本发明涉及铜合金技术领域，具体涉及一种铜系形状记忆合金。
背景技术：
记忆合金有镍钛系合金、铜系合金和铁系合金三类。镍钛系合金记忆性能较高，达4-8％。但镍钛均是战略物资，目前价格高涨，而且生产工艺复杂，成本很高；铜系合金有：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、轧拉生产的铜系合金形成粗晶、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，但记忆能力不足，在1-3％之间；铜铝铍合金记忆性能很好，但很脆，不能冷拉冷轧成材；铁基合金如铁锰硅系的主要问题是记忆能力差，无双程记忆。
中国专利cn200610161600.1公开了一种铜锌铝形状记忆合金耐磨材料及其制备方法，涉及一种形状记忆合金材料的制备技术领域，制备方法为：以电解铜、锌、铝、电解镍为原材料，按成分配比加入复合稀土细化剂进行熔炼，当合金液温度达到1230℃-1250℃时，浇注成铸锭，加热到800℃-820℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再锻造成板材，在830-870℃+130-170℃+40-60℃条件下进行两级时效热处理。铜锌铝形状记忆合金耐磨材料按质量百分数计，zn24.5％～26％，al3.7％～3.8％，ni0.9％～1.0％，0.06％～0.09％的复合稀土细化剂，复合稀土细化剂的组成以质量百分数计，为la45.5％，ce44.9％，gd7.7％，nd1.9％，余为铜。
中国专利cn200810019822.9公开了一种提高复合稀土铜锌铝形状记忆合金双程记忆效应的方法。其特征为：制备复合稀土铜锌铝形状记忆合金，其重量份化学成分为，zn22％-26％al3％-4％，特种复合稀土变质剂0.2％-0.6％，其余为铜。熔炼后浇注成直径为80×150mm的铸锭。退火处理是加热到820℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再锻打至11mm厚的板材，最后轧制成0.3mm薄板。设置热处理工艺，其具体工艺为：820℃-850℃保温20-40分钟后淬入室温油中，再依次进行140-160℃油中保温20-40分钟、90-100℃水中保温20-30分钟、40-50℃水中保温20-30分钟三级时效处理。选取的预应变量分别是为15％。循环介质分别为100℃油和室温水。在此工艺参数下进行20次约束循环训练。
上述专利的记忆合金，或者使用大量的锌导致难以提高马氏体的相变温度；或者加入镓的量非常高，导致生产成本加大。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是，提供一种铜系形状记忆合金及其制备方法，在能保证合金的形状记忆性能的基础上，减少镍的使用量，来降低生产成本。
鉴于上述要解决的技术问题，本发明提供如下的技术解决方案：一种铜系形状记忆合金，包括如下重量份的组分：ni1.5-3.0％，al5-7％，mn5-8％，be0.8-1.1％，zn2-3％，sb1.0-1.6％，la0.05-0.15％，gd0.12-0.15％，dy0.02-0.04％，y0.002-0.005％，余量为cu。
优选的，包括如下重量份的组分：ni2.5％，al6％，mn7％，be0.9％，zn2％，sb1.3％，la0.12％，gd0.13％，dy0.03％，y0.003％，余量为cu。
优选的，包括如下重量份的组分：ni2.0％，al6％，mn6％，be1.0％，zn2.5％，sb1.5％，la0.08％，gd0.14％，dy0.03％，y0.004％，余量为cu。
本发明还提供了一种制备上述铜系形状记忆合金的方法，包括如下步骤：
（1）准备各组分的原料；
（2）将原料置于加热炉进行熔炼，熔炼温度为1100-1190℃，得到铸态合金；然后再重熔使其均匀化，熔炼温度为1120-1150℃，重熔后浇铸成约5mm厚的片状；
（3）将熔炼好的片状合金在820-870℃的条件下均匀退火，退火时间为5-8h；退火结束后，切割成8mm-13mm的方块，即获得铜系形状记忆合金。
优选的，所述步骤（1）中所准备的原料形态为：al用电解铝板、zn用化学纯锌粒、cu用电解铜棒，sb、gd、dy均使用纯金属颗粒，其余组分采用工业纯金属锭。
优选的，所述步骤（2）中的开始熔炼温度为1120-1160℃，再次熔炼温度为1130-1140℃。
优选的，所述步骤（2）中的开始熔炼温度为1140℃，再次熔炼温度为1135℃。
优选的，所述步骤（3）中的退火温度为850℃，退火时间为7h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明中由于选用了适合的成分及其含量，各成分之间协同作用，生产的合金材料性能好，具有更好的形状记忆性能；并且克服现有技术的缺陷，降低ni、al、zn的含量，避免了单一一种合金元素含量高而导致的缺陷，并且不使用具有毒性的镓；采用适当的稀土元素进行配合，使得制备的合金的记忆性能和力学性能达到甚至超过现有技术的记忆合金。
