一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑的制作方法
【專利摘要】一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，屬于記憶合金制備【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征為：Y10～15wt％、La10～15wt％、Ce8～12wt％、Tb8～12wt％、Nd4～8wt％、Ni4～8wt%、Pr3～6wt％、Sc+Eu+Gd+Ho+Er+Tm+Lu為10～20wt%，Ti2～5wt%，B2～5wt%，余為銅。所述復(fù)合稀土變質(zhì)劑為塊狀合金，熔點(diǎn)范圍850～1150℃，復(fù)合稀土變質(zhì)劑加入量范圍為0.2～1.2wt%。
【專利說(shuō)明】一種提高銅鋅錯(cuò)記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于記憶合金制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù) 合稀土變質(zhì)劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 自從英國(guó)的Delat記憶金屬公司發(fā)現(xiàn)銅基記憶合金以后，銅基記憶合金的研究迅 速展開。目前來(lái)說(shuō)，在記憶合金材料中，銅基合金材料占的比例最大。銅基記憶合金盡管 某些特性不及NiTi合金，但由于加工容易，原材料來(lái)源廣泛，成本低廉(只及NiTi合金的 1/10)，而受到大批研究者的青睞。在已發(fā)現(xiàn)的記憶合金中銅基合金占的比例最多，主要可 以分為Cu-Zn和Cu-Al兩大類，其中最具有實(shí)用價(jià)值的是CuZnAl系和CuAINi系。近年又 發(fā)展了CuAIMn系。雖然銅基記憶合金具有良好的形狀記憶效應(yīng)和低廉的價(jià)格，前景十分誘 人，然而在實(shí)用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)存在馬氏體穩(wěn)定化、延性差、易發(fā)生晶界破壞，以及疲勞壽命短 等問(wèn)題，因此它只在性能要求不高以及要求降低成本的情況下使用。Cu基記憶合金容易發(fā) 生晶界破壞的原因大致有彈性各向異性因子過(guò)大、晶粒尺寸過(guò)大、晶界處有偏析，導(dǎo)致晶界 自身脆化等。為了改善延性，抑制晶界破壞，提高疲勞壽命，主要的途徑是細(xì)化晶粒。主要 方法有：①添加合金元素，②快速凝固法，③粉末冶金法。通常使用第一種方法，即在銅基合 金中添加一種或幾種溶解度很小的或者能和合金中的某元素形成微細(xì)化合物的元素，在凝 固過(guò)程中促進(jìn)細(xì)小等軸晶形成，或在熱加工和熱處理過(guò)程中阻止晶粒長(zhǎng)大，從而獲得細(xì)晶 組織。
[0003] 本發(fā)明開發(fā)出一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明開發(fā)出一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，其特征為： Y10 ?15wt%、La10 ?15wt%、Ce8 ?12wt%、Tb8 ?12wt%、Nd4 ?8wt%、Ni4 ? 8wt%、Pr3 ?6wt%、Sc+Eu+Gd+Ho+Er+Tm+Lu為 10 ?20wt%,Ti2 ?5wt%,B2 ?5wt%, 余為銅。所述復(fù)合稀土變質(zhì)劑為塊狀合金，熔點(diǎn)范圍850?1150°C，復(fù)合稀土變質(zhì)劑加入量 范圍為0? 2?1. 2wt%。
[0005] 上述成分可化為：Y12 ?13wt%、La12 ?13、Ce10 ?llwt%、Tb10 ?11 wt%、Nd6 ?7wt%、Ni6 ?7wt%、Pr4 ?5wt%、Sc+Eu+Gd+Ho+Er+Tm+Lu為 14 ?16wt%, Ti3?4wt%，B3?4wt%，余為銅。復(fù)合稀土變質(zhì)劑最佳加入量范圍為0. 8wt%。
[0006] 本發(fā)明復(fù)合稀土變質(zhì)劑輔以多種稀土元素及其它元素，避免單獨(dú)使用一種稀土元 素或一種其它元素時(shí)對(duì)材料綜合性能提高不明顯的缺點(diǎn)，復(fù)合稀土變質(zhì)劑與銅鋅鋁記憶合 金元素發(fā)生交互和變質(zhì)作用，達(dá)到凈化合金液、去除雜質(zhì)，細(xì)化晶粒、強(qiáng)化晶界，使組織得到 優(yōu)化，在大幅提高合金摩擦磨損性能的同時(shí)，可明顯提高材料的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和硬度， 全面提高材料使用性能。
