CN111346942B - 一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法 - Google Patents

一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，包括以下步骤：步骤1)将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材；步骤2)将步骤1)中的镍钛合金粗丝材进行热拉拔，得到镍钛合金中粗丝材；步骤3)将步骤2)中的镍钛合金中粗丝材进行高温退火和水淬；步骤4)将步骤3)中经高温退火和水淬后的镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理，得到镍钛合金细丝材；步骤5)将步骤4)中的镍钛合金细丝材进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材。

Description

一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法
技术领域
本发明属于合金丝材加工技术领域，尤其涉及一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法。
背景技术
镍钛形状记忆合金是一种近等原子比的金属间化合物，不同温度下合金具有不同的晶体结构，高温相为体心立方结构，其硬度和刚度较高；低温马氏体为单斜型结构，硬度低，并且随温度变化合金发生马氏体与奥氏体相变。镍钛合金高温相具有优良的耐磨、耐腐蚀性，低温相具有优良的阻尼性，在相变区域具有奇特的形状记忆效应和超弹性，同时还具有优良的生物相容性，是一种较理想的医用生物材料。
对于克氏针、导引丝等医疗用镍钛形状记忆合金丝材必须具有高强度、良好的韧性、较小的残余应变和良好的超弹性，为了保证上述综合性能，通常镍钛形状记忆合金丝材以时效处理态供货，时效处理的目的是为了保留在高温区获得的亚稳定相，这种组织具有高强度和小残余应变，同时具有最佳的超弹性。
目前国内镍钛形状记忆合金丝材的传统加工方法主要有固定模热拉拔或固定模冷拉拔。固定模热拉拔的主要工序是轧条扒皮、氧化、固定模热拉拔，此种加工方法在高温下镍钛合金丝材表面污染严重，因反复加热造成综合性能差。固定模冷拉拔的主要工序是轧条扒皮、氧化、丝坯表面涂覆润滑剂、固定模冷拉拔、大气退火，这种加工方法镍钛合金材料的加工硬化严重，为了防止断丝需要反复加热退火，单模次生产效率低。上述两种加工方法都会在丝材表面产生较厚的氧化层，反复加热造成综合性能差，不能满足医疗用镍钛形状记忆合金丝材对高强度、小残余应变等综合性能的要求，并且现有技术也没有将两种加工方法合并的技术启示的具体操作方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，克服了现有技术中1：固定模热拉拔的加工方法在高温下镍钛合金丝材表面污染严重，因反复加热造成综合性能差、强度低、韧性差；2：固定模冷拉拔的加工方法镍钛合金材料的加工硬化严重，为了防止断丝需要反复加热退火，单模次生产效率低，并且残余应变大；3：现有技术也没有将两种加工方法合并的技术启示的具体操作方法等问题。
为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，包括以下步骤：
步骤1)将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材；
步骤2)将步骤1)中的镍钛合金粗丝材进行热拉拔，得到镍钛合金中粗丝材；
步骤3)将步骤2)中的镍钛合金中粗丝材进行高温退火和水淬；
步骤4)将步骤3)中经高温退火和水淬后的镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理，得到镍钛合金细丝材；
步骤5)将步骤4)中的镍钛合金细丝材进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材。
