一种具有负热膨胀性能的富钛含量钛镍合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有负热膨胀性能的富钛含量钛镍合金及其制备方法。该富钛含量钛镍合金的通式为Ti100‑xNix，其中x为原子百分比，x＝42.0～46.0。制备时，以电解镍和海绵钛为原材料，按配比配料后，放置于真空电弧熔炼炉通有循环水冷却的铜坩埚中，在惰性气体的保护下进行反复熔炼；将熔炼好的钮扣状母合金放置于吸铸铜坩埚中并加热重熔，合金熔体在真空负压作用下被吸入到通有循环水冷却的吸铸铜模中，经快速凝固获得所需形状的合金；经过800℃～900℃退火处理后，制得具有稳定负热膨胀响应温度区间的钛镍合金材料，同时具有较高的强度和优异的线性超弹性。该钛镍合金材料适用于与正热膨胀材料进行复合。

Titanium rich nickel content titanium alloy with negative thermal expansion property and preparation method thereof

The invention discloses a titanium rich nickel alloy with negative thermal expansion property and a preparation method thereof. A general formula of the titanium content of Ti Ni alloy is Ti100 xNix, where x is the atomic percentage of x = 42 ~ 46. During the preparation, in electrolytic nickel and titanium sponge as raw material, according to the ratio of the materials, copper crucible placed in a vacuum arc melting furnace with circulating water cooling, repeated melting under the protection of inert gas; the button shaped master alloy melt placed on the suction casting copper crucible and heated remelting the alloy melt under negative pressure in vacuum is sucked into a circulating water cooling copper mold suction casting, the rapid solidification alloy obtained the desired shape; after 800 to 900 DEG C after annealing, prepared with a stable negative thermal expansion of titanium nickel alloy material response temperature range, and has high strength and excellent linearsuperelasticity. The titanium nickel alloy material is suitable for compounding with a positive thermal expansion material.

【技术实现步骤摘要】
一种具有负热膨胀性能的富钛含量钛镍合金及其制备方法
本专利技术涉及一种具有负热膨胀性能的钛镍合金材料，特别是涉及一种快速凝固制备具有稳定负热膨胀响应温度区间、高强度和优异线性超弹性金属材料的方法。
技术介绍
负热膨胀是指在一定温度范围内材料体积随温度下降而增加的特殊热膨胀行为。目前所发现具有负热膨胀行为的材料非常有限，绝大部分为无机非金属材料，例如以ZrW2O8为代表的钨酸盐和钼酸盐系列负热膨胀材料以及锰基氮化物Mn3AN(A代表Zn、Ga、Cu)等。因瓦合金是目前报道所见的少数具有宏观低膨胀行为的金属材料，其低膨胀系数源于合金磁致体积伸缩效应引起微观负膨胀与材料原子非简谐热振动引起正膨胀的相互抵消，现有研究发现在因瓦合金中很难获得材料宏观整体上的负热膨胀行为。少数经特定加工处理的形状记忆合金也存在负热膨胀行为，例如经过深拉拔处理的近等原子比NiTi合金在一定温度范围内呈现负热膨胀响应，也有研究报道在Cu-Zn-Al和Ni-Ti-Fe等合金中通过大应变量的冷轧处理能获得负热膨胀性能。但上述合金的负热膨胀行为来源于形状记忆合金中独特的双程形状记忆效应，其需经过复杂的热-力训练或大应变量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有负热膨胀性能的富钛含量钛镍合金，其特征在于，该富钛含量钛镍合金的通式为Ti100‑xNix，其中x为原子百分比，x＝42.0～46.0。

【技术特征摘要】
1.一种具有负热膨胀性能的富钛含量钛镍合金，其特征在于，该富钛含量钛镍合金的通式为Ti100-xNix，其中x为原子百分比，x＝42.0～46.0。2.一种具有负热膨胀性能的富钛含量钛镍合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)按照钛与镍的原子百分比66.0％～50.0％：34.0％～50.0％称量海绵钛与电解镍；(2)将称量好的海绵钛与电解镍放置在熔炼炉的坩埚中，封闭熔炼炉，抽真空，控制真空度高于6.0×10-3Pa；(3)达到真空度后，充入惰性气体作为熔炼保护气体，通过电弧熔炼法将原材料熔化，待合金冷却后，将所得母合金翻转并引弧重熔，如此反复熔炼至少3次，每次至少60s，得到母合金铸锭；(4)加大熔炼炉中的惰性气体气压至0.03～0.05MPa，升高熔炼电流至150～200A，开启吸铸阀，利用真空负压将液态母合金吸入到吸铸模具中，经快速凝固后获得所需形状的钛镍合金；(5)将快速凝固所得钛镍合金封入通有惰性气体保护的石英管中进行800℃～900℃的退火热处理，热处理时间至少1h。3.根据权利要求2所述的具有负热膨胀性能的富钛含量钛镍合金的制备方法，其特征在于，所用的坩埚和吸铸模具均选用具有优异导热性能的无氧纯铜；坩埚和吸铸模用循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：马骁，祝星，张新平，赵仲勋，曹姗姗，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44