热型连铸获得的铜基形状记忆合金的超弹记忆热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种热型连铸获得的铜基形状记忆合金的超弹记忆热处理方法：将均匀化后的热型连铸铸件连续通过第一管式炉加热，加热温度为４００－７００℃，拉出第一管式炉后通过模具连续拉制成丝、线、板条、异型材，速度５０－１００ｍｍ／ｍｉｎ；热拉制成丝、线、板条、异型材，连续通过第二管式炉加热，温度为９００－１０００℃，离开第二管式炉后喷水冷却淬火处理，水温≯３０℃；淬火处理后再连续通过第三管式炉时效处理，温度为５８０－６２０℃；时效处理后的丝、线、板条、异型材，连续通过第四管式电炉加热，第四管式电炉温度为７８０～８２０℃，通过速度为５０－１００ｍｍ／ｍｉｎ，拉出管式炉的丝、线、板条、异型材经喷水冷却。本发明专利技术方法生产出的产品弹性好且生产效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种形状记忆合金(SMA)，具体涉及一种铜基形状记忆 合金超弹记忆热处理方法，是为使形状记忆合金获得超弹性能、记忆性 能而进行的热处理工艺技术。主要适用于Cu—Al~~Ni, Cu--Al—B^~X， Cu~"Al—B—Mn及Cu—Al-Mn等记忆合金丝线、薄板、带、棒材获取 记忆性能(SME)或超弹性能(SE)。属形状记忆合金材料

技术介绍
在形状记忆合金的马氏体(M)状态，材料柔软而变形；而在奥氏体 状态(A)则强硬富有弹性。在临界温度As以下，材料处于马氏体状态; 在临界温度Af以上材料处于奥氏体(A)状态。温度处于As A,之间是 M转变为A的相变区间。温度低于As使M变形；温度升温到As Af之间， 材料不断恢复原来状态，这就是形状记忆功能特性(SME);在Af以上一 定温度范围，A受应力或使之应变可以变成M，又恢复了柔软而变形特性， 称为应力诱发或应变诱发马氏体相变。这种变形是热力学上不稳定的， 应力或应变消失，立即恢复为A，形状也随之恢复原形，似乎材料具有弹 性,:称为偽弹性。当材料变形>0.5%能恢复原形的称为超弹性(SE)。因 一般材料(包括弹簧材料)的弹性变形>0.5%，目前具有超弹性的材料只有镍钛基、铜基和铁基形状记忆合金和钛基橡皮金属。传统生产的镍 钛记忆合金超弹性一般达6%， >8%;铜基合金一般达2%左右，>4%;铁基合金一般为1%， >3%。用最新热型连铸技术(由日本大野篤美教授专利技术)拉制出来的铜基 合金丝、线、棒、带异型材的柱状晶或单晶材料，由于没有垂直于应变方向的晶界缺陷，应变易于协调，可以有更多的超弹性， 一般达到6 8 %，甚至20%以上，这是个重大突破。目前国内外，用热型连铸技术获得铜基记忆超弹合金丝的只有加拿 大、日本和广东工业大学以较高速度(80 120nnn/Min)拉出的较细的丝 (01.0 2.0mm)，而生产率极低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种将热型连铸获得的铸型 丝、线、板条或异型材，生产出弹性好且生产效率高的热型连铸获得的 铜基形状记忆合金的超弹记忆热处理方法。本专利技术的目的是这样实现的 一种热型连铸获得的铜基形状记忆合 金的超弹记忆热处理方法，其特征在于所述方法中，将均匀化热处理后 的热型连铸铸件进行包括以下工艺步骤步骤一、热拉制成丝、线、板条、异型材将均匀化后的热型连铸铸件连续通过第一管式炉加热，第一管式炉 加热温度为400—7(XTC，拉出第一管式炉后通过模具连续拉制成丝、线、 板条、异型材，连续拉制速度为50—100mm/min，保证在合金较柔软状态下连续拉丝步骤二、淬火(Q)处理热拉制成丝、线、板条、异型材，连续通过第二管式炉加热，第二 管式炉温度为900—100(TC，丝、线、板条、异型材通过第二管式炉速度 为50—100mm/min，通过的丝、线、板条、异型材离开第二管式炉后喷水 冷却，水温冷3CTC。淬火的目的是在较高温度下使合金元素全部溶人基 体。步骤三、时效处理(T)淬火处理后的丝、线、板条、异型材，连续通过第三管式炉，第三 管式炉温度为580—62(TC，通过速度为50—100mm/min。根据Cu基记忆 合金状态图，在300—70(TC时效处理使合金从基体中析出强化相h。 Y 2的主要成份为OW^电子化合物为基的合金，它含铝量较少。时效温度 愈高，时效时间愈长，析出L相愈多愈粗，基体中含A1量相对愈高，基 体的临界温度愈低；反之，时效温度愈低，时效时间愈短，析出Y2相愈 少，基体中含A1量相对愈低，基体的临界温度愈高。析出物愈弥散、愈 均匀，材料的记忆超弹性能愈好。所以控制时效温度、时间可以控制合 金的临界温度和记忆超弹性能优劣。时效温度在580-"62(TC，时效时间 控制拉丝速度为50—100mm/min,透射电镜证明此时析出大量弥散、均匀 的弥散Y2相，保证后继热处理的有效性。