[0007]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】 圖1復(fù)合稀土變質(zhì)劑加入量對(duì)銅鋅鋁記憶合金磨損量的影響 實(shí)施例1 以Zn25wt%、A14wt%、余為銅為原料，稱重后在中頻感應(yīng)熔煉爐中熔煉。熔煉工藝為： 加入電解銅、鋅錠、鋁錠，待材料全部熔化后，升溫至1240°C?1260°C時(shí)采用沖入法加入復(fù) 合稀土變質(zhì)劑，復(fù)合稀土變質(zhì)劑加入量為〇. 2wt%?1.2wt%。澆注成直徑為（j580X150mm 的鑄錠。退火處理是加熱到850°C保溫24小時(shí)后隨爐冷卻，然后車削去除表面2-3mm的脫 鋅層，再將鑄錠在850°C保溫30分鐘后鍛打成小55X60mm的棒材。最后進(jìn)行熱處理，其具 體工藝為：分級(jí)淬火l〇〇°C，即850°C保溫30分鐘淬入100°C機(jī)油中，再保溫30分鐘淬入室 溫水中。將棒材加工成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)試棒，室溫拉伸力學(xué)性能測(cè)試在WE-10型液壓式拉伸實(shí)驗(yàn) 機(jī)上進(jìn)行。
[0008] 表1所示為添加不同含量復(fù)合稀土變質(zhì)劑時(shí)，銅鋅鋁記憶合金的抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng) 率及硬度。由表1可以看出，隨著復(fù)合稀土變質(zhì)劑含量的增加，合金的抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率 均呈先上升再減小趨勢(shì)。當(dāng)復(fù)合稀土變質(zhì)劑含量達(dá)到〇. 8%時(shí)，鋅鋁合金的抗拉強(qiáng)度可達(dá) 540MPa，伸長(zhǎng)率可以達(dá)到7. 6%，硬度為192HB。但是隨著復(fù)合稀土變質(zhì)劑含量的繼續(xù)增加， 抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率又相應(yīng)的呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，當(dāng)復(fù)合稀土變質(zhì)劑含量增加到1. 2%時(shí)，抗拉 強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率分別下降到525MPa，7. 1%，硬度則變化不大。
[0009] 表1加入不同含量復(fù)合稀土變質(zhì)劑鋅鋁合金的力學(xué)1能 實(shí)施例2

【權(quán)利要求】
1. 一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，其特征為：Y 10?15wt%、 La 10 ?15 wt %、Ce 8 ?12wt %、Tb 8 ?12 wt %、Nd 4 ?8wt %、Ni 4 ?8wt%、Pr 3 ? 6wt%、Sc+Eu+Gd+Ho+Er+Tm+Lu 為 10 ?20wt%，Ti 2 ?5wt%，B 2 ?5wt%，余為銅；所述復(fù) 合稀土變質(zhì)劑為塊狀合金，熔點(diǎn)范圍850?1150°C，復(fù)合稀土變質(zhì)劑加入量范圍為0. 2? 1. 2wt%〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，成分可 優(yōu)化為：Y 12 ?13wt%、La 12 ?13、Ce 10 ?llwt%、Tb 10 ?11 wt%、Nd 6 ?7wt%、 Ni 6 ?7wt%、Pr 4 ?5wt%、Sc+Eu+Gd+Ho+Er+Tm+Lu 為 14 ?16wt%, Ti 3 ?4wt%,B 3 ? 4wt%，余為銅。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，復(fù)合稀 土變質(zhì)劑加入量最佳范圍為〇. 8wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，銅鋅鋁 記憶合金中加入復(fù)合稀土變質(zhì)劑達(dá)到0.8 wt %時(shí)，抗拉強(qiáng)度達(dá)到最高540MPa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，銅鋅鋁 記憶合金中加入復(fù)合稀土變質(zhì)劑達(dá)到0.8 wt %時(shí)，伸長(zhǎng)率達(dá)到最高7. 6%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，銅鋅鋁 記憶合金中加入復(fù)合稀土變質(zhì)劑達(dá)到0. 8 wt %時(shí)，硬度達(dá)到最高192HB。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅鋁記憶合金綜合性能的復(fù)合稀土變質(zhì)劑，銅鋅鋁 記憶合金中加入復(fù)合稀土變質(zhì)劑達(dá)到0. 8% wt時(shí)，摩擦磨損性能最好。
【文檔編號(hào)】C22C1/06GK104342570SQ201310345218
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】李曉薇, 劉光磊, 張志敏, 楊嵩, 齊克堯 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司