专利名称：一种高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧的制作方法
技术领域：
本发明属于记忆合金技术领域,特指一种高招低猛CuAlMn低温记忆合金弹簧。
背景技术：
低温阀门(工作温度低于200K的阀门)是石油化工、空气分离、天然气等工业不可缺少的重要设备之一，其质量的优劣决定着能否安全、经济、持续地生产。低温阀门工作条件苛刻，其工作介质大部分为易燃、易爆、渗透性强的物质，最低工作温度可达4K，最高使用压力达lOMPa。目前在利用液氮制冷的装置中使用的液氮瓶都有一定的缝隙，即使当周围的环境达到所需要的低温时，液氮瓶内的液氮也仍然继续向外流，所以在制冷的工作过程中造成液氮的很大浪费，并且也减少了制冷装置的工作时间。高铝低锰CuAlMn低温记忆合金可以应用在超低温环境，如液氮温度下的工作环境。如果利用该合金来制作一个控温阀，使·其在高温时自动把液氮瓶口打开，释放出液氮制冷，当温度降低到所需要的低温时又自动把瓶口关闭，这样就可以减少低温系统中液氮的流量，从而能够有效地减少液氮的消耗量，延长制冷装置的工作时间。本发明开发出一种高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧。
发明内容
本发明的目的是开发出一种高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧，其特征为将成分为A126 26. 5wt%，Mn5 5. 5wt%,复合稀土添加剂O. 3 O. 8wt%,其余为铜的材料在真空感应电炉中进行熔炼。复合稀土添加剂化学成分为Nb 30 40wt%、Ce20 30wt%、La 10 20wt%、Y +Pr + Eu +Gd +Tb +Ho +Er +Tm +Lu 为 10 20wt%,余为铜。所述复合稀土加剂为块状合金，熔点范围800 1200°C。合金熔炼后当合金液温度达到1240 1260°C时，保温静置5min，然后在真空感应电炉内浇注成直径为Φ80X 150mm的铸锭。铸锭冷却后进行退火处理，退火处理是加热到820°C保温24小时后随炉冷却，然后车削加工去除表面2 3mm，锻打至30 X 30mm的棒材，锻打温度750 800°C，再挤压成Φ4πιπι的线材，挤压温度600 650 °C,最后冷拔成Φ0. 5 2mm的丝材。然后进行真空热处理，其具体工艺为850°C保温30分钟后淬入室温油中，再进行150°C油中(保温30分钟)和50°C水中(保温15分钟)两级时效处理。利用获得的高铝低锰CuAlMn低温记忆合金丝材，可制作成记忆合金弹簧，其具体尺寸可以根据使用的实际要求确定。此时高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧的马氏体转变温度为100 180K，逆马氏体转变温度为120 200K。
图I螺旋弹簧示意图 其中的几何参数是根据实际应用情况而定。图2高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧。
具体实施例方式实施例I将成分为A126%，Mn5%，复合稀土添加剂O. 3%，其余为铜的材料在真空感应炉中进行熔炼。熔炼过程中，加入复合稀土添加剂O. 3%，熔炼后浇注成直径为Φ 80 X 150mm的铸锭。退火处理是加热到820°C保温24小时后随炉冷却，然后车削加工去除表面2 3mm，锻打至30 X 30mm的棒材,再挤压成Φ 6mm的线材,最后拉伸成ΦO. 5 2mm的丝材,然后进行真空热处理。利用获得的CuAlMn低温记忆合金丝材，可制作成记忆合金弹簧，其具体尺寸可以根据使用的实际要求确定，结构图如图I所示。此时高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧的马氏体转变温度为180K±3K，逆马氏体转变温度为200Κ±3Κ。实施例2