步骤四、超弹性(SE)处理时效处理后的的丝、线、板条、异型材，连续通过第四管式电炉加热，第四管式电炉温度为780 820°C，通过速度为50—100咖/min，拉 出管式炉的丝、线、板条、异型材经喷水冷却。冷却后的丝、线、板条、 异型材具有超弹性。超弹性处理的目的是使Y 2相析出物再度部分溶入基 体，但不完全溶入，而是变成更弥散状态，基体中溶入部分b相后，基 体中含A1量增加，使成分调到A,在室温以下或零度以下，水中淬火后合 金保持这一超弹状态。粗的Y 2相不易溶入基体,不易控制基体中成份，不 易控制临界温度，因为不弥散，超弹记忆性能也不好。超弹丝、线、板 条等样品绕直径为D的轴弯曲180度，卸载后样品完全恢复原形，允许 有O. 5%以下的残余变形。本专利技术的目的还可以是这样来实现 一种热型连铸获得的铜基形状 记忆合金的超弹记忆热处理方法，其特征在于所述方法中，将均匀化热 处理后的热型连铸铸件进行包括以下工艺步骤步骤一、冷拉、冷轧制成丝、线、板条、异型材半成品将均匀化后的热型连铸铸件冷拉、冷轧制成丝、线、板条、异型材 半成品；步骤二、淬火(Q)处理冷拉、冷轧制成的丝、线、板条、异型材半成品，放入电阻炉内进 行淬火处理，电阻炉温度为900—1000'C，保温时间为每mm产品有效厚 度为300-600秒，丝、线、板条、异型材半成品出炉后在水中淬火，水 温氺30。C;步骤三、时效处理(T)将经淬火处理的丝、线、板条、异型材半成品，放入电阻炉内进行时效处理，电阻炉温度为580—62(TC，保温时间为每mm产品有效厚度为 5-10秒，接着在水中淬火，水温氺3(TC; 步骤四、超弹性(SE)处理经时效处理后的丝、线、板条、异型材半成品，放入电阻炉内进行 超弹性(SE)处理，电阻炉温度为780—82(TC，保温时间为每rrai产品有 效厚度为5-IO秒，接着在水中淬火，水温氺3(TC。冷却后的丝、线、板 条、异型材半成品具有超弹性。超弹性检测为样品绕直径为D的轴弯曲 180度，卸载后丝、线、板条、异型材半成品完全恢复为直线形状，允许 有O. 5%以下的残余变形。常规的形状记忆处理则较简单，经过热型连铸的丝、线、板条、异 型材，连续通过850 950。C的管式炉，通过速度为10 20inm/min，拉出 管式炉后喷水冷却，水温氺3(TC;对冷拉轧的半成品可以在电阻炉进行， 炉温为850 950°C，保温时间为每mm产品有效厚度为25秒 50秒，然 后淬入低于3(TC的水。其目的是获均匀的基体，该基体的含铝量较少， A,在室温附近。为了提高生产率，我们拉制03 8mm的丝、线、板条、 异型材。在拉制过程，同样的冷却条件下，只得到具有SME性能的材料。 接着用普通拉制方法再拉成0 1.0 2.0mm的丝，再依靠本专利技术的方法， 可以获得稳定的高的超弹性(SE)。再者，用户在生产具体产品时(如眼 镜框架)时，必然要使产品经过冷拉，轧制成型过程，使原来具有超弹 性的丝、板带变脆，局部易断裂，利用本专利技术可以再使它成为优异超弹 性(SE)的成品。综上，通过本专利技术记忆超弹热处理技术，使铜基形状记忆合金材料内部组织获得均匀，数量不等的弥散析出y2相，基体为具有临界温度Af 在室温以下或零度以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热型连铸获得的铜基形状记忆合金的超弹记忆热处理方法，其特征在于所述方法中，将均匀化热处理后的热型连铸铸件进行包括以下工艺步骤：步骤一、热拉制成丝、线、板条、异型材将均匀化后的热型连铸铸件连续通过第一管式炉加热，第一管式炉 加热温度为４００－７００℃，拉出第一管式炉后通过模具连续拉制成丝、线、板条、异型材，连续拉制速度为５０－１００ｍｍ／ｍｉｎ；步骤二、淬火处理热拉制成丝、线、板条、异型材，连续通过第二管式炉加热，第二管式炉温度为９００－１００ ０℃，丝、线、板条、异型材通过第二管式炉速度为５０－１００ｍｍ／ｍｉｎ，通过的丝、线、板条、异型材离开第二管式炉后喷水冷却，水温≯３０℃；步骤三、时效处理淬火处理后的丝、线、板条、异型材，连续通过第三管式炉，第三管式炉温度为 ５８０－６２０℃，通过速度为５０－１００ｍｍ／ｍｉｎ；步骤四、超弹性处理时效处理后的的丝、线、板条、异型材，连续通过第四管式电炉加热，第四管式电炉温度为７８０～８２０℃，通过速度为５０－１００ｍｍ／ｍｉｎ，拉出管式炉的丝、线 、板条、异型材经喷水冷却。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董元源，陈继忠，周宏雷，尹国洪，崔联合，韩亚楠，
申请(专利权)人：江阴鑫裕装潢材料有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]