一種提高銅鋅鋁記憶合金堿性介質(zhì)磨損性能的復(fù)合變質(zhì)劑的制作方法
【專利摘要】一種提高銅鋅鋁記憶合金堿性介質(zhì)磨損性能的復(fù)合變質(zhì)劑，本發(fā)明屬于銅基記憶合金【技術(shù)領(lǐng)域】。其特征為：Ce10～15wt％、La8～12wt％、Nd8～12wt％、Sc6～9wt％、Lu6～9wt％、Ni4～8wt%、Y＋Pr＋Tb＋Eu＋Gd＋Ho＋Er＋Tm為10～20wt%，V2～5wt%，Zr2～5wt%，余為銅。所述復(fù)合稀土變質(zhì)劑為塊狀合金，熔點(diǎn)范圍850～1150℃，復(fù)合稀土變質(zhì)劑加入量范圍為0.2～1.2wt%。
【專利說明】一種提高銅鋅鋁記憶合金堿性介質(zhì)磨損性能的復(fù)合變質(zhì)劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于銅基記憶合金【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種提高銅鋅鋁記憶合金堿性介質(zhì)磨損性能的復(fù)合變質(zhì)劑。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來的研究表明形狀記憶合金除具有形狀記憶、偽彈性和高阻尼外，還具有良好的耐磨性能。形狀記憶合金具有優(yōu)良的耐磨性能是由前蘇聯(lián)學(xué)者AkceAoB于1982年提出的，但當(dāng)時(shí)未引起重視。對(duì)形狀記憶合金磨損性能的研究，國外主要集中NiTi基合金上，對(duì)銅基記憶合金磨損性能的研究鮮有報(bào)道。國內(nèi)外對(duì)這方面的報(bào)道不多，且不同的學(xué)者對(duì)形狀記憶合金的耐磨機(jī)理有不同的見解。銅鋅鋁形狀記憶合金作為銅基記憶合金中最具有實(shí)用價(jià)值的合金之一，由于其加工容易，塑性高，記憶性能好，價(jià)格低廉，越來越受到人們的重視。但是銅鋅鋁形狀記憶合金存在晶粒粗大、馬氏體穩(wěn)定化等缺陷，嚴(yán)重影響了耐磨性能，極大的限制了應(yīng)用范圍，特別是在堿性介質(zhì)下的磨損性能。本發(fā)明開發(fā)出一種提高銅鋅鋁記憶合金堿性介質(zhì)磨損性能的復(fù)合變質(zhì)劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種提高銅鋅鋁記憶合金堿性介質(zhì)磨損性能的復(fù)合變質(zhì)劑，其特征為:Ce 10?15wt% > La 8 ?12 wt% > Nd 8 ?12wt%、Sc6 ?9wt%、Lu6 ?9 wt% > Ni 4 ?8wt%、
Y+ Pr + Tb + Eu + Gd + Ho + Er + Tm 為 10 ?20wt%，V 2 ?5wt%，Zr 2 ?5wt%，余為銅。所述復(fù)合變質(zhì)劑為塊狀合金，熔點(diǎn)范圍850?1150°C，復(fù)合變質(zhì)劑加入量范圍為0.2?
1.2wt%0
[0004]上述成分可化為:Ce12 ?13wt%、La 10 ?11 wt %> Nd 9 ?1wt %、Sc7 ?8wt %、Lu7 ?8 wt % > Ni 6 ?7wt%、Y + Pr + Tb + Eu + Gd + Ho + Er + Tm 為 14 ?16wt%, V 3?4wt%, Zr 3?4wt%,余為銅。復(fù)合變質(zhì)劑加入量最佳范圍為0.8wt%。
[0005]本發(fā)明復(fù)合變質(zhì)劑輔以多種稀土元素及其它元素，避免單獨(dú)使用一種稀土元素或一種其它元素時(shí)對(duì)材料綜合性能提高不明顯的缺點(diǎn)，復(fù)合變質(zhì)劑與銅鋅鋁記憶合金元素發(fā)生交互和變質(zhì)作用，達(dá)到凈化合金液、去除雜質(zhì)，細(xì)化晶粒、強(qiáng)化晶界，使組織得到優(yōu)化，能大幅提高合金堿性介質(zhì)下的耐磨性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1復(fù)合變質(zhì)劑加入量對(duì)銅鋅鋁記憶合金磨損量的影響
? 一載荷 200N ;〇一載荷 400N ;▲ — 載荷 600N ;■—載荷 800N ； 一載荷 1000N。

【具體實(shí)施方式】
