提高冷热循环下相变点稳定性的铜基记忆合金复合添加剂的制作方法
【专利摘要】提高冷热循环下相变点稳定性的铜基记忆合金复合添加剂，属于铜基记忆合金制备【技术领域】，其特征为：Ni8～12wt％、Ti8～12wt％、Ce7～10wt％、La7～10wt％、V6～9wt％、Ba6～9wt％、Zr5～7wt％、Tb4～6wt％、Nd4～6wt％、Pr2～4wt％、B2～4wt％、余为Cu。所述复合添加剂为块状合金，熔点范围850～1150℃，复合添加剂加入量范围为0.2～1.0wt%。
【专利说明】提高冷热循环下相变点稳定性的铜基记忆合金复合添加剂
【技术领域】
[0001] 本发明属于铜基记忆合金制备【技术领域】，特指提高冷热循环下相变点稳定性的铜 基记忆合金复合添加剂。
【背景技术】
[0002] 在记忆合金材料中，铜基记忆合金材料占的比例最大，在铜基记忆合金中研究最 多并已得到应用的是Cu-Zn-Al和Cu-Al-Ni合金。铜锌铝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，具有生产工艺简单，成本低廉(价格仅为Ni-Ti系合金的十分之 一)，有良好的记忆性能(仅次于Ni-Ti系合金)，其相变点可以在-KKTC?200°C范围内调 节，应用前景非常广阔。
[0003] 铜锌铝记忆合金在冷热循环过程中，内部发生正逆热弹性马氏体相变，马氏体与 母相之间相界面随外界温度的变化作反复迁移，界面位错在迁移过程中不断增加，位错密 度很快达到饱和值，从而影响正逆热弹性马氏体相变的转变量。在冷热循环过程中相变点、 马氏体组织、力学性能以及形状记忆效应都会发生很大的变化。相变温度是记忆合金相变 特性最基本的因素，合金的所有特性和行为与相变温度是分不开的。通常通过配制一定成 分的合金来控制合金的相变温度，再通过合适的热处理来调节相变温度的微小起伏。
[0004] 本发明开发出提高冷热循环下相变点稳定性的铜基记忆合金复合添加剂。
【发明内容】
[0005] 本发明开发出提高冷热循环下相变点稳定性的铜基记忆合金复合添加剂，其特征 为：Ni8 ?12wt%、Ti8 ?12wt%、Ce7 ?10wt%、La7 ?10wt%、V6 ?9wt%、Ba6 ?9wt%、 Zr5 ?7wt%、Tb4 ?6wt%、Nd4 ?6wt%、Pr2 ?4wt%、B2 ?4wt%、余为Cu。所述复 合添加剂为块状合金，熔点范围850?1150°C，复合添加剂加入量范围为0. 2?1.Owt%。
[0006]上述成分可化为：NilO?11wt%、TilO?11wt%、Ce8 ?9wt%、La8 ?9wt%、 V7 ?8wt%、Ba7 ?8wt%、Zr6 ?6. 5wt%、Tb5 ?5. 5wt%、Nd5 ?5. 5wt%、Pr3 ? 4wt%、B3?4wt%、余为Cu。复合添加剂最佳加入量范围为0. 7wt%。
[0007]
【具体实施方式】 实施例1 以电解铜、锌锭〇号、工业铝锭A00号、复合添加剂(其中：NilO?11wt%、TilO? 11wt%、Ce8 ?9wt%、La8 ?9wt%、V7 ?8wt%、Ba7 ?8wt%、Zr6 ?6. 5wt%、Tb5 ? 5.5wt%、Nd5 ?5.5wt%、Pr3 ?4wt%、B3 ?4wt%、余为Cu。）为原料，即Zn25.5wt%、 A13. 7wt%、复合添加剂0. 2wt%、余量是Cu的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。熔炼工 艺为：先加入预热过的电解铜、锌锭、铝锭、复合添加剂，熔化期间要加入合金重量0.2%的 硼砂。待材料全部熔化后，升温至1280-1300°C浇注成直径为（j580X150mm的铸锭。退火处 理是加热到820-840°C保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再将铸锭在 820-840°C保温2小时后锻打加轧制成40X40mm的棒材。最后进行热处理：油淬加时效，即 830-850°C保温2小时淬入室温机油中，然后在预先准备好的沸水中保温0. 5小时后取出空 冷至室温。该方法制备的铜锌铝记忆合金相变点稳定性得到显著提高。将棒材加工成国家 标准试棒，室温拉伸力学性能测试在WE-10型液压式拉伸实验机上进行，经该工艺方法处 理后测得记忆合金抗拉强度695. 5MPa，伸长率9. 5%，布氏硬度186HB。再在棒材上取样，通 过线切割加工出冷热循环试样，冷热循环试样最终尺寸为长40mm、宽10mm、高5_。采用 电阻炉加热自约束冷热循环试验机进行冷热循环试验。板状试样装卡在立方卡具的四个侧 面，保证每块试样的加热与冷却位置一致，通过传动装置上下垂直运动，从而达到试样加热 以及冷却的自动化完成。采用设时自控，热电偶测量并控制温度，试样在室温20°C至400°C 之间进行加热与冷却的热循环，采用计数器进行自动计数，调整并保持炉温准确，水温20°C (流动自来水)。快速加热试样，加热、冷却一次作为一个循环，每次循环加热时间为120s，入 水冷却时间为15s，直至预定循环次数。每循环设定次数，取下试样，抛光去除表面氧化膜， 测试合金试样的相变点如表1所不。
[0008] 表1 20°C-400°c循环前后合金的相变点（K)
【权利要求】
1. 提高冷热循环下相变点稳定性的铜基记忆合金复合添加剂，其特征为：Ni8? 12wt %、Ti8 ?12wt %、Ce7 ?10wt %、La7 ?10wt %、V6 ?9wt %、Ba6 ?9wt %、Zr5 ? 7wt %、Tb 4 ?6wt %、Nd 4 ?6wt %、Pr 2 ?4wt %、B2 ?4wt %、余为 Cu ;所述复合添加 剂为块状合金，熔点范围850?1150°C，复合添加剂加入量范围为0. 2?1. Owt%。
2. 根据权利要求1所述提高冷热循环下相变点稳定性的铜基记忆合金复合添加剂，上 述成分可化为：NilO ?11 wt%、TilO ?11 wt%、Ce8 ?9wt%、La8 ?9wt%、V7 ?8wt%、 Ba7 ?8wt %、Zr6 ?6. 5wt %、Tb 5 ?5. 5wt %、Nd 5 ?5. 5wt %、Pr 3 ?4wt %、B3 ? 4wt%、余为 Cu。
3. 根据权利要求1所述提高冷热循环下相变点稳定性的铜基记忆合金复合添加剂，复 合添加剂最佳加入量范围为0. 7wt%。
【文档编号】C22C9/06GK104342580SQ201310334124
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月4日 优先权日:2013年8月4日
【发明者】司松海, 李晓薇, 刘光磊, 杨嵩, 陆松华 申请人:镇江忆诺唯记忆合金有限公司