一种提高铜锌铝形状记忆合金热疲劳性能的工艺方法

摘要

一种提高铜锌铝形状记忆合金热疲劳性能的工艺方法，属于铜基形状记忆合金制备技术领域，其特征为：以Zn25-25.5wt%、Al3.5-4wt%、Ni0.8-1.0wt%、复合稀土0.2-1.0wt%、余量为铜的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。待材料全部熔化后，升温至1280℃-1300℃，浇注成直径为φ80×150mm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，再将铸锭在820℃保温半小时后锻打成35×35mm的棒材，最后进行两级时效的热处理。对其制备的试样进行力学性能和热疲劳性能测试。

主权项

一种能提高铜锌铝形状记忆合金热疲劳性能的工艺方法，其特征为：以电解铜、锌锭0号、工业铝锭A00号、1#电解镍、复合稀土变质剂，其中Nd 10～15wt％、La 10～15 wt％、Y 8～12wt％、Ce 8～12wt％、Tb 5～8 wt％、Gd 5～8 wt％、Pr+Sc+Eu+Ho+Er+Tm+Lu为10～20wt%，Zr 3～6wt%、Ti 2～5wt%、B 2～5wt%，余为铜，为原料；成分按Zn25‑25.5wt%、Al3.5‑4wt%、Ni0.8‑1.0wt%、复合稀土0.2‑1.0wt%、余量为铜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、电解镍、铝锭，后加入锌锭和复合稀土变质剂，熔炼过程中要加入少量硼砂覆盖，加入量为金属液的0.15wt%；待材料全部熔化后，升温至1280℃‑1300℃，浇注成直径为φ80×150mm的铸锭；退火处理是加热到820℃保温24小时后随炉冷却，然后车削去除表面2‑3mm的脱锌层，再将铸锭在840℃保温半小时后锻打成45×45mm的棒材；最后进行两级时效的热处理，即820‑840℃保温1小时淬入室温机油中，然后在预先准备好的100℃沸水中保温0.5小时后取出空冷至室温，再在50℃水中保温0.5小时后取出空冷至室温；将热处理后的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，通过线切割加工出热疲劳试样，热疲劳试样尺寸为长40 mm 、宽10 mm 、高5mm，试样顶部带有V型缺口；采用电阻炉加热自约束热疲劳试验机进行热疲劳试验；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℃至300℃、400℃、500℃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，流动自来水水温20℃；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1000次，取下试样，抛光去除表面氧化膜，测量表面裂纹长度。