一种具有超塑性的镍锰镓合金的制备方法技术

一种具有超塑性的镍锰镓合金的制备方法，本发明专利技术涉及镍锰镓合金的制备方法。本发明专利技术要解决现有镍锰镓合金成形困难、变形抗力大的问题。方法：制备镍锰镓合金，均匀化热处理，热挤压，去除包套并清洗，即得到具有超塑性的镍锰镓合金。优点：在高温时可以在较高应变速率下进行成形，提高成形效率，减少成形成本，使利用镍锰镓合金在高温条件下制备复杂形状的部件成为可能，在镍锰镓合金板、棒、丝、管等形态型材制备中具有良好的应用前景。本发明专利技术用于一种具有超塑性的镍锰镓合金的制备。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，本专利技术涉及镍锰镓合金的制备方法。本专利技术要解决现有镍锰镓合金成形困难、变形抗力大的问题。方法：制备镍锰镓合金，均匀化热处理，热挤压，去除包套并清洗，即得到具有超塑性的镍锰镓合金。优点：在高温时可以在较高应变速率下进行成形，提高成形效率，减少成形成本，使利用镍锰镓合金在高温条件下制备复杂形状的部件成为可能，在镍锰镓合金板、棒、丝、管等形态型材制备中具有良好的应用前景。本专利技术用于一种具有超塑性的镍锰镓合金的制备。【专利说明】一种具有超塑性的镜猛镓合金的制备方法
本专利技术涉及镍锰镓合金的制备方法。
技术介绍
镍锰镓合金是一种新兴智能材料，不仅具有传统形状记忆合金所拥有的形状记忆 性能和超弹性变形性能，还因其具有铁磁性，能够在磁场作用下输出较大应变。与磁致伸缩 材料相比，其磁场作用下输出应变更大，同时保持了磁致伸缩材料响应频率高的优点。镍锰 镓合金是一种铁磁形状记忆合金，作为驱动和传感材料，在航空航天、机械、电子等领域具 有良好的应用前景。 该材料的应用需要其具有良好的成形性能，以便制备所需要的零件形状。但是镍 锰镓合金属于一种金属间化合物，在室温下具有本征脆性，室温条件下成形困难，成形要在 高温下进行。在高温成形方式中，超塑性成形方法由于具有变形量大、流变应力低和变形过 程中各处形变量均匀等特点，已经应用于铝合金、钛合金以及复合材料的成形。因此开发镍 锰镓合金在高温条件下的成形性能，特别是在高温条件下的超塑性变形性能，对解决其成 形困难的问题具有重要意义。而超塑性成形对合金的制备方法提出特殊的要求，因此本发 明提出一种具有超塑性性能的镍锰镓合金的制备方法，对于解决镍锰镓合金成形困难、变 形抗力大的问题，具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术要解决现有镍锰镓合金成形困难、变形抗力大的问题，而提供一种具有超 塑性的镍锰镓合金的制备方法。 -种具有超塑性的镍锰镓合金的制备方法，具体是按照以下步骤进行的： 一、制备镍锰镓合金：首先按原子百分比为45%?55%镍、25%?35%锰和 15 %?25 %镓称取纯镍、纯锰和纯镓，然后利用真空感应熔炼法制备尺寸直径大于150mm、 高度大于100mm的镍锰镓合金； 二、均匀化热处理：利用电火花将步骤一制备的镍锰镓合金切割成直径为60mm? 150mm、高度为40mm?100mm的圆柱述料，再将圆柱述料置于丙酮中，并在超声波作用下清 洗15min?30min，然后将清洗后的圆柱述料置于温度为80°C?120°C的烘箱中烘干，最后 将烘干后的圆柱坯料置于温度为850°C?950°C的真空炉中进行成分均匀化热处理，处理 时间为5h?48h，得到合金坯料； 三、包套：使用包套材料将合金坯料外表面进行包套，得到包套后的合金坯料； 四、预热：将包套后的合金坯料置于温度为950°C?1KKTC的电阻炉中，预热lh? 6h，得到预热后的合金坯料； 五、热挤压：将预热后的合金坯料放入挤压模具中进行热挤压，挤压比为（4? 16) :1，挤压速率为4mm/s?15mm/s，挤压温度为950°C?1KKTC，挤压后在空气中自然冷 却，得到挤压后的镍锰镓合金； 六、去除包套并清洗：将挤压后的镍锰镓合金浸渍于质量百分数为5%?20%硝 酸中，直至外表面包套材料完全除去，然后将去除包套材料的镍锰镓合金置于丙酮中，并在 超声波作用下清洗15min?30min，然后将清洗后的镍锰镓合金置于温度为80°C?120°C的 烘箱中烘干，得到具有超塑性的镍锰镓合金。 本专利技术的有益效果是：本专利技术针对镍锰镓合金成形困难、变形抗力大的问题，提出 通过熔炼合金，热处理以及热挤压等步骤制备出具有超塑性镍锰镓合金的方法，本专利技术制 备出的具有超塑性的镍锰镓合金在800°c?950°C，应变速率0. 0003/s?0. Ι/s范围均具 有超塑性。表明在室温条件下难以成形的镍锰镓合金，在高温时可以在较高应变速率下进 行成形，由于成形时的应变速率高，可以提高成形效率，减少成形成本，使利用镍锰镓合金 在高温条件下制备复杂形状的部件成为可能，在镍锰镓合金板、棒、丝、管等形态型材制备 中具有良好的应用前景。 