高性能铜基形状记忆合金材料.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102400008A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102400008A(43)申请公布日2012.04.04(21)申请号201110221804.0(22)申请日2011.08.03(71)申请人界首市枫慧金属有限公司地址236500安徽省界首市西城工业区(72)发明人张枫(51)Int.Cl.C22C9/04(2006.01)C22F1/08(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图5页(54)发明名称高性能铜基形状记忆合金材料(57)摘要一种高性能铜基形状记忆合金材料，其特征在于：由铜、锌、铝、微量元素及混合溶剂组成。首先将原料在600-700℃下均匀化处理，再保温1小时随炉冷却；所得原料在700-900℃下固溶处理10-20分钟后淬水；再在100-150℃温度下时效20-50分钟；再进行冷轧制处理，其轧制道次加工率为10％-40％。本发明提供了一种性价比高、实用的形状记忆合金材料，实现规模化生产，以取代目前镍钛合金材料，在价格上，与镍钛记忆合金相比，铜基记忆合金有重大的市场竞争优势。CN10248ACCNN110240000802400007A权利要求书1/1页1.高性能铜基形状记忆合金材料配方，其特征在于：由铜、锌、铝、微量元素及混合溶剂组成。2.根据权利要求1所述的高性能铜基形状记忆合金材料配方，其特征在于：所述的微量元素为铼和锆。3.根据权利要求1或2所述的高性能铜基形状记忆合金材料配方，其特征在于：所述的铜、锌、铝、铼、锆及混合溶剂所占的重量百分比为，4.根据权利要求1所述的高性能铜基形状记忆合金材料配方，其特征在于：所述的混合溶剂由氯化钾、冰晶石及氯化钠组成。5.根据权利要求4所述的高性能铜基形状记忆合金材料配方，其特征在于：所述的氯化钾、冰晶石及氯化钠的比例为1∶3∶9。6.高性能铜基形状记忆合金材料制备工艺，其特征在于：所述工艺步骤如下，a.将原料在600-700℃下均匀化处理，再保温1小时随炉冷却；b.将步骤1中所得原料在700-900℃下固溶处理10-20分钟后淬水；c.将步骤2中所得原料在100-150℃温度下时效20-50分钟；d.将步骤3中所得原料进行冷轧制处理，其轧制道次加工率为10％-40％。2CCNN110240000802400007A说明书1/9页高性能铜基形状记忆合金材料技术领域：[0001]本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种高性能铜基形状记忆合金材料。背景技术：[0002]铜基形状记忆合金由于较好的性能和低廉的价格，是一种重要的实用形状记忆合金，具有诱人的应用前景。但是，实际合金制备中，所获得的多晶组织的铜基形状记忆合金有两个突出的缺点：塑性较低、加工很困难，并且疲劳寿命低。研究发现，其原因是由于该形状记忆合金的各晶位方向的弹性系数相差很大，其各向异性因子高达13，这导致了合金变形时，不同晶位晶粒变形时在晶界处产生应力集中，引起晶间断裂。研究还发现，如果合金的显微组织呈有序排列的柱状晶单晶组织，那么所有的晶界取向将平行于轴向，弹性应变成分在晶界的共格性将是适性条件，这样一来，尽管合金的弹性在各晶位取向相差很大，但是沿轴向进行弹性变形时，晶界上产生的应力集中很小，这样有助于疲劳寿命的提高。[0003]形状记忆合金虽已被人们广泛认识与研究，但是其应用的潜力仍未完全的开发出来，究其原因就是对其性能掌握的不够完善，在其材料制备工艺、后期加工、产品开发需要进行进一步研究。近年来，国内外的广大学者着重对各种记忆合金的性能改善进行了大量的研究，集中在添加调整元素、进行热处理、合金的制备工艺等之上，其主要目的就是改善性能，降低生产成本，使其成为应用广泛的普通基础材料，并开发出一些具有特殊用途的合金材料。[0004]多晶的铜基记忆合金在实际应用中都存在着一些必须解决的问题。最突出的是形状记忆特性稳定性问题。在热疲劳实验中，随着升降温的反复进行，产生位错，位错量随着次数的增加而增加并成为固定位错，残余马氏体的量也会增加，这些都会严重影响记忆合金记忆特性。另一方面，铜基形状记忆合金疲劳性远不及钛镍合金。铜基合金的弹性模量在不同晶位方向上有很大的差异。对于晶位方向混乱的多晶铜基合金而言，在变形的弹性区域内在晶界上将造成很大的应力集中，另外，多晶的铜基形状记忆合金的晶粒粗大，容易在晶粒之间产生第二相，它往往是晶界裂纹源，在变形时应力集中在此，就导致沿晶界断裂。对铜基形状基以合金的改善主要集中二个方面：(1)晶粒细化；(2)凝固组织有序化。发明内容：[0005]本发明目的在于提供一种性价比高、实用的高性能铜基形状记忆合金材料。[0006]为实现本发明目的，技术方案通过如下方式实现：[0007]高性能铜基形状记忆合金材料配方，其特征在于：由铜、锌、