专利名称：一种用粉末冶金法制备的CuAlMn记忆合金的制作方法
技术领域：
本发明属于粉末冶金和CuAlMn记忆合金领域，特指一种用粉末冶金法制备的CuAlMn记忆合金。
背景技术：
粉末冶金法是开发新型材料的一个重要途径，不但制备的材料性能高，更可直接形成高质量、形状复杂的零件，是一种高效、低耗、节能的零件制造技术。形状记忆合金是一种具有巨大发展潜力的材料，也是当前材料研究的热点之一，其中部分产品已经具备了工业化规模生产的条件，具有良好的经济效益和应用前景，已用于航天航空、电子、机械、能源、农业、医学以及日常用品等领域。目前研究较多的铜基形状记忆合金是CuZnAl和CuAlNi合金。CuAlMn合金是近几年发展起来的一种新型记忆合金,它具有恢复力大、冷加工性能优良、高耐热稳定性、造价较为低廉等优点. 目前对铜基记忆合金的制备大多均采用传统的熔炼铸造工艺，其方法简单，工艺成熟，但由于熔炼过程中合金元素的烧损或挥发常常使得其成分难以控制，这很大程度上将引起铜基形状记忆合金的相变点和性能变化。同时，传统的形状记忆合金由于晶粒粗大、高弹性各项异性大等原因，造成塑性较差，冷加工困难，这在很大程度上限制了其工程应用。粉末冶金法(P/M)可精确地控制铜基形状记忆合金的成分，这为制备铜基记忆合金提供了一种新的方法。基于以上原因，本发明开发出一种用粉末冶金法制备的CuAlMn记忆合金，经过查询，未见有相关专利发表。
发明内容
本发明开发出一种用粉末冶金法制备的CuAlMn记忆合金，其特征为=CuAlMn记忆合金的成分确定为重量百分比，A110% -15%,Mn2% -4%，余为铜。材料状态为铜粉、铝粉和锰粉，用BT-9300H激光粒度分布仪分别测定了这三种粉末的粒度分布，粒度为180-230目。根据制坯模具的大小和所需压坯的数量计算出需要的Cu粉、Al粉和Mn粉的质量。用AL204精密电子天平对各种粉末按其比例进行称量，将称好的粉末倒入烧杯用玻璃棒搅拌进行粗混，粗混9-1 Imin后将粉末倒入星式混料机混匀，混料时间为9-llmin。将混匀的粉末在台式粉末压片机上压制成直径为IOmm的圆柱压坯，压制压坯是在台式粉末压片机上进行的。压制方式选择的是单向压制，压制过程中，阴模与下模冲不动，仅上模冲加压成型压坯。脱模时，阴模不动，上模冲继续向下运动顶出压坯，此外，为了便于脱模需要在模壁上涂上润滑剂，润滑剂为石墨粉。在单位压制压力为580-620MPa，保压I. 5-2. 5min的条件下可以压得表面质量良好，没有裂纹圆柱压坯。将所压制的压坯在GSL-1600X真空烧结炉中进行烧结，烧结真空度为KT1Pa,烧结温度为800°C、850°C和900°C三种温度，保温时间为110-130min。金相观察在金相显微镜上进行。试样采用20#砂纸粗磨后再用10#金相砂纸细磨，然后机械抛光(以三氧化二铝水溶液为抛光液)直至试样的跟踪视野中无划痕，最后用三氯化铁盐酸水溶液进行腐蚀。试样制备好后将其放在在金相显微镜上，观察不同状态下的试样组织变化。
图1-3是放大500倍的金相照片，可以看出当烧结温度为800°C时，金相照片上可以看到很多大块的颗粒，晶粒粗大，烧结体的合金化程度不高。当烧结温度为850°C和900°C时这种情况得到明显改善。以850°C烧结出的试样晶粒明显细化，而且有针状马氏体出现。烧结温度升到900°C时晶粒进一步细化，马氏体的数量也明显增多。选取800°C、850°C、900°C烧结出的试样各一个，用游标卡尺测量试样的高度。然后将试样放在压片机下缓慢加压到4MPa保压五分钟后取出试样，试样产生形变，再次测量试样的高度。