[發明專利]一種彈性合金材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410543400.7
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104313396A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 包惠芳
• 申請（專利權）人: 包惠芳
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22C30/00;C22C1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于功能性合金材料技術領域，特別是指一種彈性合金材料及其制備方法。

背景技術

超彈性合金因其具有較高的可恢復彈性形變而廣泛應用于航空、機械、精密儀器及醫療等領域。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變化，因為鈦鎳系合金不僅具有奇特的形狀記憶效應，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，因此內耗高。

我國專利公開號CN102337424中采用鈷替代部分鎳而形成一種鎳鈷鐵鎵合金材料，認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。通過對該技術方案的合金進行分析，該合金的彈性性能確實優于普通的鈦鎳合金，馬氏體也相應減少很多，但該合金也存有一定的缺陷，這就是雖然具有超彈性，但是對于原鈦鎳合金的形狀記憶效應大為減少，甚至在有些組分中形狀記憶效應為零。因此需要開發一種即具有窄滯后超彈性能又能夠保持形狀記憶效應的合金材料。

發明內容

本發明的目的是通過提供一種技術方案，該技術方案的合金材料不僅具有窄滯后彈性能又能夠保持形狀記憶效應的合金材料。

本發明是通過以下技術方案實現的：

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25-35at％，鈷5-15at％，鎵5-15％，銅1-3at％，鎢3-5at％及氮1-3at％。

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，鈷，鐵，鈦，鎵，銅，鎢及氮，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，反復熔煉后；所述反復熔煉是指至少兩次熔煉，且除最后一次熔煉外，每次熔煉后以15-30℃/分鐘降溫200-300℃后再升溫；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，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℃后，再自然冷卻至常溫。

所述的熔煉爐采用的是非自耗真空電弧熔煉爐。

所述配料為，各組成按原子百分含量為鎳45-55at％，鐵0-10at％，鈦25-35at％，鈷5-15at％，鎵5-15％，銅1-3at％，鎢3-5at％及氮1-3at％。

本發明的有益效果是：

1，本技術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的合金材料。

2，本技術方案通過所述反復熔煉是指至少兩次熔煉，且除最后一次熔煉外，每次熔煉后以15-30℃/分鐘降溫200-300℃后再升溫，使得組織內晶體排列均勻，彈性系數相差小，提高彈性合金的彈性系數的均勻。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發明的技術方案進行詳細說明。

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25-35at％，鈷5-15at％，鎵5-15％，銅1-3at％，鎢3-5at％及氮1-3at％。

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，鈷，鐵，鈦，鎵，銅，鎢及氮，將上述材料按照原子百分含量配料，所述配料為，各組成按原子百分含量為鎳45-55at％，鐵0-10at％，鈦25-35at％，鈷5-15at％，鎵5-15％，銅1-3at％，鎢3-5at％及氮1-3at％。

然后放入熔煉爐中并抽真空至2.0×10^-4Pa，再充入氬氣，反復熔煉后；所述反復熔煉是指至少兩次熔煉，且除最后一次熔煉外，每次熔煉后以15-30℃/分鐘降溫200-300℃后再升溫；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，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℃后，再自然冷卻至常溫。

所述的熔煉爐采用的是非自耗真空電弧熔煉爐。

這樣做的結果是能夠保持合金內晶體結構的均勻，各組成在單位體積內的顆粒大致相同，減少能量的內耗。