优选的，所述步骤1)中扒皮处理是将镍钛合金丝坯经过无心车床扒皮去除氧化皮、裂纹及折叠缺陷后，接着在千叶轮丝材抛光机上进行表面抛光，去除扒皮残屑及螺旋纹，得到Ф7.5mm～Ф8mm的镍钛合金粗丝材。
优选的，所述步骤2)中热拉拔是将镍钛合金粗丝材在圆盘拉丝机上进行大变形量热拉拔，其中拉丝模具采用硬质合金拉丝模具，润滑剂采用耐高温的石墨乳，其中加热温度为750℃～800℃，单个拉丝模具减径0.5mm～0.8mm，总加工变形率不超过95％，加工至Ф3.5mm～Ф4.5mm的镍钛合金中粗丝材。
优选的，所述步骤3)中高温退火是将镍钛合金中粗丝材在箱式电阻炉里进行退火，其中退火温度为700℃～750℃，并保温20min～40min后出炉，接着将镍钛合金中粗丝材快速投入水槽中，进行淬火处理。
优选的，所述步骤4)具体包括以下步骤：
步骤4-1)拉丝模具组合：将两个或三个不同直径的拉丝模具作为一组串联装夹在模具盒里，其中两个或三个拉丝模具的内孔直径按0.1～0.2mm的顺序递减进行排列，其中每组拉丝模具加工变形率不超过50％，所述相邻两个拉丝模具之间的间距内设有喷头，该喷头用于喷淋润滑剂；
步骤4-2)冷拉拔：将镍钛合金中粗丝材在小型圆盘拉丝机上进行冷拉拔，镍钛合金中粗丝材穿过一组或两组拉丝模具组合形成一个道次，每组拉丝模合计减径0.2mm～0.5mm，每道次加工变形率不超过75％，加工至Ф0.8mm～Ф3.0mm的镍钛合金细丝材；
步骤4-3)在线退火处理：当镍钛合金细丝材出拉丝模具后，经导位导向管式退火炉，其中退火温度为700℃～750℃，并在炉内停留0.5min～1min，接着出炉水淬冷却，由速度可调的收线机进行收线，得到镍钛合金细丝材。
优选的，所述拉丝模具采用金刚石拉丝模具，润滑剂采用液体石蜡或拉丝油。
优选的，所述步骤5)具体包括以下步骤：
步骤5-1)在线时效处理：将镍钛合金细丝材经导位导向管式退火炉，其中时效温度为450℃～500℃，并在炉内停留0.5min～1min，接着出炉水淬冷却，由速度可调并带张力的收线机进行收线；
步骤5-2)扒皮处理：将两个不同直径的硬质合金扒皮模具组合串联装夹在模具盒里，其中两个硬质合金扒皮模具之间设有间距，其中间距内设有喷头用于喷淋润滑油，其中每组硬质合金扒皮模具的内孔直径相同，将多根镍钛合金细丝材分别穿过多组硬质合金扒皮模具中进行扒皮，得到Ф1.0mm～Ф2.0mm的镍钛形状记忆合金高强度丝材。
相对于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材进行热拉拔得到镍钛合金中粗丝材，然后进行高温退火和水淬；接着将镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理得到镍钛合金细丝材，然后进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材，其中热拉拔采用单个拉丝模具减径0.5mm～0.8mm，镍钛合金中粗丝材冷拉拔采用两个或三个不同直径的拉丝模具为一组串联的方式装夹在模具盒里，其中两个或三个拉丝模具的内孔直径按0.1mm～0.2mm的顺序递减，并且一组或两组拉丝模具组合成一个道次，本发明将拉丝模具在进行精准组合后进行冷拉拔，有利于连续拉拔和稳定增加加工硬化，并且表面质量和尺寸公差更优，镍钛合金细丝材扒皮采用两个不同直径的硬质合金扒皮模具组合串联的方式装夹在模具盒里，产出成品丝材表面质量和尺寸公差更优，并且生产效率大大提高，易实现规模化生产；
(2)本发明镍钛合金粗丝材经过冷拉拔积累足够的加工硬化，通过在线低温时效处理，可以解决因普通热拉拔的热影响作用和单模次冷拉拔加工硬化不足等缺点带来综合性能差的问题，能够获得高强度(≥1200MPa)、小残余应变(≤0.8％)，具有最佳的超弹性；
(3)本发明得到的镍钛形状记忆合金丝材具有高强度、良好的韧性、较小的残余应变和良好的超弹性，完全满足医疗用镍钛形状记忆合金丝材的要求，并且生产效率高，易实现规模化生产。
说明书附图
图1、本发明冷拉拔拉丝模具组合的结构示意图；
附图标记说明
1-镍钛合金中粗丝材，2-喷头，3-拉丝模具。
具体实施方式
下面结合附图实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
