[發明專利]一種鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管制造方法

有效

• 申請號: 201810668601.8
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108941243B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 江樹勇;張艷秋;武桂香;孫冬;王滿;閆丙堯
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B21C37/28
• 分類號: B21C37/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管制造方法，屬于形狀記憶合金及塑性加工技術領域，包括以下步驟：將符合要求的鎳鈦基形狀記憶合金管坯插入到鐵基形狀記憶合金管坯中，兩者達到過盈配合，使用電弧焊將復合管胚兩端的界面結合處施加焊點進行固定，之后使用等溫擠壓成形工裝對鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管進行擠壓成形，并通過滾珠旋壓成形工裝對鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管進行旋壓成形，最后對加工完成的復合管進行優化修飾。本發明通過等溫擠壓成形和滾珠旋壓成形相結合的復合成形方法實現了異種形狀記憶合金復合管的界面結合，獲得了高質量的異種形狀記憶合金復合管，實現了異種形狀記憶合金復合管的精確成形。

技術領域

本發明屬于形狀記憶合金及塑性加工技術領域，具體涉及一種鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管制造方法。

背景技術

形狀記憶合金作為一種具有形狀記憶效應的功能材料，在工程領域已經得到了廣泛的應用。目前，鐵基形狀記憶合金和鎳鈦基形狀記憶合金是發展較為成熟的兩類形狀記憶合金。形狀記憶合金工程應用最為成功的范例就是形狀記憶合金管接頭，主要應用于航空航天、石油化工和核工業的管路連接。形狀記憶合金管接頭應用的基本原理是在低溫馬氏體相將形狀記憶合金管接頭進行一定量的擴徑變形，然后將被連接管插入到管接頭內，再將形狀記憶合金管接頭加熱至奧氏體相，管接頭因形狀記憶效應而收縮變形，完成連接。目前應用最為成熟的管接頭是鎳鈦基形狀記憶合金管接頭，因為鎳鈦基形狀記憶合金強度高、可恢復應變大、恢復力大、耐蝕性高，與螺紋連接和焊接連接相比，鎳鈦基形狀記憶合金管接頭安裝方便、可靠性高、無泄漏、重量輕，尤其適合異種管材的連接。

目前，國內外飛機液壓管路均采用鎳鈦基形狀記憶合金管接頭連接。然而，鎳鈦基形狀記憶合金管接頭相變滯后窄，加工制造困難，通常要在液氮中貯存運輸，因此其成形制造的核心技術仍為西方發達國家所壟斷，目前國產飛機所采用的鎳鈦基形狀記憶合金管接頭主要都從西方國家進口，價格相當昂貴。鐵基形狀記憶合金管接頭雖然具有強度高、成本低、熱加工性能好、相變滯后寬等優勢，但可恢復應變和恢復力也較小，耐蝕性也不高。

因此，針對兩種管接頭的各自優缺點，本專利提出了制造異種形狀記憶合金復合管的新方法，即將鎳鈦基形狀記憶合金管和鐵基形狀記憶合金管復合成形，采用等溫擠壓成形和滾珠旋壓成形復合方法制備內層為鎳鈦基形狀記憶合金管、外層為鐵基形狀記憶合金管的復合管。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管制造方法，通過等溫擠壓成形和滾珠旋壓成形相結合的復合成形方法實現異種形狀記憶合金復合管的界面結合，獲得高質量的異種形狀記憶合金復合管，實現異種形狀記憶合金復合管的精確成形。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明公開了一種鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管制造方法，主要通過以下步驟實現：

(1)根據需求選擇鐵基形狀記憶合金管坯和鎳鈦基形狀記憶合金管坯，將管坯的內外表面清洗干凈，之后將鎳鈦基形狀記憶合金管坯插入鐵基形狀記憶合金管坯內，使二者達到過盈配合；

(2)采用電弧焊對過盈配合的鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管坯兩端的界面結合處施加焊點，防止在后續擠壓和旋壓過程中，加劇管坯之間的相對運動；

(3)將等溫擠壓成形工裝固定在壓力機上，將鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管坯在真空爐中加熱至800～900℃，同時將等溫擠壓成形工裝中的擠壓凹模加熱至800～900℃，然后將鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管坯放入擠壓凹模內，開動壓力機，使等溫擠壓成形工裝中的擠壓凸模向下運動，實現鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管的擠壓成形；

(4)將滾珠旋壓成形工裝固定在旋壓機上，將擠壓成形后的鐵基/鎳鈦基形狀記憶合金復合管坯一端加工出一個與旋壓工裝上定位塊尺寸相配的豁口，另一端加工出與滾珠大小相符的倒角，以便于滾珠的咬入，然后將該復合管坯套在裝配好的芯模上，使管坯豁口處卡在定位塊上；