一种形状记忆铜合金的制备.pdf

注 本页蓝色字体部分可点击查询相关专利 SooPAT 一种形状记忆铜合金的制备方法一种形状记忆铜合金的制备方法 申请号 2 0 1 2 1 0 3 0 5 6 7 8 1 申请日 2 0 1 2 0 8 2 4 申请 专利权 人申请 专利权 人李伟 地址地址3 1 5 1 8 1 浙江省宁波市鄞州区横街镇横街东路5 0 号 发明 设计 人发明 设计 人李伟 主分类号主分类号C 2 2 C 9 0 5 2 0 0 6 0 1 I 分类号分类号C 2 2 C 9 0 5 2 0 0 6 0 1 I C 2 2 C 1 0 2 2 0 0 6 0 1 I C 2 2 F 1 0 8 2 0 0 6 0 1 I 公开 公告 号公开 公告 号1 0 2 8 0 8 1 0 5 A 公开 公告 日公开 公告 日2 0 1 2 1 2 0 5 专利代理机构专利代理机构 代理人代理人 10 申请公布号 CN 102808105 A 43 申请公布日 2012 12 05 CN 102808105 A CN102808105A 21 申请号 201210305678 1 22 申请日 2012 08 24 C22C 9 05 2006 01 C22C 1 02 2006 01 C22F 1 08 2006 01 71 申请人 李伟 地址 315181 浙江省宁波市鄞州区横街镇横 街东路 50 号 72 发明人 李伟 54 发明名称 一种形状记忆铜合金的制备方法 57 摘要 本发明公开了一种形状记忆铜合金的制 备方法 该铜合金以重量百分比计由下列组 份组成 Ni 2 5 3 5 Al 5 6 Mn 6 8 Be 0 8 1 0 Zn 2 3 Sb 1 0 1 4 La 0 05 0 1 Gd 0 12 0 14 Dy 0 02 0 03 Y 0 002 0 004 余量为 Cu 所述的制备方法 包括下列步骤 1 准备各组分的原料 其中 Al 用 电解铝板 Cu 用电解铜棒 其余组份采用工业纯 金属锭料 2 将原料置于加热炉进行熔炼 熔炼 温度约为 1210 1230 熔炼过程中搅拌均匀 分析成分 使得其合金成分符合上述含量范围 然后保温静置约 10 20 分钟 调整浇注温度约为 1170 1180 浇注成板条状锭块 3 将板条状 锭块在约 870 890 的条件下热处理 时间为约 10 12h 4 热处理后 在约880 920 之间模锻成 型为零件或薄板即可 51 Int Cl 权利要求书 1 页 说明书 3 页 19 中华人民共和国国家知识产权局 12 发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1 1 页 2 1 一种形状记忆铜合金的制备方法 其特征在于 该铜合金以重量百分比计由下列组 份组成 Ni 2 5 3 5 Al 5 6 Mn 6 8 Be 0 8 1 0 Zn 2 3 Sb 1 0 1 4 La 0 05 0 1 Gd 0 12 0 14 Dy 0 02 0 03 Y 0 002 0 004 余量为 Cu 所述的制备 方法包括下列步骤 1 准备各组分的原料 其中 Al 用电解铝板 Cu 用电解铜棒 其余组份采用工业纯金属 锭料 2 将原料置于加热炉进行熔炼 熔炼温度约为 1210 1230 熔炼过程中搅拌均匀 分 析成分 使得其合金成分符合上述含量范围 然后保温静置约 10 20 分钟 调整浇注温度约 为 1170 1180 浇注成板条状锭块 3 将板条状锭块在约 870 890 的条件下热处理 时间为约 10 12h 4 热处理后 在约 880 920 之间模锻成型为零件或薄板即可 权 利 要 求 书 CN 102808105 A 2 1 3 页 3 一种形状记忆铜合金的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及铜合金技术领域 特别涉及一种形状记忆铜合金的制备方法 背景技术 0002 记忆合金有镍钛系合金 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 FeMnSi 系的主要问题是记忆能 力差 无双程记忆 0003 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 0 锌 00 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 0004 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 其化学成分 重量百分 比 为 Zn22 26 Al3 4 特种复合稀土变质剂 0 2 0 6 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 0005 中国专利 CN200710009646 6 公开了一种镍锰铜镓高温形状记忆合金及其制备方 法 涉及一种合金 提供一种具有高马氏体相变温度 较好塑性的镍锰铜镓高温形状记忆合 金及其制备方法 其组成及其按原子百分比的含量为镍 50 57 锰 17 25 铜 1 8 镓 17 25 将镍 锰 铜和镓放入炉内 抽真空充入氩气熔炼 得镍锰铜镓 高温形状记忆合金锭材 将合金锭材热处理 温度为850 900 随炉冷却 