CN105570362A - 一种高低温下具有较高输出力值比的镍钛弹簧 - Google Patents

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曾红金
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Abstract

本发明涉及一种高低温下具有较高输出力值比的镍钛弹簧，制备工艺是以镍钛丝为原料，经拉拔成0.5～2mm的丝材，将丝材缠绕在芯棒上使成型为螺旋形状，从芯棒退模后，分剪得到预定型的弹簧，之后对弹簧进行高低温训练，所述高低温训练是将弹簧置于零下20℃～零下50℃的低温环境中，使弹簧疲软，具体满足压缩弹簧后无恢复形变，然后将压缩后的弹簧置于100℃～400℃的高温环境中，保温0.5～1min，使弹簧自然恢复形变，重复前述操作50～100次即完成弹簧的高低温训练，获得具有高输出力值比的镍钛弹簧。本发明提高了镍钛弹簧在高低温下的输出力值比。

Description

一种高低温下具有较高输出力值比的镍钛弹簧
技术领域
本发明涉及一种镍钛定型产品，具体涉及一种高低温下具有较高输出力值比的镍钛弹簧。
背景技术
镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。它的伸缩率在20%以上，疲劳寿命达1*10的7次方，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，记忆合金除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点。因此可以满足各类工程和医学的应用需求，是一种非常优秀的功能材料。
许多机械结构都需要采用弹簧作为支撑结构，普通弹簧的输出力会随着环境温度的变化而变化，弹簧支撑的均衡稳定无法得到保障。提高弹簧在高低温下的输出力值比能够显著改善前述缺陷，值得本领域技术人员思考。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种镍钛弹簧，以镍钛合金为原材料，成型的弹簧经过特殊的训练后能够具有较高的高低温输出力值比。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种高低温下具有较高输出力值比的镍钛弹簧，其制备工艺是以镍钛丝为原料，经拉拔成0.5～2mm的丝材，将丝材缠绕在芯棒上使成型为螺旋形状，从芯棒退模后，分剪得到预定型的弹簧，之后对弹簧进行高低温训练，所述高低温训练是将弹簧置于零下20℃～零下50℃的低温环境中，使弹簧疲软，具体满足压缩弹簧后无恢复形变，然后将压缩后的弹簧置于100℃～400℃的高温环境中，保温0.5～1min，使弹簧自然恢复形变，重复前述操作50～100次即完成弹簧的高低温训练，获得具有高输出力值比的镍钛弹簧。
所述镍碳棒优选镍原子数百分含量为50.0～50.1%的镍钛丝材。镍是显著改善材料低温韧性的元素，对冲击韧性和韧脆转变温度具有良好的影响。但是镍的含量也不能过高，太高容易在材料表面生产黏性较大的氧化皮，难以去除，影响表面质量。
本发明的定型芯棒是外周面具有连续螺旋凹槽。
与现有技术相比，本发明的优点在于：可以在设定温度区间内，将弹簧的高低温输出力值比显著提高。
附图说明
图1为本发明实施例中弹簧的结构示意图；
图2为弹簧预成型芯棒模具的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中的镍钛弹簧，是以直径8mm的镍钛丝为原料，镍钛丝的镍原子数百分含量为50.0%，经拉拔成3mm的丝材，将丝材缠绕在芯棒上使成型为螺旋形状，该芯棒外周面成型为连续的螺旋凹槽，从芯棒退模后，分剪得到预定型的弹簧，之后对弹簧进行高低温训练，如下:
将弹簧置于零下20℃～零下50℃的低温环境中，可以是液氮或低温酒精，使弹簧疲软，具体满足压缩弹簧后无恢复形变，然后将压缩后的弹簧置于加热炉内，加热温度100℃～400℃，保温0.5～1min，使弹簧自然弹开，恢复形变，重复前述操作50～100次即完成弹簧的高低温训练，获得具有高输出力值比的镍钛弹簧。
本实施例的镍钛弹簧，其高度为90mm，螺距为6.75mm，外径为21mm，内径15mm，在20mm形变下,未训练的弹簧在低温20℃时的力值输出为25N，高温50℃下的输出力值为50N，经过训练后，在20mm形变下,低温20℃时的力值输出为10N，高温50℃下的输出力值为50N，高低温力值比提高2.5倍。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高低温下具有较高输出力值比的镍钛弹簧，其特征在于：制备工艺是以镍钛丝为原料，经拉拔成0.5～2mm的丝材，将丝材缠绕在芯棒上使成型为螺旋形状，从芯棒退模后，分剪得到预定型的弹簧，之后对弹簧进行高低温训练，所述高低温训练是将弹簧置于零下20℃～零下50℃的低温环境中，使弹簧疲软，具体满足压缩弹簧后无恢复形变，然后将压缩后的弹簧置于100℃～400℃的高温环境中，保温0.5～1min，使弹簧自然恢复形变，重复前述操作50～100次即完成弹簧的高低温训练，获得具有高输出力值比的镍钛弹簧。
2.根据权利要求1所述的高低温下具有较高输出力值比的镍钛弹簧，其特征在于：所述镍碳棒优选镍原子数百分含量为50.0～50.1%的镍钛丝材。
3.根据权利要求1所述的高低温下具有较高输出力值比的镍钛弹簧，其特征在于：所述芯棒的外周面成型有连续的螺旋凹槽。
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