记忆超弹合金的主 加元素；Mn扩大Al作用，使之低Al也成记忆超弹合金，提高塑性；Be 提高合金记忆超弹能力和强度；Cu是基本元素。形成记忆合金是有条件的， 即一定成分范围，状态图中一个区。Mn少不行，Mn多了也不行，而且脆， 氧化严重。Be也如此。
本发明采用上述合金成分，采用热型连铸技术可以获得10~30%的延 伸率的塑性，6~25%的超弹性变形，高出传统镍钛系合金的塑性超弹性变 形许多。原材料价格仅为镍钛系合金的1/5左右(镍和钛的现行价格为350 元/kg，而铜为56元/kg，铝23元/kg，锰14元/kg，铍110元/kg但含量很 少)。综上所述，本发明用铜基合金和热型连铸技术生产合金，首先，利用 较廉价的铜基合金中锰改善塑性，利用铍的高记忆超弹能力，并使之合理 配合，获得新的高级超弹性、较高塑性的记忆超弹性合金。其次是采用热 型连铸工艺，即拉出合金丝、条、板材的出口处处于高温状态，使连铸丝 的表面处于熔化状态，而中心部分在冷却水通过引导管传热，使之低于熔 点而凝固。再通过晶体生长竞争理论，通过定向凝固，可以得到单晶体丝 和柱状晶体。这样，就不产生晶界或在垂直于应力(限拉制方向)的晶界， 它们的记忆超弹能力将大为提高，而且可以实现连续生产，是一种无缺陷、 单晶或柱状晶的近净成型技术。
图1为本发明的热型连铸生产工艺流程图。
具体实施例方式
实施例1:
甩ZG25真空电炉，在-0.1MPa压力的氩气下，熔炼0150mm的 CuAlMnBe记忆超弹母合金锭得铸锭，记忆超弹母合金锭的分析成分为 A110%， Mn8%， Be0.3%，余为Cu;
用热型连铸技术在型口温度为102(TC、型口到冷却水的距离为70mm、 冷却水量为100L/h、控制拉伸速度为30mm/min的条件下，将铸锭拉制成 01.6mm的丝材半成品，如图l。
将丝材半成品进行热处理如下860 920'C均匀化10小时±0.5小时， 后空气中冷却一接着880 90(TC保温100-150秒/每mm试样有效厚度，在低于30°C水淬火——接着经550~650°C时效析出20-100秒每mm试样有效 厚度；——最后750 88(TC保温20~100秒/每mm试样有效厚度。得到的 01.6的丝材成品，成品丝材具有25%的超弹记忆变形。原材料价格仅为镍 钛系合金的1/5左右。 实施例2:
用ZG25真空电炉，在-0.1MPa压力的氢气下熔炼0150mm的 CuAlMnBe超弹记忆合金得铸锭，记忆超弹母合金锭的分析成分为Al 11 % ， Mn6%， Be0.35%，余为Cu。对铸锭经850"C均匀化热处理10小时，切除 表皮后，在75(TC热轧成06mm的圆线，然后在650'C下热拉成01.6mm的 丝材，经热处理后，成品01.6mm的丝材的延伸率达13X，超弹性变形为 4%。
注热型连铸技术是日本冈野1988年发明的。
权利要求
1、一种新型铜-铝-锰-铍记忆超弹性合金的热型连铸生产方法，其特征在于所述合金主要由以下重量百分比的合金元素组成Al 8～14％，Mn3～11％，Be0.2～0.6％，余量为Cu，所述方法主要包括以下工艺步骤将CuAlMnBe记忆超弹母合金锭置于熔炼炉内，在-0.04～-0.1Mpa压力的氩气下熔炼，得到 id="icf0001" file="A2008101274620002C1.tif" wi="2" he="2" top= "76" left = "56" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>120圆形铸锭；对铸锭经850℃±10℃均匀化热处理10小时±0.5小时，切除表皮后，在750℃±10℃热轧成线材、板材或带材，然后在650℃±5℃下热拉成丝材半成品，丝材半成品经热处理后得成品丝材。
全文摘要
本发明涉及一种新型铜-铝-锰-铍记忆超弹性合金的热型连铸生产方法，其特征在于所述合金主要由以下重量百分比的合金元素组成Al 8～14％，Mn3～11％，Be0.2～0.6％，余量为Cu，所述方法主要包括以下工艺步骤将CuAlMnBe记忆超弹母合金锭置于熔炼炉内，在-0.04～-0.1MPa压力的氩气下熔炼，得到φ120圆形铸锭；对铸锭经850℃±10℃均匀化热处理10小时±0.5小时，切除表皮后，在750℃±10℃热轧成线材、板材或带材，然后在650℃±5℃下热拉成丝材半成品，丝材半成品经热处理后得成品丝材。本发明方法生产的铜-铝-锰-铍记忆超弹性合金塑性好、记忆超弹性能力高。
文档编号C22F1/08GK101306500SQ20081012746
公开日2008年11月19日 申请日期2007年7月20日 优先权日2007年7月20日
发明者陈继忠 申请人:江阴中裕科技发展有限公司