本发明公开了一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，包括以下步骤：
步骤1)将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材；
步骤2)将步骤1)中的镍钛合金粗丝材进行热拉拔，得到镍钛合金中粗丝材；
步骤3)将步骤2)中的镍钛合金中粗丝材进行高温退火和水淬；
步骤4)将步骤3)中经高温退火和水淬后的镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理，得到镍钛合金细丝材；
步骤5)将步骤4)中的镍钛合金细丝材进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材。
实施例2
本发明公开了一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，包括以下步骤：
步骤1)将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材；
步骤2)将步骤1)中的镍钛合金粗丝材进行热拉拔，得到镍钛合金中粗丝材；
步骤3)将步骤2)中的镍钛合金中粗丝材进行高温退火和水淬；
步骤4)将步骤3)中经高温退火和水淬后的镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理，得到镍钛合金细丝材；
步骤5)将步骤4)中的镍钛合金细丝材进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材。
优选的，所述步骤1)中扒皮处理是将镍钛合金丝坯经过无心车床扒皮去除氧化皮、裂纹及折叠缺陷后，接着在千叶轮丝材抛光机上进行表面抛光，去除扒皮残屑及螺旋纹，得到Ф7.5mm～Ф8mm的镍钛合金粗丝材。
实施例3
本发明公开了一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，包括以下步骤：
步骤1)将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材；
步骤2)将步骤1)中的镍钛合金粗丝材进行热拉拔，得到镍钛合金中粗丝材；
步骤3)将步骤2)中的镍钛合金中粗丝材进行高温退火和水淬；
步骤4)将步骤3)中经高温退火和水淬后的镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理，得到镍钛合金细丝材；
步骤5)将步骤4)中的镍钛合金细丝材进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材。
优选的，所述步骤1)中扒皮处理是将镍钛合金丝坯经过无心车床扒皮去除氧化皮、裂纹及折叠缺陷后，接着在千叶轮丝材抛光机上进行表面抛光，去除扒皮残屑及螺旋纹，得到Ф7.5mm～Ф8mm的镍钛合金粗丝材。
优选的，所述步骤2)中热拉拔是将镍钛合金粗丝材在圆盘拉丝机上进行大变形量热拉拔，其中拉丝模具采用硬质合金拉丝模具，润滑剂采用耐高温的石墨乳，其中加热温度为750℃～800℃，单个拉丝模具减径0.5mm～0.8mm，总加工变形率不超过95％，加工至Ф3.5mm～Ф4.5mm的镍钛合金中粗丝材。
实施例4
本发明公开了一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，包括以下步骤：
步骤1)将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材；
步骤2)将步骤1)中的镍钛合金粗丝材进行热拉拔，得到镍钛合金中粗丝材；
步骤3)将步骤2)中的镍钛合金中粗丝材进行高温退火和水淬；
步骤4)将步骤3)中经高温退火和水淬后的镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理，得到镍钛合金细丝材；
步骤5)将步骤4)中的镍钛合金细丝材进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材。
