一种增材制造原位制备铜基形状记忆合金的方法技术

本发明专利技术属于铜基形状记忆合金的制备领域，并公开了一种增材制造原位制备任意铜基形状记忆合金的方法。该方法包括下列步骤：(a)制备包含所需零件中元素的混合粉末作为原料；(b)以铜合金作为成形基板，采用电子束或激光束进行选区熔化技术制备所需的铜基记忆合金零件，该过程中，混合粉末中各成分均被瞬间被加热各自的熔点以上无差别熔化为液相，并在液相下发生原位反应扩散，其中，原子间反应快、扩散时间短，避免了成分偏析；另外，由于冷却速度快，由主体元素形成的母相未被分解形成脆性的γ2相，而是形式马氏体相，从而提高所需产品的记忆性能以及超弹性。通过本发明专利技术，快速制备任意形状、致密度高、记忆性能、超弹性和韧性高的产品。

A Method of In-situ Preparing Copper-based Shape Memory Alloys by Adding Materials

The invention belongs to the field of preparation of copper-based shape memory alloys, and discloses a method for in-situ preparation of arbitrary copper-based shape memory alloys by adding materials. The method includes the following steps: (a) preparing the mixed powder containing the elements required in the parts as raw materials; (b) using copper alloy as forming substrate and selective melting by electron beam or laser beam to prepare the required copper-based memory alloy parts. In this process, the components of the mixed powder are instantaneously heated above their melting points and melted into liquid phase without difference, and in liquid phase. In-situ reaction diffusion occurs, in which the inter-atomic reaction is fast, the diffusion time is short, and the composition segregation is avoided. In addition, due to the fast cooling speed, the parent phase formed by the main elements is not decomposed into brittle gamma-2 phase, but a martensite phase, which improves the memory performance and superelasticity of the products. The invention can rapidly prepare products with arbitrary shape, high density, memory performance, superelasticity and high toughness.

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造原位制备铜基形状记忆合金的方法
本专利技术属于铜基形状记忆合金的制备领域，更具体地，涉及一种增材制造原位制备任意铜基形状记忆合金的方法。
技术介绍
铜基形状记忆合金具有良好的超弹性、双向记忆性能、高阻尼性以及廉价性等，因而被广泛的应用于民用、工业、军事、航空航天及机械制造等领域。尤其是铜基形状记忆合金的相变温度较高，使其成为高温应用(如热致动器，热传感器)的优选材料，同时合金中元素的组成的变化对于相变温度的影响较为敏感，因此又可以通过调整合金中元素的比例来满足不同应用环境中的各种温度要求，另外，其良好的可加工性为复杂形状零件的制造提供了可行性。由于铜基形状记忆合金本身的脆性在加工过程中容易引起晶间开裂，其制备工艺以及零件加工备受关注。目前铜基形状记忆合金的制备方法有两种，一种是熔铸法，将铜基形状记忆合金中各元素的块体材料，按质量比进行配料，然后在真空环境下采用电弧、感应、电子束以及等离子体熔炼制锭，然后通过热加工或冷加工的方式获得零件。但是在熔炼过程中，由于冷却速度较慢，元素的熔点以及比重差别，铸锭易发生偏析，同时冷却速率较慢还会导致脆性的γ2相析出，降低材料的力学性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造原位制备铜基形状记忆合金的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)将所需零件中包含的元素分为主体元素和功能元素，分别选取主体元素的和功能元素的合金粉末作为原料，将所述主体元素的粉末在熔炉中混合熔炼形成铸锭，然后采用气雾法将所述铸锭熔化获得预合金粉末，将该预合金粉末与所述功能元素的合金粉末混合均匀，以此获得混合粉末；(b)将所述混合合金粉末作为原料，以铜合金作为成形基板，采用电子束或激光束作为能量源进行选区熔化成形制备所需的铜基记忆合金零件，该过程中，所述混合粉末中各成分均被瞬间被加热各自的熔点以上无差别熔化为液相，并在液相下发生原位反应扩散，其中，原子间反应快、扩散时间短，...

【技术特征摘要】
1.一种增材制造原位制备铜基形状记忆合金的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)将所需零件中包含的元素分为主体元素和功能元素，分别选取主体元素的和功能元素的合金粉末作为原料，将所述主体元素的粉末在熔炉中混合熔炼形成铸锭，然后采用气雾法将所述铸锭熔化获得预合金粉末，将该预合金粉末与所述功能元素的合金粉末混合均匀，以此获得混合粉末；(b)将所述混合合金粉末作为原料，以铜合金作为成形基板，采用电子束或激光束作为能量源进行选区熔化成形制备所需的铜基记忆合金零件，该过程中，所述混合粉末中各成分均被瞬间被加热各自的熔点以上无差别熔化为液相，并在液相下发生原位反应扩散，其中，原子间反应快、扩散时间短，避免成分偏析；另外，由于冷却速度快，由所述主体元素形成的母相未被分解形成脆性的γ2相，而是形式马氏体相，从而提高所述所需的铜基记忆合金零件的记忆性能以及超弹性。2.如权利要求1所述的一种增材制造原位制备铜基形状记忆合金的方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述预合金粉末的粒径优选为20μm～50μm。3.如权利要求1或2所述的一种增材制造原位制备铜基形状记忆合金的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏青松，党明珠，朱文志，田健，滕庆，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42