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镍钛形状记忆合金薄壁管滚珠旋压成形研究
摘要：
镍钛形状记忆合金具有形状记忆效应和超弹性等特殊性能，近年来在航空航天、机械制造、生物医学等领域广泛应用。本文以镍钛形状记忆合金薄壁管为研究对象，采用滚珠旋压成形技术对其进行加工。通过实验研究，得出了合适的加工参数和制备优质镍钛形状记忆合金薄壁管的方法。
关键词：镍钛形状记忆合金；薄壁管；滚珠旋压成形；加工参数；优质制备
一、绪论
镍钛形状记忆合金具有形状记忆效应和超弹性等特殊性能，广泛应用于机械制造、医疗设备、航空航天等领域。作为一种典型的形状记忆材料，镍钛形状记忆合金的应用和研究越来越受到重视。
薄壁管作为一种重要的零件，在气动、流体等领域有着广泛的应用。因此，将镍钛形状记忆合金制成薄壁管具有很高的应用价值。滚珠旋压成形技术作为一种新型的加工方法，能够制备亚毫米级、微米级的高质量细小结构。在制备镍钛形状记忆合金薄壁管方面，滚珠旋压成形技术具有广泛应用前景。
本文采用滚珠旋压成形技术制备镍钛形状记忆合金薄壁管，并通过实验研究，确定了其合适的加工参数和制备方法，为镍钛形状记忆合金薄壁管的制备提供了一定的参考。
二、镍钛形状记忆合金薄壁管的制备方法
1.材料选择
本研究采用的镍钛形状记忆合金为TiNiCu合金。该合金的成分为：Ti52.2Ni46.8Cu1.0。
2.加工工艺
本研究采用滚珠旋压成形技术对镍钛形状记忆合金薄壁管进行加工。滚珠旋压成形技术是一种将旋转滚珠压制在被成型材料上，随着滚珠运动，材料被塑性变形并沿着滚珠运动方向流动的成形技术。
3.制备过程及加工参数
步骤1：材料预处理
将TiNiCu合金杆料切成合适尺寸，进行表面清洗和抛光处理。
步骤2：滚珠旋压成形
将TiNiCu合金杆料固定在旋转台上，并放置旋转滚珠。通过控制滚珠的运动轨迹、滚珠直径和压力等参数，控制材料的塑性变形和流动。经过多次旋转和压制后，形成优质的镍钛形状记忆合金薄壁管。
三、实验及结果
1.加工参数的确定
通过控制滚珠的直径、速度和压力等参数，对TiNiCu合金进行滚珠旋压成形，得到不同形状的薄壁管。通过实验总结，确定了最佳加工参数为：滚珠直径为2.0mm，滚珠转速为1500转/分，压力为60N。
2.薄壁管的制备
在确定最佳的加工参数后，采用上述加工条件，用TiNiCu合金杆制备了长20mm，内径为1.0mm，外径为1.5mm的镍钛形状记忆合金薄壁管。扫描电子显微镜（SEM）观察，发现表面光滑且没有明显的裂纹。
3.形状记忆效应的测试
通过热敏测试仪，对制备的薄壁管进行形状记忆效应测试。实验结果表明，镍钛形状记忆合金薄壁管在恢复形状过程中表现出良好的形状记忆效应和回弹性。
四、结论
本文采用滚珠旋压成形技术对镍钛形状记忆合金薄壁管进行了制备，得出了合适的加工参数和制备方法。通过实验研究，确认了最佳的加工参数：滚珠直径为2.0mm，滚珠转速为1500转/分，压力为60N。最终成功制备了长20mm，内径1.0mm，外径1.5mm的优质镍钛形状记忆合金薄壁管，并测试出了良好的形状记忆效应。本研究为镍钛形状记忆合金薄壁管的制备提供了新的思路和方法，并为该领域的研究提供了有价值的参考。