将经过热处理 的镍锰铜镓高温形状记忆合金锭材在 850 950 热轧 将镍锰铜镓高温形状记忆合金锭 材热轧成片状合金材料 将得到的片状合金材料用线切割方法切成试样 热处理后 冰水淬 说 明 书 CN 102808105 A 3 2 3 页 4 火 即得到镍锰铜镓高温形状记忆合金 0006 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 发明内容 0007 针对现有技术的不足 本发明的目的之一在于提供一种形状记忆铜合金的制备方 法 0008 为实现上述目的 本发明采用如下的技术方案 0009 一种形状记忆铜合金的制备方法 该铜合金以重量百分比计由下列组份组成 Ni 2 5 3 5 Al 5 6 Mn 6 8 Be 0 8 1 0 Zn 2 3 Sb 1 0 1 4 La 0 05 0 1 Gd 0 12 0 14 Dy 0 02 0 03 Y 0 002 0 004 余量为 Cu 所述的制备方法包括下 列步骤 0010 1 准备各组分的原料 其中 Al 用电解铝板 Cu 用电解铜棒 其余组份采用工业纯 金属锭料 0011 2 将原料置于加热炉进行熔炼 熔炼温度约为 1210 1230 熔炼过程中搅拌均 匀 分析成分 使得其合金成分符合上述含量范围 然后保温静置约 10 20 分钟 调整浇注 温度约为 1170 1180 浇注成板条状锭块 0012 3 将板条状锭块在约 870 890 的条件下热处理 时间为约 10 12h 0013 4 热处理后 在约 880 920 之间模锻成型为零件或薄板即可 0014 本发明合金各成分及其成分的含量的选择基于下列理由 0015 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 本发明创造 性的将其含量降低至 2 5 3 5 同时 Al 含量降低至 5 6 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 0016 Sb Mn Sb 和 Cu Mn 形成化合相 提高合金的塑性和抗拉强度 0017 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 0018 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 0019 本发明的高温形状记忆铜合金及其制备方法具有下列技术效果 0020 1 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 0021 2 制备工艺中配合合金的组份调整 调整了热处理制度 使得热处理后的合金的 微观组织析出物尺寸和分布有利于合金的记忆性能和力学性能 0022 3 热处理后采用模锻成型 使得合金的组织进一步优化 提高合金的强韧性 4 合 金制备工艺简便 生产成本低 说 明 书 CN 102808105 A 4 3 3 页 5 具体实施方式 0023 实施例一 0024 一种形状记忆铜合金的制备方法 该铜合金以重量百分比计由下列组份组成 Ni 2 5 Al 6 Mn 6 Be 1 0 Zn 2 Sb 1 4 La 0 05 Gd 0 14 Dy 0 02 Y 0 004 余量为 Cu 所述的制备方法包括下列步骤 0025 1 准备各组分的原料 其中 Al 用电解铝板 Cu 用电解铜棒 其余组份采用工业纯 金属锭料 0026 2 将原料置于加热炉进行熔炼 熔炼温度为 1210 熔炼过程中搅拌均匀 分析 成分 使得其合金成分符合上述含量范围 然后保温静置 20 分钟 调整浇注温度为 1170 浇注成板条状锭块 0027 3 将板条状锭块在 870 的条件下热处理 时间为 12h 0028 4 热处理后 在 880 920 之间模锻成型为零件或薄板即可 0029 实施例二 0030 一种形状记忆铜合金的制备方法 该铜合金以重量百分比计由下列组份组成 Ni 3 5 Al 5 Mn 8 Be 0 8 Zn 3 Sb 1 0 La 0 1 Gd 0 12 Dy 0 03 Y 0 002 余量为 Cu 所述的制备方法包括下列步骤 0031 1 准备各组分的原料 其中 Al 用电解铝板 Cu 用电解铜棒 其余组份采用工业纯 金属锭料 0032 2 将原料置于加热炉进行熔炼 熔炼温度为 1230 熔炼过程中搅拌均匀 分析 成分 使得其合金成分符合上述含量范围 然后保温静置 10 分钟 调整浇注温度为 1180 浇注成板条状锭块 0033 3 将板条状锭块在 890 的条件下热处理 时间为 10h 0034 4 热处理后 在 880 920 之间模锻成型为零件或薄板即可 0035 实施例三 0036 一种形状记忆铜合金的制备方法 该铜合金以重量百分比计由下列组份组成 Ni 3 0 Al 5 5 Mn 7 Be 0 9 Zn 2 5 Sb 1 2 La 0 08 Gd 0 13 Dy 0 025 Y 0 003 余量为 Cu 所述的制备方法包括下列步骤 0037 1 准备各组分的原料 其中 Al 用电解铝板 Cu 用电解铜棒 其余组份采用工业纯 金属锭料 0038 2 将原料置于加热炉进行熔炼 熔炼温度为 1220 熔炼过程中搅拌均匀 分析 成分 使得其合金成分符合上述含量范围 然后保温静置 15 分钟 调整浇注温度为 11