一种形状记忆合金材料的挤压方法及等通道转角挤压模具技术

本发明专利技术提供一种形状记忆合金材料的挤压方法及等通道转角挤压模具，方法包括：提供所需尺寸的形状记忆合金坯料以及低碳钢包套；对所述形状记忆合金坯料和所述低碳钢包套进行配合组装成挤压坯料；在预设温度下，通过所述等通道转角挤压模具对所述挤压坯料进行加热和挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料。本发明专利技术的方案可以实现难变形材料在动态再结晶温度以下的等通道转角挤压大变形。结晶温度以下的等通道转角挤压大变形。结晶温度以下的等通道转角挤压大变形。

【技术实现步骤摘要】
一种形状记忆合金材料的挤压方法及等通道转角挤压模具


[0001]本专利技术涉及金属材料加工
，特别是指一种形状记忆合金材料的挤压方法及等通道转角挤压模具。

技术介绍

[0002]TiNi形状记忆合金具有优异的功能力学性能，是一种重要的智能材料。NiTi合金的应用已经扩展到航空航天和生物医学领域。第三种合金元素的加入可以改变NiTi基形状记忆合金的形状记忆性能，其主要表现为相变应变、回复应力、热机械循环稳定性、相变温度和滞后。NiTiNb三元形状记忆合金是宽滞后NiTi基形状记忆合金，其最高滞后温度在150℃以上。宽滞后的特点是预变形后需要提高到一定温度才能恢复原来的形状，解决了NiTi合金由于相变滞后窄而必须在低温下储存和运输的问题。NiTiNb在管接头和紧固件中有着广阔的应用前景。对高性能元器件的迫切要求，需要更好的开关电源。在一定的化学成分下，通过热机械处理来调整形状记忆合金的微观结构是改善其形状记忆合金性能的有效途径。通过热加载细化NiTi基合金的晶粒可以有效地提高NiTiNb的形状记忆性能。
[0003]等通道转角挤压(等通道转角挤压)工艺可以获得几乎相等截面的大块超细晶样品。由于NiTiX三元合金的高强度，再结晶温度以下的等通道转角挤压工艺是一个很大的挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种形状记忆合金材料的挤压方法及等通道转角挤压模具。解决硬质合金难以在动态再结晶温度以下等通道转角挤压变形和晶粒细化的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种形状记忆合金材料的挤压方法，包括：
[0007]提供所需尺寸的形状记忆合金坯料以及低碳钢包套；
[0008]对所述形状记忆合金坯料和所述低碳钢包套进行配合组装成挤压坯料；
[0009]在预设温度下，通过所述等通道转角挤压模具对所述挤压坯料进行加热和挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料。
[0010]可选的，在预设温度下，通过所述等通道转角挤压模具对所述挤压坯料进行加热和挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料，包括：
[0011]在环境箱内组装所述等通道转角挤压模具；
[0012]将所述挤压坯料放置入所述等通道转角挤压模具的通道内，对所述挤压坯料进行所述预设温度的加热，并保持一预设时间段；
[0013]通过液压机对所述通道内的所述挤压坯料进行挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料。
[0014]可选的，将所述挤压坯料放置入所述等通道转角挤压模具的通道内，包括：
[0015]在所述挤压坯料表面涂覆石墨润滑剂后，将所述挤压坯料放置入所述等通道转角
挤压模具的通道内。
[0016]可选的，通过液压机对所述通道内的所述挤压坯料进行挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料，包括：
[0017]将所述等通道转角挤压模具的挤压杆，放置在所述通道的位置；
[0018]启动液压机，按照预设的挤压速度，推动所述挤压杆挤压所述挤压坯料，使所述挤压坯料在所述通道的转角处发生变形，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料。
[0019]可选的，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料，包括：
[0020]若经过N次挤压变形后的所述挤压坯料的界面尺寸符合目标晶粒尺寸，将所述挤压变形后的所述挤压坯料直接作为所述目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料；
[0021]若经过N次挤压变形后的所述挤压坯料的界面尺寸小于目标晶粒尺寸，将所述挤压变形后的所述挤压坯料打磨至初始截面尺寸；其中，所述N大于或者等于1；将打磨后的所述挤压坯料的再次放入到所述等通道转角挤压模具的通道内进行重复挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料。
[0022]可选的，所述形状记忆合金坯料通过机械加工从热锻棒材上切取获得。
[0023]可选的，所述低碳钢包套的长度与所述形状记忆合金坯料的长度相等，所述形状记忆合金坯料和所述低碳钢包套的配合公差为0～0.2mm。
[0024]可选的，所述等通道转角挤压模具的通道的转角在90
°
～150
°
之间。
[0025]可选的，所述等通道转角挤压模具的凹模通道处设置有脱模顶出孔。
[0026]本专利技术的实施例还提供一种等通道转角挤压模具，包括：
[0027]底板；
[0028]设置于所述底板上，并与所述底板固定连接的外模套；