【专利附图】【附图说明】 图1为实施制备的具有超塑性的镍锰镓合金，在800°C时不同应变速率条件下，高 温拉伸后的宏观照片；1为测试前样品，2为应变速率0. 0003/s拉伸后样品，3为应变速率 0. 001/s拉伸后样品，4为应变速率0. 003/s拉伸后样品，5为应变速率0. ΟΙ/s拉伸后样品； 图2是实施制备的具有超塑性的镍锰镓合金，在800°C时不同应变速率条件下，高 温拉伸真应力-真应变曲线；1为应变速率〇. 〇〇〇3/s拉伸曲线，2为应变速率0. 001/s拉伸 曲线，3为应变速率0. 003/s拉伸曲线，4为应变速率0. ΟΙ/s拉伸曲线。 【具体实施方式】 本专利技术技术方案不局限于以下所列举的【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】之 间的任意组合。 【具体实施方式】 一：本实施方式所述的， 具体是按照以下步骤进行的： 一、制备镍锰镓合金：首先按原子百分比为45%?55%镍、25%?35%锰和 15 %?25 %镓称取纯镍、纯锰和纯镓，然后利用真空感应熔炼法制备尺寸直径大于150mm、 高度大于100mm的镍锰镓合金； 二、均匀化热处理：利用电火花将步骤一制备的镍锰镓合金切割成直径为60mm? 150mm、高度为40mm?100mm的圆柱述料，再将圆柱述料置于丙酮中，并在超声波作用下清 洗15min?30min，然后将清洗后的圆柱述料置于温度为80°C?120°C的烘箱中烘干，最后 将烘干后的圆柱坯料置于温度为850°C?950°C的真空炉中进行成分均匀化热处理，处理 时间为5h?48h，得到合金坯料； 三、包套：使用包套材料将合金坯料外表面进行包套，得到包套后的合金坯料； 四、预热：将包套后的合金坯料置于温度为950°C?1KKTC的电阻炉中，预热lh? 6h，得到预热后的合金坯料； 五、热挤压：将预热后的合金坯料放入挤压模具中进行热挤压，挤压比为（4? 16) :1，挤压速率为4mm/s?15mm/s，挤压温度为950°C?1KKTC，挤压后在空气中自然冷 却，得到挤压后的镍锰镓合金； 六、去除包套并清洗：将挤压后的镍锰镓合金浸渍于质量百分数为5%?20%硝 酸中，直至外表面包套材料完全除去，然后将去除包套材料的镍锰镓合金置于丙酮中，并在 超声波作用下清洗15min?30min，然后将清洗后的镍锰镓合金置于温度为80°C?120°C的 烘箱中烘干，得到具有超塑性的镍锰镓合金。 本实施方式的有益效果是：本实施方式针对镍锰镓合金成形困难、变形抗力大的 问题，提出通过熔炼合金，热处理以及热挤压等步骤制备出具有超塑性镍锰镓合金的方法， 本实施方式制备出的具有超塑性的镍锰镓合金在800°C?950°C，应变速率0. 0003/s? 0. Ι/s范围均具有超塑性。表明在室温条件下难以成形的镍锰镓合金，在高温时可以在较高 应变速率下进行成形，由于成形时的应变速率高，可以提高成形效率，减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有超塑性的镍锰镓合金的制备方法，其特征在于一种具有超塑性的镍锰镓合金的制备方法是按以下步骤完成的：一、制备镍锰镓合金：首先按原子百分比为45％～55％镍、25％～35％锰和15％～25％镓称取纯镍、纯锰和纯镓，然后利用真空感应熔炼法制备尺寸直径大于150mm、高度大于100mm的镍锰镓合金；二、均匀化热处理：利用电火花将步骤一制备的镍锰镓合金切割成直径为60mm～150mm、高度为40mm～100mm的圆柱坯料，再将圆柱坯料置于丙酮中，并在超声波作用下清洗15min～30min，然后将清洗后的圆柱坯料置于温度为80℃～120℃的烘箱中烘干，最后将烘干后的圆柱坯料置于温度为850℃～950℃的真空炉中进行成分均匀化热处理，处理时间为5h～48h，得到合金坯料；三、包套：使用包套材料将合金坯料外表面进行包套，得到包套后的合金坯料；四、预热：将包套后的合金坯料置于温度为950℃～1100℃的电阻炉中，预热1h～6h，得到预热后的合金坯料；五、热挤压：将预热后的合金坯料放入挤压模具中进行热挤压，挤压比为(4～16):1，挤压速率为4mm/s～15mm/s，挤压温度为950℃～1100℃，挤压后在空气中自然冷却，得到挤压后的镍锰镓合金；六、去除包套并清洗：将挤压后的镍锰镓合金浸渍于质量百分数为5％～20％硝酸中，直至外表面包套材料完全除去，然后将去除包套材料的镍锰镓合金置于丙酮中，并在超声波作用下清洗15min～30min，然后将清洗后的镍锰镓合金置于温度为80℃～120℃的烘箱中烘干，得到具有超塑性的镍锰镓合金。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张学习，魏陇沙，耿林，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23