优选的，所述步骤1)中扒皮处理是将镍钛合金丝坯经过无心车床扒皮去除氧化皮、裂纹及折叠缺陷后，接着在千叶轮丝材抛光机上进行表面抛光，去除扒皮残屑及螺旋纹，得到Ф7.5mm～Ф8mm的镍钛合金粗丝材。
优选的，所述步骤2)中热拉拔是将镍钛合金粗丝材在圆盘拉丝机上进行大变形量热拉拔，其中拉丝模具采用硬质合金拉丝模具，润滑剂采用耐高温的石墨乳，其中加热温度为750℃～800℃，单个拉丝模具减径0.5mm～0.8mm，总加工变形率不超过95％，加工至Ф3.5mm～Ф4.5mm的镍钛合金中粗丝材。
优选的，所述步骤3)中高温退火是将镍钛合金中粗丝材在箱式电阻炉里进行退火，其中退火温度为700℃～750℃，并保温20min～40min后出炉，接着将镍钛合金中粗丝材快速投入水槽中，进行淬火处理。
实施例5
本发明公开了一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，包括以下步骤：
步骤1)将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材；
步骤2)将步骤1)中的镍钛合金粗丝材进行热拉拔，得到镍钛合金中粗丝材；
步骤3)将步骤2)中的镍钛合金中粗丝材进行高温退火和水淬；
步骤4)将步骤3)中经高温退火和水淬后的镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理，得到镍钛合金细丝材；
步骤5)将步骤4)中的镍钛合金细丝材进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材。
优选的，所述步骤1)中扒皮处理是将镍钛合金丝坯经过无心车床扒皮去除氧化皮、裂纹及折叠缺陷后，接着在千叶轮丝材抛光机上进行表面抛光，去除扒皮残屑及螺旋纹，得到Ф7.5mm～Ф8mm的镍钛合金粗丝材。
优选的，所述步骤2)中热拉拔是将镍钛合金粗丝材在圆盘拉丝机上进行大变形量热拉拔，其中拉丝模具采用硬质合金拉丝模具，润滑剂采用耐高温的石墨乳，其中加热温度为750℃～800℃，单个拉丝模具减径0.5mm～0.8mm，总加工变形率不超过95％，加工至Ф3.5mm～Ф4.5mm的镍钛合金中粗丝材。
优选的，所述步骤3)中高温退火是将镍钛合金中粗丝材在箱式电阻炉里进行退火，其中退火温度为700℃～750℃，并保温20min～40min后出炉，接着将镍钛合金中粗丝材快速投入水槽中，进行淬火处理。
优选的，所述步骤4)具体包括以下步骤：
步骤4-1)拉丝模具组合：将两个或三个不同直径的拉丝模具作为一组串联装夹在模具盒里，其中两个或三个拉丝模具的内孔直径按0.1～0.2mm的顺序递减进行排列，其中每组拉丝模具加工变形率不超过50％，所述相邻两个拉丝模具之间的间距内设有喷头，该喷头用于喷淋润滑剂；
步骤4-2)冷拉拔：将镍钛合金中粗丝材在小型圆盘拉丝机上进行冷拉拔，镍钛合金中粗丝材穿过一组或两组拉丝模具组合形成一个道次，每组拉丝模合计减径0.2mm～0.5mm，每道次加工变形率不超过75％，加工至Ф0.8mm～Ф3.0mm的镍钛合金细丝材；
步骤4-3)在线退火处理：当镍钛合金细丝材出拉丝模具后，经导位导向管式退火炉，其中退火温度为700℃～750℃，并在炉内停留0.5min～1min，接着出炉水淬冷却，由速度可调的收线机进行收线，得到镍钛合金细丝材。
实施例6
本发明公开了一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，包括以下步骤：
步骤1)将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材；
步骤2)将步骤1)中的镍钛合金粗丝材进行热拉拔，得到镍钛合金中粗丝材；
步骤3)将步骤2)中的镍钛合金中粗丝材进行高温退火和水淬；
步骤4)将步骤3)中经高温退火和水淬后的镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理，得到镍钛合金细丝材；
步骤5)将步骤4)中的镍钛合金细丝材进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材。