[0029]设置于所述外模套内部的凹模；所述凹模具有供所述形状记忆合金坯料进入的通道；
[0030]固定所述凹模的凹模配合板；
[0031]插入所述凹模的通道的压杆；
[0032]所述通道上设置有至少一个顶出孔。
[0033]本专利技术的上述方案至少包括以下有益效果：
[0034]本专利技术的上述方案，通过提供所需尺寸的形状记忆合金坯料以及低碳钢包套；对所述形状记忆合金坯料和所述低碳钢包套进行配合组装成挤压坯料；在预设温度下，通过所述等通道转角挤压模具对所述挤压坯料进行加热和挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料。实现难变形材料在动态再结晶温度以下的等通道转角挤压大变形；另外，由于低碳钢好的塑性和低的变形抗力，低碳钢包覆层一方面可以避免等通道转角挤压实验中形状记忆合金坯料试样拐角处的应力集中，改善被挤压合金的表面质量；另一方面可以提高形状记忆合金坯料和模具流道的相对流动性。并且有利于每道次之间挤压坯料的打磨。该方法可以推广到其他难变形合金材料的等通道转角挤压实验。
附图说明
[0035]图1是本专利技术的形状记忆合金材料的挤压方法的流程图；
[0036]图2是本专利技术的形状记忆合金包套的结构示意图；
[0037]图3是本专利技术的包套记忆合金坯料和在挤压通道中形态示意图；
[0038]图4是本专利技术的等通道转角挤压模具装配图；
[0039]图5是本专利技术的中等通道转角挤压模具的凹模通道处孔的位置示意图
[0040]图6是本专利技术的等通道转角挤压模具的凹模配合板的示意图；
[0041]图7是本专利技术的包套记忆合金坯料挤压过程和拉伸试样制备示意图；
[0042]图8是本专利技术的等通道转角挤压
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4Bc的等通道转角挤压
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NiTiNb微观取向图；
[0043]图9是本专利技术的等通道转角挤压
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8Bc的等通道转角挤压
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NiTiNb微观取向图；
[0044]图10是本专利技术的等通道转角挤压
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16Bc的等通道转角挤压
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NiTiNb微观取向图；
[0045]图11是本专利技术的热锻和等通道转角挤压NiTiNb合金的DSC曲线；
[0046]图12是本专利技术的不同道次的等通道转角挤压
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NiTiNb试样的Ms+15℃拉伸回弹测试曲线示意图；
[0047]图13是本专利技术的不同道次的等通道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形状记忆合金材料的挤压方法，其特征在于，包括：提供所需尺寸的形状记忆合金坯料以及低碳钢包套；对所述形状记忆合金坯料和所述低碳钢包套进行配合组装成挤压坯料；在预设温度下，通过所述等通道转角挤压模具对所述挤压坯料进行加热和挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料。2.根据权利要求1所述的形状记忆合金材料的挤压方法，其特征在于，在预设温度下，通过所述等通道转角挤压模具对所述挤压坯料进行加热和挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料，包括：在环境箱内组装所述等通道转角挤压模具；将所述挤压坯料放置入所述等通道转角挤压模具的通道内，对所述挤压坯料进行所述预设温度的加热，并保持一预设时间段；通过液压机对所述通道内的所述挤压坯料进行挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料。3.根据权利要求1所述的形状记忆合金材料的挤压方法，其特征在于，将所述挤压坯料放置入所述等通道转角挤压模具的通道内，包括：在所述挤压坯料表面涂覆石墨润滑剂后，将所述挤压坯料放置入所述等通道转角挤压模具的通道内。4.根据权利要求2所述的形状记忆合金材料的挤压方法，其特征在于，通过液压机对所述通道内的所述挤压坯料进行挤压，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料，包括：将所述等通道转角挤压模具的挤压杆，放置在所述通道的位置；启动液压机，按照预设的挤压速度，推动所述挤压杆挤压所述挤压坯料，使所述挤压坯料在所述通道的转角处发生变形，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料。5.根据权利要求4所述的形状记忆合金材料的挤压方法，其特征在于，得到目标晶粒尺寸的形状记忆合金材料，包括：若...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恒，杨智伟，张艳红，刘欣，谷箐菲，刘郁丽，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：