将产生形变的试样放入箱式电阻炉中加热到580°C，保温Ih后取出试样，待试样冷却到室温后测量其高度。实验结果如表I所示。 表I中的数据显示对于800°C烧结出的试样并没有发生回弹，因为再次加热使原本结合的比较松散的粉末结合更加紧密，它的高度反而下降，说明无记忆效应。850°C烧结出的试样回复率达到25%，900°C的烧结试样回复率为14. 3%，说明用850°C烧结温度效果最好，回复率最高，说明记忆效应最好。表I加压前后的与回复率的关系
权利要求
1.一种用粉末冶金法制备的CuAlMn记忆合金，其特征为=CuAlMn记忆合金的成分确定为重量百分比，A110% -15%, Mn2% _4%，余为铜；材料状态为铜粉、铝粉和锰粉，用BT-9300H激光粒度分布仪分别测定了这三种粉末的粒度分布，粒度为180-230目；根据制坯模具的大小和所需压坯的数量计算出需要的Cu粉、Al粉和Mn粉的质量，用AL204精密电子天平对各种粉末按其比例进行称量，将称好的粉末倒入烧杯用玻璃棒搅拌进行粗混，粗混9-1 Imin后将粉末倒入星式混料机混匀，混料时间为9-10min ;将混匀的粉末在台式粉末压片机上压制成直径为IOmm的圆柱压坯，此外，为了便于脱模需要在模壁上涂上润滑剂，润滑剂为石墨粉；在单位压制压力为580-620MPa，保压I. 5-2. 5min的条件下可以压得表面质量良好，没有裂纹圆柱压坯；将所压制的压坯在GSL-1600X真空烧结炉中进行烧结，烧结真空度为KT1Pa,烧结温度为800°C、850°C和900°C三种温度，保温时间为110_130min ;选取800°C、850°C、900°C烧结出的试样各一个，用游标卡尺测量试样的高度；然后将试样放在压片机下缓慢加压到4MPa保压五分钟后取出试样，试样产生形变，再次测量试样的高度；将产生形变的试样放入箱式电阻炉中加热到580°C，保温Ih后取出试样，待试样冷却到室温后测量其高度。
2.根据权利要求I所述一种用粉末冶金法制备的CuAlMn记忆合金，将称好的粉末倒入烧杯用玻璃棒搅拌进行粗混，粗混IOmin后将粉末倒入星式混料机混匀，混料时间为IOmin为最优。
3.根据权利要求I所述一种用粉末冶金法制备的CuAlMn记忆合金，在单位压制压力为600MPa，保压2min的条件下可以获得没有裂纹，表面质量最优的圆柱压坯。
4.根据权利要求I所述一种用粉末冶金法制备的CuAlMn记忆合金，当烧结温度850°C时，保温时间为120min时，回复率达到25%的最高点。
全文摘要
一种用粉末冶金法制备的CuAlMn记忆合金，属于粉末冶金和CuAlMn记忆合金领域，其特征为CuAlMn记忆合金的成分确定为重量百分比，Al10％-15％，Mn2％-4％，余为铜。材料状态为铜粉、铝粉和锰粉，粒度为180-230目。将称好的三种粉末倒入烧杯用玻璃棒搅拌进行粗混，相混9-11min后将粉末倒入星式混料机混匀，混料时间为9-10min。将混匀的粉末在台式粉末压片机上压制成直径为10mm的圆柱压坯，将所压制的压坯在真空烧结炉中进行烧结，烧结真空度为10-1Pa，烧结温度为800℃、850℃和900℃三种温度，保温时间为110-130min。最后测量其回复率。
文档编号C22C1/04GK102719695SQ20121021071
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者刘光磊, 司松海, 张志敏, 徐飞, 李晓薇, 杨嵩 申请人:镇江忆诺唯记忆合金有限公司