[發(fā)明專利]彈性合金材料及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210327307.3
• 申請(qǐng)日: 2012-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN102864339A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 忻峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 忻峰
• 主分類號(hào): C22C19/03
• 分類號(hào): C22C19/03;C22C30/00;C22C1/02;C22F1/00;C22F1/10
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能性合金材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種彈性合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

超彈性合金因其具有較高的可恢復(fù)彈性形變而廣泛應(yīng)用于航空、機(jī)械、精密儀器及醫(yī)療等領(lǐng)域。目前最常使用的超彈性合金為鈦鎳合金，鈦鎳合金中存在熱彈性馬氏體，其相變溫度隨合金成份不同在一定范圍內(nèi)變化，因?yàn)殁佹囅岛辖鸩粌H具有奇特的形狀記憶效應(yīng)，還具有較好的超彈性行為，但其超彈性行為屬于寬滯后的超彈性行為，因此內(nèi)耗高。

我國(guó)專利公開號(hào)CN102337424中采用鈷替代部分鎳而形成一種鎳鈷鐵鎵合金材料，認(rèn)為能夠改變和控制合金材料的馬氏體相變溫度，可以獲得較好的超彈性行為。通過對(duì)該技術(shù)方案的合金進(jìn)行分析，該合金的彈性性能確實(shí)優(yōu)于普通的鈦鎳合金，馬氏體也相應(yīng)減少很多，但該合金也存有一定的缺陷，這就是雖然具有超彈性，但是對(duì)于原鈦鎳合金的形狀記憶效應(yīng)大為減少，甚至在有些組分中形狀記憶效應(yīng)為零。因此需要開發(fā)一種即具有窄滯后超彈性能又能夠保持形狀記憶效應(yīng)的合金材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是通過提供一種技術(shù)方案，該技術(shù)方案的合金材料不僅具有窄滯后超彈性能又能夠保持形狀記憶效應(yīng)的合金材料。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

彈性合金材料，所述合金材料的各組成按原子百分含量為鎳45-55at％，鐵0-10at％，鈦10-15at％，鈷10-15at％，鎵15-20at％。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述合金材料的各組成按原子百分含量為鎳50at％，鐵5at％，鈦15at％，鈷15at％，鎵15at％。

所述一種超彈性合金材料的制備方法，具體包括以下步驟：

1)、選取純度≥99.9％的鎳，純度≥99.99％鈷，純度≥99.9％的鐵，純度≥99.9％的鈦，純度≥99.99％的鎵；將上述材料按照原子百分含量配料，然后放入熔煉爐中并抽真空至2.0×10^-4Pa，再充入氬氣，反復(fù)熔煉后用模具冷卻吸鑄得到合金毛坯；

2)、將1)中得到的合金毛坯密封，抽真空至5.0×10^-5Pa，在1000℃下保溫72小時(shí)，然后冷卻至室溫得到超彈性合金材料。

所述的熔煉爐采用的是非自耗真空電弧熔煉爐。

所述的冷卻以勻速冷卻為主，冷卻速率保持在2.5-5℃每15分鐘，該冷卻速率要保持到毛坯溫度下降到450-500℃。

本發(fā)明的有益效果是：

1，本技術(shù)方案的合金材料不僅具有窄滯后超彈性能又能夠保持形狀記憶效應(yīng)的合金材料。

2，本技術(shù)方案的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種彈性合金材料，所述合金材料的各組成按原子百分含量為鎳45-55at％，鐵0-10at％，鈦10-15at％，鈷10-15at％，鎵15-20at％。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述合金材料的各組成按原子百分含量為鎳50at％，鐵5at％，鈦15at％，鈷15at％，鎵15at％。

所述一種彈性合金材料的制備方法，具體包括以下步驟：

1)、選取純度≥99.9％的鎳，純度≥99.99％鈷，純度≥99.9％的鐵，純度≥99.9％的鈦，純度≥99.99％的鎵；將上述材料按照原子百分含量配料，然后放入非自耗真空電弧熔煉爐中并抽真空至2.0×10^-4Pa，再充入氬氣，反復(fù)熔煉后用模具冷卻吸鑄得到合金毛坯；

2)、將1)中得到的合金毛坯密封，抽真空至5.0×10^-5Pa，在1000℃下保溫72小時(shí)，然后冷卻至室溫得到超彈性合金材料。

所述的冷卻以勻速冷卻為主，冷卻速率保持在2.5-5℃每15分鐘，該冷卻速率要保持到毛坯溫度下降到450-500℃。這樣做的結(jié)果是能夠保持合金內(nèi)晶體結(jié)構(gòu)的均勻，各組成在單位體積內(nèi)的顆粒大致相同，減少能量的內(nèi)耗。

實(shí)施例1

選取所述合金材料的各組成按原子百分含量為鎳50at％，鐵5at％，鈦15at％，鈷10at％，鎵20at％。

1)、選取純度≥99.9％的鎳，純度≥99.99％鈷，純度≥99.9％的鐵，純度≥99.9％的鈦，純度≥99.99％的鎵；將上述材料按照原子百分含量配料，然后放入非自耗真空電弧熔煉爐中并抽真空至2.0×10^-4Pa，再充入氬氣，反復(fù)熔煉后用模具冷卻吸鑄得到合金毛坯；