[0007]以Zn25 wt %、A14 wt %、余為銅為原料，稱重后在中頻感應(yīng)熔煉爐中熔煉。熔煉工藝為:加入電解銅、鋅錠、鋁錠，待材料全部熔化后，升溫至1240°C?1260°C時(shí)采用沖入法加入復(fù)合稀土變質(zhì)劑，復(fù)合變質(zhì)劑加入量為0.2wt %?1.2wt %。澆注成直徑為Φ80X 150mm的鑄錠。退火處理是加熱到850°C保溫24小時(shí)后隨爐冷卻，然后車削去除表面2-3mm的脫鋅層，再將鑄錠在850°C保溫30分鐘后鍛打成Φ 55 X 60mm的棒材。最后進(jìn)行熱處理，其具體工藝為:850°C保溫30分鐘后，從保溫爐中取出在大氣環(huán)境條件下冷卻。在棒材上取樣，通過線切割加工出摩擦磨損試樣，摩擦磨損試樣為圓環(huán)狀，具體尺寸:外徑Φ50mm,內(nèi)孔Φ 16mm,環(huán)厚度8mm。對(duì)磨件尺寸同上,材質(zhì)為40Cr鋼，硬度50 — 54HRC。摩擦磨損是在國產(chǎn)MM-2000型銷盤式試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。磨損量以試樣磨損前后的質(zhì)量差來衡量，稱量采用MAllO電子分析天平，精度為0.0OOlg。堿性介質(zhì)為自配的Na (OH)稀溶液(PH=1.0),滴速為20滴/每分鐘。試樣開始試驗(yàn)前,先進(jìn)行30min的預(yù)跑合,跑合完畢后測(cè)定原始重量，然后加載至預(yù)定的載荷進(jìn)行預(yù)定時(shí)間的磨損試驗(yàn)。摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)束后，將試樣用丙酮超聲清洗30min，再測(cè)定試樣的重量，并計(jì)算出試樣的磨損量(磨損失重)。每次測(cè)試前試樣和對(duì)磨件都要用丙酮清洗，每次測(cè)試后下一次測(cè)試前要將對(duì)磨件用砂紙磨到1200號(hào)，防止下一次測(cè)試時(shí)對(duì)磨件的表面粗糙度發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)中，45Cr鋼環(huán)轉(zhuǎn)速200r/min,銅鋅招記憶合金環(huán)轉(zhuǎn)速180r/min,相對(duì)滑動(dòng)速度0.05236m/s。試驗(yàn)結(jié)果見圖1。
[0008]由圖1可以看到，加入復(fù)合變質(zhì)劑的銅鋅鋁記憶合金的耐磨性在堿性介質(zhì)條件下優(yōu)于未加入復(fù)合變質(zhì)劑的合金，并且隨著復(fù)合變質(zhì)劑含量的增加耐磨性呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。由圖1還可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)載荷小于600N時(shí)，無論是否加入復(fù)合變質(zhì)劑對(duì)銅鋅鋁記憶合金的耐磨性的影響不大。當(dāng)載荷大于600N時(shí)，加入復(fù)合變質(zhì)劑的銅鋅鋁記憶合金的磨損量明顯小于未加入復(fù)合變質(zhì)劑的合金，且載荷越大，這種趨勢(shì)越明顯。這表明加入一定數(shù)量的復(fù)合變質(zhì)劑，可明顯提高銅鋅鋁記憶合金重載條件下的耐磨性。分析比較數(shù)據(jù)還可發(fā)現(xiàn)，在堿性介質(zhì)條件下，載荷大于600N時(shí)，當(dāng)復(fù)合變質(zhì)劑加入量為0.8%時(shí)，銅鋅鋁記憶合金的耐磨性最好。
【權(quán)利要求】
1.一種提高銅鋅鋁記憶合金堿性介質(zhì)磨損性能的復(fù)合變質(zhì)劑，其特征為:Ce 10?15wt % λ La 8 ?12 wt%、Nd 8 ?12wt %、Sc6 ?9wt %、Lu6 ?9 wt%、Ni 4 ?8wt%、Y+ Pr + Tb + Eu + Gd + Ho + Er + Tm 為 10 ?20wt%，V 2 ?5wt%，Zr 2 ?5wt%，余為銅；所述復(fù)合變質(zhì)劑為塊狀合金，熔點(diǎn)范圍850?1150°C，復(fù)合變質(zhì)劑加入量范圍為0.2?1.2wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅鋁記憶合金堿性介質(zhì)磨損性能的復(fù)合變質(zhì)劑,上述成分可化為:Ce 12 ?13wt%、La 10 ?11 wt%> Nd 9 ?1wt%、Sc7 ?8wt%、Lu7 ?8 wt%、Ni 6 ?7wt%、Y + Pr + Tb + Eu + Gd + Ho + Er + Tm 為 14 ?16wt%，V 3 ?4wt%, Zr 3 ?4wt%,余為銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅鋁記憶合金堿性介質(zhì)磨損性能的復(fù)合變質(zhì)劑，復(fù)合變質(zhì)劑加入量最佳范圍為0.8wt%。
【文檔編號(hào)】C22C9/04GK104232980SQ201310230637
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月9日
【發(fā)明者】司松海, 李曉薇, 劉光磊, 張志敏, 楊嵩 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司