将成分为Α126%，Μη5%，复合稀土添加剂O. 5%，其余为铜的材料在真空感应炉中进行熔炼。熔炼过程中，加入复合稀土添加剂O. 3%，熔炼后浇注成直径为Φ 80 X 150mm的铸锭。退火处理是加热到820°C保温24小时后随炉冷却，然后车削加工去除表面2 3mm，锻打至30 X 30mm的棒材,再挤压成Φ 6mm的线材,最后拉伸成ΦO. 5 2mm的丝材,然后进行真空热处理。利用获得的CuAlMn低温记忆合金丝材，可制作成记忆合金弹簧，其具体尺寸可以 根据使用的实际要求确定，结构图如图I所示。此时高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧的马氏体转变温度为140K±3K，逆马氏体转变温度为160Κ±3Κ。实施例3
将成分为Α126%，Μη5%，复合稀土添加剂O. 8%，其余为铜的材料在真空感应炉中进行熔炼。熔炼过程中，加入复合稀土添加剂O. 3%，熔炼后浇注成直径为Φ 80 X 150mm的铸锭。退火处理是加热到820°C保温24小时后随炉冷却，然后车削加工去除表面2 3mm，锻打至30 X 30mm的棒材,再挤压成Φ 6mm的线材,最后拉伸成ΦO. 5 2mm的丝材,然后进行真空热处理。利用获得的CuAlMn低温记忆合金丝材，可制作成记忆合金弹簧，其具体尺寸可以根据使用的实际要求确定，结构图如图I所示。此时高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧的马氏体转变温度为100K±3K，逆马氏体转变温度为120Κ±3Κ。
权利要求
1.一种高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧，其特征为将成分为A126 26. 5wt%，Mn5 5. 5wt%，复合稀土添加剂O. 3 O. 8wt%，其余为铜的材料在真空感应电炉中进行熔炼；复合稀土添加剂化学成分为Nb 30 40wt%、Ce20 30wt%、La 10 20wt%、Y +Pr+ Eu +Gd +Tb +Ho +Er +Tm +Lu为10 20wt%，余为铜；所述复合稀土加剂为块状合金，熔点范围800 1200°C ;合金熔炼后当合金液温度达到1240 1260°C时，保温静置5min，然后在真空感应电炉内浇注成直径为Φ80Χ 150mm的铸锭；铸锭冷却后进行退火处理，退火处理是加热到820°C保温24小时后随炉冷却，然后车削加工去除表面2 3mm，锻打至30 X 30mm的棒材，锻打温度750 800°C，再挤压成Φ4πιπι的线材，挤压温度600 650°C，最后冷拔成Φ0. 5 2mm的丝材。
2.根据权利要求I所述一种高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧，对于上述丝材进行真空热处理，其具体工艺为850°C保温30分钟后淬入室温油中，再进行150°C油中保温30分钟和50°C水中保温15分钟两级时效处理；利用获得的高铝低锰CuAlMn低温记忆合金丝材，可制作成记忆合金弹簧，其具体尺寸可以根据使用的实际要求确定。
3.根据权利要求2所述一种高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧，此时高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧的马氏体转变温度为100 180K，逆马氏体转变温度为120 200K。
全文摘要
一种高铝低锰CuAlMn低温记忆合金弹簧，属于记忆合金技术领域，其特征为将成分为Al26～26.5%，Mn5～5.5%，复合稀土添加剂0.3～0.8%，其余为铜的材料在真空感应炉中进行熔炼，然后浇注成直径为φ80×150mm的铸锭。铸锭进行退火处理后车削加工去除表面2-3mm，锻打至30×30mm的棒材，再挤压成Φ6mm的线材，然后拉伸成Ф0.5～2mm的丝材，最后进行真空热处理。利用获得的CuAlMn低温记忆合金丝材，可用于制造弹簧。此时CuAlMn低温记忆合金弹簧马氏体转变温度为100～180K，逆马氏体转变温度为120～200K。
文档编号F16F1/00GK102888526SQ20121034368
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者司松海, 李晓薇, 刘光磊, 杨嵩, 齐克尧, 刘海霞 申请人:镇江忆诺唯记忆合金有限公司