CN1085839A - 制作NiTiNb记忆合金精密管材之工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本工艺方法是属于记忆合金管材的制作方法，其
工艺流程是：1、熔炼；2、锻造；3、包套热挤压；4、内外
表层清洗；5、退火；6、冷轧；7、退火；8、冷轧；9、退火反
复进行多次，在反复冷轧全过程中，每送次都要控制
空减径量，控制减径变形量与减壁变形量的匹配关
系，使内壁受力不超过δb(断裂强度)，不产生横向断
裂为止进行反复冷轧，退火。本工艺方法优点：在室
温下轧制记忆合金管材，精度高、内外表面光洁，可以
经过机械加工可制成管件，工艺简单、经济效益高。
Description
本发明属于记忆合金管材的制作方法。NlTlNb三元合金，其成份含量一般为Ni：32.5～52%;Ti：33.7～48%;Nb：22.5～30%（wt）。目前在制作这种记忆合金管件时，通常采用热加工制造毛坯，然后经机械切削加工来制作管材，这是一种普通之加工工艺方法，其缺点是费时费料，成本高，经试验表明，用常规之冷轧管工艺方法出现的问题是内壁产生横向裂纹，随着轧制的进行，这种裂纹不断扩大。导致内壁产生横向裂纹的主要原因是：
1、冷轧管时，管材承受三方向压力，但冷轧管，尤其是冷轧厚壁管时，不均匀变形更为严重，表面变形大，在径向形成很大的变形梯度，使得外表面金属的延伸和流动速度大于内壁金属的延伸和流动速度，由于金属管材的整体性，外表面金属受到内壁金属的牵制，从而使管材的内外表面形成较大的残余应力，外表面因受内壁金属制约而形成压应力，内壁金属因受外表面金属的牵引而形成拉应力，金属管在冷轧时，本已产生了冷作硬化，加上上述的残余拉应力，很快超过了断裂强度，这时在管材内壁上就产生了横向裂纹，随着轧制的进行，裂纹不断扩大，使轧制无法进行;
2、在冷轧管中实际上的冷作硬化和变形程度，要比用变形前后的断面积变化来表示的冷作硬化和变形程度要大得多，这是因为管坯的内径一定要大于芯棒直径，所以冷轧管空减径是不可避免的，而且管材每轧制一次要回转一个角度，使得管材在圆周上反复受到压缩，增加了硬化程度，空减径越大、硬化程度越大，同时，管坯较厚时，即当φ/t＞4.5时，空减径会使壁厚自然增厚，实际上增加了变形程度，因而使得冷作硬化程度更大，一旦受到拉应力，将超过断裂强度而产生横裂纹;
3、NlTlNb合金室温的δb（断裂强度与δ0.2（屈服强度）差距较小，随间隙元素含量不同约为100～300MPa（10～30kgf/m2，合金要产生塑性变形，受力必须大于δ0.2，而塑性变形与冷作硬化共生，则很快接近δb，所以在内壁上在残余拉应力作用下，便出现了裂纹。
根据以上分析，本发明的目的提供一种冷轧记忆合金管材的轧制方法，为使NlTlNb合金管材顺利地进行冷轧，对合金要严格控制间隙杂质含量，对塑性变形要尽力减少不均匀变形，降低管材径向（壁厚上）的变形梯度，以达到轧制合格管材的目的。
本发明制作记忆合金（NlTlNb）的工艺方法是（流程如附图所示）：
1、熔炼：采用电子束一次焙炼，二次用真空自耗锻锭;
2、锻造：在1000℃锻造成φ85圆棒;
3、包套热挤压：在980°挤压成φ30×6.5管材;
4、内外表面清洗：将上述管材清洗成φ28.9×5.65;
5、退火：在680°保温20分钟;
6、冷轧;
7、退火;
8、冷轧：退火反复多次;
9、成品。
在反复冷轧的全过程中，每道次都要控制空减径量，控制减径变形量与减壁变形量的匹配方法，使内壁受力不超过δb（断裂强度），不产生横向断裂。
在管坯壁较厚时，产生残余应力较大，因此要采用小的变形量，增加退火次数，小的变形量虽然不均匀变形较大，但产生的残余应力不足以使内壁达到δb，当壁厚达到一定值时，两次退火间的变形量可以增大到40%以上，但每次均必须使减径变形量与减壁变形量保持一定的匹配关系。
按减径变形量与减壁变形量的匹配方法，提出管坯的尺寸要求，确保成品质量的轧制和尺寸规格。
本发明与已有技术比较有如下优点：在LD系列多辊冷轧机上，在室温下冷轧NlTlNb记忆合金管材，尺寸精度高，内外表面光洁，可不经过机械加工，即可制成管件，节省原材料和工时，工艺简单、经济效益好。
本发明之实施例：
取NlTlNb记忆合金，经上述工艺熔炼、锻造制成φ85圆棒，再经包套热挤压，在980℃制成φ30×6.5的管坯，再作内外表面清理成φ28.9×5.65管材，将此管材进行冷轧、退火反复进行：
管坯 φ28.9×5.65
1、冷轧：φ27×5
退火：680℃ 20分钟
2、冷轧：φ26×4.65
退火：680℃ 20分钟
3、冷轧：φ25×4.3
退火：680℃ 20分钟
4、冷轧：φ24×3.95
退火：680℃ 20分钟
5、冷轧：φ22.8×3.5
退火：680℃ 20分钟
6、冷轧：φ22×3.25
退火：680℃ 20分钟
7、冷轧：φ20.5×2.65
退火：680℃ 20分钟
8、冷轧：φ19.3×2.2
退火：680℃ 20分钟
9、冷轧：φ18.2×1.8
退火：680℃ 20分钟
10、冷轧：φ17.3×1.5
退火：680℃ 20分钟
反复进行多次制成，由φ28.9×5.65轧制成
φ17.3×1.5记忆合金管材。
Claims (6)
1、一种制作NiTiNb记忆合金精密管材之工艺方法，其特征在于工艺流程是：
(1)熔炼
(2)锻造
(3)包套热挤压
(4)内外表面清洗
(5)退火
(6)冷轧
(7)退火
(8)冷轧：退火反复多次
(9)成品。
2、按权利要求1所述之工艺方法，其特征在于锻造是在1000℃锻成φ85圆棒。
3、按权利要求1所述之工艺方法，其特征在于热挤压是在980℃挤压成φ30×6.5管材。
4、按权利要求1所述之工艺方法，其特征在于退火为在680℃保温20分钟。
5、按权利要求1所述之工艺方法，其特征在于在冷轧合过程中，每送次都要控制空减径量，控制减径变形量与减壁变形量的匹配关系，使内壁受力不超过δb（断裂温度）。
6、按权利要求1所述之工艺方法，其特征在于轧制管坯壁较厚时，采用小变形量，增加退火次数，小的变形量使不均匀变形增加，产生的残余应力使内壁小于δb，壁厚达到一定值时，两次退火间的变形量可增大到40%以上，每次必须使减径变形量和减壁变形量保持一定匹配关系。
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|---|---|---|---|
| CN 92109984 CN1085839A (zh) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 制作NiTiNb记忆合金精密管材之工艺方法 |
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1992
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