銅基記憶合金在酸性介質(zhì)下滾動(dòng)磨損性能的熱處理方法
【專利摘要】銅基記憶合金在酸性介質(zhì)下滾動(dòng)磨損性能的熱處理方法，屬于銅基記憶合金制備【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征為：將制備出的銅鋅鋁記憶合金先進(jìn)行退火處理，在850℃保溫24小時(shí)后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2~3mm的脫鋅層，再將鑄錠在850℃保溫30分鐘后鍛打成φ55×60mm的棒材。然后采取三種熱處理方式，最后在酸性介質(zhì)條件下進(jìn)行滾動(dòng)磨損性能試驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】銅基記憶合金在酸性介質(zhì)下滾動(dòng)磨損性能的熱處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于銅基記憶合金制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特指銅基記憶合金在酸性介質(zhì)下滾動(dòng)磨損性能的熱處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]超彈性和形狀記憶效應(yīng)使形狀記憶合金成為一種功能材料，這是一直為人們所接受的。然而把這種材料作為結(jié)構(gòu)材料來(lái)對(duì)待，這是以往這個(gè)領(lǐng)域的人們很少涉及過(guò)的。近年來(lái)的研究表明形狀記憶合金除具有形狀記憶、偽彈性和高阻尼外，還具有良好的耐磨損性能。形狀記憶合金具有優(yōu)良的耐磨損性能是由前蘇聯(lián)學(xué)者AkceAoB于1982年提出的，但當(dāng)時(shí)未引起重視。摩擦磨損是工業(yè)和日常生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，也是造成材料和能源損失的重要原因。特別是隨著科技的日益進(jìn)步，對(duì)尺寸精度要求越來(lái)越高，當(dāng)然對(duì)材料的耐磨性能要求也越高。CuZnAl形狀記憶合金作為銅基記憶合金中最具有實(shí)用價(jià)值的合金之一，由于其加工容易，塑性高，記憶性能好，價(jià)格低廉，越來(lái)越受到人們的重視。但是CuZnAl形狀記憶合金也存在晶粒粗大、馬氏體穩(wěn)定化等缺陷，嚴(yán)重影響了摩擦磨損性能，極大的限制了應(yīng)用范圍。如何提高銅鋅鋁形狀記憶合金的耐磨性以及開(kāi)發(fā)耐磨性能更好的銅鋅鋁形狀記憶合金材料日益成為材料科學(xué)研究的一個(gè)發(fā)展方向。本發(fā)明開(kāi)發(fā)出銅基記憶合金在酸性介質(zhì)下滾動(dòng)磨損性能的熱處理方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出銅基記憶合金在酸性介質(zhì)下滾動(dòng)磨損性能的熱處理方法，其特征為:將制備出的銅鋅鋁記憶合金先進(jìn)行退火處理，在850°C保溫24小時(shí)后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2?3mm的脫鋅層，再將鑄錠在850°C保溫30分鐘后鍛打成Φ 55 X 60mm的棒材。然后采取三種方式處理分別是:
1、分級(jí)淬火150°C，S卩850°C保溫30分鐘淬入150°C機(jī)油中，再保溫30分鐘淬入室溫水中；
2、兩級(jí)時(shí)效150°C，即850°C保溫30分鐘后淬入室溫機(jī)油中，再放入150°C機(jī)油中保溫時(shí)效30分鐘，最后在50°C水中保溫時(shí)效15分鐘；
3、空冷，即850°C保溫30分鐘后從保溫爐中取出，在大氣環(huán)境下冷卻。
[0004]采用第二種熱處理方式，可獲得摩擦磨損性能優(yōu)異的銅鋅鋁形狀記憶合金。
[0005]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
圖1不同預(yù)定載荷對(duì)銅鋅鋁形狀記憶合金磨損量的影響(PH=2.0，試驗(yàn)時(shí)間6小時(shí))。
[0006]圖2不同預(yù)定時(shí)間對(duì)銅鋅招形狀記憶合金磨損量的影響(PH=2.0,試驗(yàn)載荷147牛)。
[0007]