优选的，所述步骤1)中扒皮处理是将镍钛合金丝坯经过无心车床扒皮去除氧化皮、裂纹及折叠缺陷后，接着在千叶轮丝材抛光机上进行表面抛光，去除扒皮残屑及螺旋纹，得到Ф7.5mm～Ф8mm的镍钛合金粗丝材。
优选的，所述步骤2)中热拉拔是将镍钛合金粗丝材在圆盘拉丝机上进行大变形量热拉拔，其中拉丝模具采用硬质合金拉丝模具，润滑剂采用耐高温的石墨乳，其中加热温度为750℃～800℃，单个拉丝模具减径0.5mm～0.8mm，总加工变形率不超过95％，加工至Ф3.5mm～Ф4.5mm的镍钛合金中粗丝材。
优选的，所述步骤3)中高温退火是将镍钛合金中粗丝材在箱式电阻炉里进行退火，其中退火温度为700℃～750℃，并保温20min～40min后出炉，接着将镍钛合金中粗丝材快速投入水槽中，进行淬火处理。
优选的，所述步骤4)具体包括以下步骤：
步骤4-1)拉丝模具组合：将两个或三个不同直径的拉丝模具作为一组串联装夹在模具盒里，其中两个或三个拉丝模具的内孔直径按0.1～0.2mm的顺序递减进行排列，其中每组拉丝模具加工变形率不超过50％，所述相邻两个拉丝模具之间的间距内设有喷头，该喷头用于喷淋润滑剂；
步骤4-2)冷拉拔：将镍钛合金中粗丝材在小型圆盘拉丝机上进行冷拉拔，镍钛合金中粗丝材穿过一组或两组拉丝模具组合形成一个道次，每组拉丝模合计减径0.2mm～0.5mm，每道次加工变形率不超过75％，加工至Ф0.8mm～Ф3.0mm的镍钛合金细丝材；
步骤4-3)在线退火处理：当镍钛合金细丝材出拉丝模具后，经导位导向管式退火炉，其中退火温度为700℃～750℃，并在炉内停留0.5min～1min，接着出炉水淬冷却，由速度可调的收线机进行收线，得到镍钛合金细丝材。
优选的，所述拉丝模具采用金刚石拉丝模具，润滑剂采用液体石蜡或拉丝油。
优选的，所述步骤5)具体包括以下步骤：
步骤5-1)在线时效处理：将镍钛合金细丝材经导位导向管式退火炉，其中时效温度为450℃～500℃，并在炉内停留0.5min～1min，接着出炉水淬冷却，由速度可调并带张力的收线机进行收线；
步骤5-2)扒皮处理：将两个不同直径的硬质合金扒皮模具组合串联装夹在模具盒里，其中两个硬质合金扒皮模具之间设有间距，其中间距内设有喷头用于喷淋润滑油，其中每组硬质合金扒皮模具的内孔直径相同，将多根镍钛合金细丝材分别穿过多组硬质合金扒皮模具中进行扒皮，得到Ф1.0mm～Ф2.0mm的镍钛形状记忆合金高强度丝材。
扒皮处理适用于光亮表面交货的细丝材产品的表面处理。
根据工艺设计的需要，可以多次进行冷拉拔。
根据工艺设计的需要，可以多次进行在线退火处理。
应用实施例1
利用上述实施例6的加工方法得到Ф1.2mm镍钛形状记忆合金丝材的显微组织为等轴单相组织，晶粒均匀细小，平均晶粒度达到9.5级，优于常规丝材所能达到的不低于5级的水平，对镍钛形状记忆合金丝材在20℃进行力学性能测试，结果见表1：
表1利用实施例6加工方法得到Ф1.2mm镍钛形状记忆合金丝材的力学性能
Figure BDA0002409348120000111
Figure BDA0002409348120000121
从表1中可以明显的看出应用实施例1得到的镍钛形状记忆合金丝材抗拉强度Rm为1450MPa，屈服强度Rp0.2为1275MPa，断后伸长率A为12％，残余应变为0.3％，平均晶粒度为9.5级，明显优于常规丝材的力学性能，本发明加工方法具备高强度、小残余应变以及最佳的超弹性的优点。
应用实施例2
利用上述实施例6的加工方法得到Ф2.0mm镍钛形状记忆合金丝材的显微组织为等轴单相组织，晶粒均匀细小，平均晶粒度达到9级，优于常规丝材所能达到的不低于5级的水平，对镍钛形状记忆合金丝材在20℃进行力学性能测试，结果见表2：
表2利用实施例6加工方法得到Ф2.0mm镍钛形状记忆合金丝材的力学性能
Rm/MPa Rp0.2/MPa A/％ 残余应变/％
应用实施例2 1320 1195 14.5 0.4
常规丝材 551 300 10 4.0