（2）本发明中的合金制备工艺简便，生产成本低，非常便于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明的技术方案。这些实施例仅用于说明本发明的最优方案而不用于限制本发明的保护范围。
本发明提供了一种铜系形状记忆合金，包括如下重量份的组分：ni1.5-3.0％，al5-7％，mn5-8％，be0.8-1.1％，zn2-3％，sb1.0-1.6％，la0.05-0.15％，gd0.12-0.15％，dy0.02-0.04％，y0.002-0.005％，余量为cu。
选择上述组分理由如下：
（1）ni、al：ni和cu、al形成形状记忆合金的基体组织。但由于ni较贵重，本发明采用合适制备工艺将其含量降低至1.5-3.0％，同时al含量降低至5-7％；克服以往ni、al含量高才能实现较好技术效果的技术偏见，合其它元素协同作用，取得了与ni、al含量相同的技术效果；
（2）sb、mn：sb和cu、mn形成化合相。提高合金的塑性和抗拉强度。
（3）be、zn：控制其含量与ni、al元素实现协同，提高合金的形状记忆性能。
（4）la、gd、dy、y：这些元素有圆整化合物相的作用，该相具有良好减摩作用，同时有合金强化作用。gd、dy和y共同作用不仅可细化复杂化合物颗粒，而且能细化基体组织的作用，通过晶粒细化可以降低铜基合金沿晶断裂的倾向，从而改善合金的延展性及抗疲劳性能，提高形状记忆的稳定性。
具体实施例如下：
实施例1，
一种铜系形状记忆合金，包括如下重量份的组分：ni1.5％，al5％，mn5％，be0.8％，zn2％，sb1.0％，la0.05％，gd0.12％，dy0.02％，y0.002％，余量为cu。
一种制备上述铜系形状记忆合金的方法：包括如下步骤：
（1）准备各组分的原料，其中al用电解铝板、zn用化学纯锌粒、cu用电解铜棒，sb、gd、dy均使用纯金属颗粒，其余组分采用工业纯金属锭；
（2）将原料置于加热炉进行熔炼，熔炼温度为1100℃，得到铸态合金；然后再重熔使其均匀化，熔炼温度为1120℃，重熔后浇铸成约5mm厚的片状；
（1）将熔炼好的片状合金在820℃的条件下均匀退火，退火时间为5h；退火结束后，切割成8mm-13mm的方块，即获得铜系形状记忆合金。
实施例2，
一种铜系形状记忆合金，包括如下重量份的组分：ni3.0％，al7％，mn8％，be1.1％，zn3％，sb1.6％，la0.15％，gd0.15％，dy0.04％，y0.005％，余量为cu。
一种制备上述铜系形状记忆合金的方法：包括如下步骤：
（1）准备各组分的原料，其中al用电解铝板、zn用化学纯锌粒、cu用电解铜棒，sb、gd、dy均使用纯金属颗粒，其余组分采用工业纯金属锭；
（2）将原料置于加热炉进行熔炼，熔炼温度为1190℃，得到铸态合金；然后再重熔使其均匀化，熔炼温度为1150℃，重熔后浇铸成约5mm厚的片状；
（3）将熔炼好的片状合金在870℃的条件下均匀退火，退火时间为8h；退火结束后，切割成8mm-13mm的方块，即获得铜系形状记忆合金。
实施例3，
一种铜系形状记忆合金，包括如下重量份的组分：ni2.5％，al6％，mn7％，be0.9％，zn2％，sb1.3％，la0.12％，gd0.13％，dy0.03％，y0.003％，余量为cu。
一种制备上述铜系形状记忆合金的方法：包括如下步骤：
（1）准备各组分的原料，其中al用电解铝板、zn用化学纯锌粒、cu用电解铜棒，sb、gd、dy均使用纯金属颗粒，其余组分采用工业纯金属锭；
（2）将原料置于加热炉进行熔炼，熔炼温度为1120℃，得到铸态合金；然后再重熔使其均匀化，熔炼温度为1130℃，重熔后浇铸成约5mm厚的片状；
（3）将熔炼好的片状合金在850℃的条件下均匀退火，退火时间为7h；退火结束后，切割成8mm-13mm的方块，即获得铜系形状记忆合金。
实施例4，
一种铜系形状记忆合金，包括如下重量份的组分：ni2.0％，al6％，mn6％，be1.0％，zn2.5％，sb1.5％，la0.08％，gd0.14％，dy0.03％，y0.004％，余量为cu。
一种制备上述铜系形状记忆合金的方法：包括如下步骤：
（1）准备各组分的原料，其中al用电解铝板、zn用化学纯锌粒、cu用电解铜棒，sb、gd、dy均使用纯金属颗粒，其余组分采用工业纯金属锭；
（2）将原料置于加热炉进行熔炼，熔炼温度为1160℃，得到铸态合金；然后再重熔使其均匀化，熔炼温度为1140℃，重熔后浇铸成约5mm厚的片状；
（3）将熔炼好的片状合金在850℃的条件下均匀退火，退火时间为7h；退火结束后，切割成8mm-13mm的方块，即获得铜系形状记忆合金。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。