【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例1
將制備出的銅鋅鋁記憶合金先進(jìn)行退火處理，在850°c保溫24小時(shí)后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2?3mm的脫鋅層，再將鑄錠在850°C保溫30分鐘后鍛打成Φ 55 X 60mm的棒材。最后進(jìn)行熱處理，采用分級(jí)淬火150°C，即850°C保溫30分鐘淬入150°C機(jī)油中，再保溫30分鐘淬入室溫水中。然后在棒材上取樣，通過(guò)線切割加工出摩擦磨損試樣，摩擦磨損試樣為圓環(huán)狀，具體尺寸:外徑Φ50πιπι，內(nèi)孔Φ16πιπι，環(huán)厚度8mm。對(duì)磨件尺寸同上，材質(zhì)為40Cr鋼，硬度50 - 54HRC。滾動(dòng)磨損是在國(guó)產(chǎn)MM-2000型銷盤式試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。磨損量以試樣磨損前后的質(zhì)量差來(lái)衡量，稱量采用MAllO電子分析天平,精度為0.0OOlg0酸性介質(zhì)為自配的稀H2SO4溶液(PH=2.0)，滴速為20滴每分鐘。各試樣開(kāi)始試驗(yàn)前，先進(jìn)行30min的預(yù)跑合，跑合完畢后測(cè)定原始重量，然后加載至預(yù)定的載荷進(jìn)行預(yù)定時(shí)間的磨損試驗(yàn)。滾動(dòng)磨損試驗(yàn)結(jié)束后，將試樣用丙酮超聲清洗30min，再測(cè)定試樣的重量，并計(jì)算出試樣的磨損量(磨損失重)。每次測(cè)試前試樣和對(duì)磨件都要用丙酮清洗，每次測(cè)試后下一次測(cè)試前要將對(duì)磨件用砂紙磨到1200號(hào)，防止下一次測(cè)試時(shí)對(duì)磨件的表面粗糙度發(fā)生變化。滾動(dòng)磨損試樣為圓環(huán)狀，具體尺寸:外徑Φ50 mm，內(nèi)孔Φ16 mm，環(huán)厚度8mm。對(duì)磨件尺寸同上，材質(zhì)為45#鋼，硬度50 - 54HRC。實(shí)驗(yàn)中，鋼環(huán)轉(zhuǎn)速200r/min，銅環(huán)轉(zhuǎn)速180r/min，相對(duì)滑動(dòng)速度
0.05236m/s。具體滾動(dòng)磨損性能見(jiàn)圖1和圖2。
[0008]實(shí)施例2
將制備出的銅鋅鋁記憶合金先進(jìn)行退火處理，在850°C保溫24小時(shí)后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2?3mm的脫鋅層，再將鑄錠在850°C保溫30分鐘后鍛打成Φ55Χ60πιπι的棒材。最后進(jìn)行熱處理，兩級(jí)時(shí)效150°C，即850°C保溫30分鐘后淬入室溫機(jī)油中，再放入150°C機(jī)油中保溫時(shí)效30分鐘，最后在50°C水中保溫時(shí)效15分鐘。然后在棒材上取樣，通過(guò)線切割加工出摩擦磨損試樣,摩擦磨損試樣為圓環(huán)狀,具體尺寸:外徑Φ50πιπι，內(nèi)孔Φ 16mm,環(huán)厚度8mm。對(duì)磨件尺寸同上,材質(zhì)為40Cr鋼，硬度50 — 54HRC。滾動(dòng)磨損是在國(guó)產(chǎn)MM-2000型銷盤式試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。磨損量以試樣磨損前后的質(zhì)量差來(lái)衡量，稱量采用MAllO電子分析天平，精度為0.0OOlg。酸性介質(zhì)為自配的稀H2SO4溶液(PH=2.0)，滴速為20滴每分鐘。各試樣開(kāi)始試驗(yàn)前，先進(jìn)行30min的預(yù)跑合，跑合完畢后測(cè)定原始重量，然后加載至預(yù)定的載荷進(jìn)行預(yù)定時(shí)間的磨損試驗(yàn)。滾動(dòng)磨損試驗(yàn)結(jié)束后，將試樣用丙酮超聲清洗30min，再測(cè)定試樣的重量，并計(jì)算出試樣的磨損量(磨損失重)。每次測(cè)試前試樣和對(duì)磨件都要用丙酮清洗，每次測(cè)試后下一次測(cè)試前要將對(duì)磨件用砂紙磨到1200號(hào)，防止下一次測(cè)試時(shí)對(duì)磨件的表面粗糙度發(fā)生變化。滾動(dòng)磨損試樣為圓環(huán)狀，具體尺寸:外徑Φ50 mm,內(nèi)孔Φ16 mm，環(huán)厚度8mm。對(duì)磨件尺寸同上，材質(zhì)為45#鋼，硬度50 — 54HRC。實(shí)驗(yàn)中，鋼環(huán)轉(zhuǎn)速200r/min,銅環(huán)轉(zhuǎn)速180r/min,相對(duì)滑動(dòng)速度0.05236m/s。具體滾動(dòng)磨損性能見(jiàn)圖1和圖2。
[0009]實(shí)施例3
將制備出的銅鋅鋁記憶合金先進(jìn)行退火處理，在850°C保溫24小時(shí)后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2?3mm的脫鋅層，再將鑄錠在850°C保溫30分鐘后鍛打成Φ55Χ60πιπι的棒材。最后進(jìn)行熱處理，空冷，即850°C保溫30分鐘后從保溫爐中取出，在大氣環(huán)境下冷卻。然后在棒材上取樣,通過(guò)線切割加工出摩擦磨損試樣,摩擦磨損試樣為圓環(huán)狀,具體尺寸:夕卜徑Φ50ι?πι,內(nèi)孔Φ 16mm,環(huán)厚度8mm。對(duì)磨件尺寸同上，材質(zhì)為40Cr鋼，硬度50 —54HRC。滾動(dòng)磨損是在國(guó)產(chǎn)MM-2000型銷盤式試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。磨損量以試樣磨損前后的質(zhì)量差來(lái)衡量，稱量采用MAllO電子分析天平，精度為0.0OOlg0酸性介質(zhì)為自配的稀H2SO4溶液(PH=2.0),滴速為20滴每分鐘。各試樣開(kāi)始試驗(yàn)前，先進(jìn)行30min的預(yù)跑合,跑合完畢后測(cè)定原始重量，然后加載至預(yù)定的載荷進(jìn)行預(yù)定時(shí)間的磨損試驗(yàn)。滾動(dòng)磨損試驗(yàn)結(jié)束后，將試樣用丙酮超聲清洗30min，再測(cè)定試樣的重量，并計(jì)算出試樣的磨損量(磨損失重)。每次測(cè)試前試樣和對(duì)磨件都要用丙酮清洗，每次測(cè)試后下一次測(cè)試前要將對(duì)磨件用砂紙磨到1200號(hào)，防止下一次測(cè)試時(shí)對(duì)磨件的表面粗糙度發(fā)生變化。滾動(dòng)磨損試樣為圓環(huán)狀，具體尺寸:外徑Φ50 mm,內(nèi)孔Φ16 mm,環(huán)厚度8mm。對(duì)磨件尺寸同上，材質(zhì)為45#鋼，硬度50 —54HRC。實(shí)驗(yàn)中，鋼環(huán)轉(zhuǎn)速200r/min，銅環(huán)轉(zhuǎn)速180r/min，相對(duì)滑動(dòng)速度0.05236m/s。具體滾動(dòng)磨損性能見(jiàn)圖1和圖2。
【權(quán)利要求】
1.銅基記憶合金在酸性介質(zhì)下滾動(dòng)磨損性能的熱處理方法，其特征為:將制備出的銅鋅鋁記憶合金先進(jìn)行退火處理，在850°C保溫24小時(shí)后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2?3mm的脫鋅層，再將鑄錠在850°C保溫30分鐘后鍛打成Φ55Χ60πιπι的棒材；然后采取三種處理方式:第一、分級(jí)淬火150°C，即850°C保溫30分鐘淬入150°C機(jī)油中，再保溫30分鐘淬入室溫水中；第二、兩級(jí)時(shí)效150°C，即850°C保溫30分鐘后淬入室溫機(jī)油中，再放入150°C機(jī)油中保溫時(shí)效30分鐘，最后在50°C水中保溫時(shí)效15分鐘；第三、空冷，即850°C保溫30分鐘后從保溫爐中取出，在大氣環(huán)境下冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅基記憶合金在酸性介質(zhì)下滾動(dòng)磨損性能的熱處理方法，熱處理可優(yōu)選兩級(jí)時(shí)效150°C的方式，此時(shí)，酸性介質(zhì)條件下，銅鋅鋁記憶合金可以呈現(xiàn)出最優(yōu)的滾動(dòng)磨損性能。
【文檔編號(hào)】C22F1/08GK104342612SQ201310345636
【公開(kāi)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】齊克堯, 司松海, 李曉薇, 劉光磊, 張志敏 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司