从表2中可以明显的看出应用实施例2得到的镍钛形状记忆合金丝材抗拉强度为1320MPa，屈服强度Rp0.2为1195MPa，断后伸长率为14.5％，残余应变为0.4％，平均晶粒度为9级，明显优于常规丝材的力学性能，本发明加工方法具备高强度、小残余应变以及最佳的超弹性的优点。
本发明将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材进行热拉拔得到镍钛合金中粗丝材，然后进行高温退火和水淬；接着将镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理得到镍钛合金细丝材，然后进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材，其中热拉拔采用单个拉丝模具减径0.5mm～0.8mm，镍钛合金中粗丝材冷拉拔采用两个或三个不同直径的拉丝模具为一组串联的方式装夹在模具盒里，其中两个或三个拉丝模具的内孔直径按0.1mm～0.2mm的顺序递减，并且一组或两组拉丝模具组合成一个道次，本发明将拉丝模具在进行精准组合后进行冷拉拔，有利于连续拉拔和稳定增加加工硬化，并且表面质量和尺寸公差更优，镍钛合金细丝材扒皮采用两个不同直径的硬质合金扒皮模具组合串联的方式装夹在模具盒里，产出成品丝材表面质量和尺寸公差更优，并且生产效率大大提高，易实现规模化生产；
本发明镍钛合金粗丝材经过冷拉拔积累足够的加工硬化，通过在线低温时效处理，可以解决因普通热拉拔的热影响作用和单模次冷拉拔加工硬化不足等缺点带来综合性能差的问题，能够获得高强度(≥1200MPa)、小残余应变(≤0.8％)，具有最佳的超弹性。
本发明得到的镍钛形状记忆合金丝材具有高强度、良好的韧性、较小的残余应变和良好的超弹性，完全满足医疗用镍钛形状记忆合金丝材的要求，并且生产效率高，易实现规模化生产。
上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1.一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)将镍钛合金丝坯经过扒皮处理得到镍钛合金粗丝材；
步骤2)将步骤1)中的镍钛合金粗丝材进行热拉拔，得到镍钛合金中粗丝材；
步骤3)将步骤2)中的镍钛合金中粗丝材进行高温退火和水淬；
步骤4)将步骤3)中经高温退火和水淬后的镍钛合金中粗丝材进行冷拉拔和在线退火处理，得到镍钛合金细丝材，具体步骤为：
步骤4-1)拉丝模具组合：将两个或三个不同直径的拉丝模具作为一组串联装夹在模具盒里，其中两个或三个拉丝模具的内孔直径按0.1～0.2mm的顺序递减进行排列，其中每组拉丝模具加工变形率不超过50％，相邻两个拉丝模具之间的间距内设有喷头，该喷头用于喷淋润滑剂；
步骤4-2)冷拉拔：将镍钛合金中粗丝材在小型圆盘拉丝机上进行冷拉拔，镍钛合金中粗丝材穿过一组或两组拉丝模具组合形成一个道次，每组拉丝模具合计减径0.2mm～0.5mm，每道次加工变形率不超过75％，加工至Ф0.8mm～Ф3.0mm的镍钛合金细丝材；
步骤4-3)在线退火处理：当镍钛合金细丝材出拉丝模具后，经导位导向管式退火炉，其中退火温度为700℃～750℃，并在炉内停留0.5min～1min，接着出炉水淬冷却，由速度可调的收线机进行收线，得到镍钛合金细丝材；
步骤5)将步骤4)中的镍钛合金细丝材进行在线时效处理和扒皮处理，即得到镍钛形状记忆合金高强度丝材。
2.根据权利要求1所述的一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，其特征在于：所述步骤1)中扒皮处理是将镍钛合金丝坯经过无心车床扒皮去除氧化皮、裂纹及折叠缺陷后，接着在千叶轮丝材抛光机上进行表面抛光，去除扒皮残屑及螺旋纹，得到Ф7.5mm～Ф8mm的镍钛合金粗丝材。
3.根据权利要求1所述的一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，其特征在于：所述步骤2)中热拉拔是将镍钛合金粗丝材在圆盘拉丝机上进行大变形量热拉拔，其中拉丝模具采用硬质合金拉丝模具，润滑剂采用耐高温的石墨乳，其中加热温度为750℃～800℃，单个拉丝模具减径0.5mm～0.8mm，总加工变形率不超过95％，加工至Ф3.5mm～Ф4.5mm的镍钛合金中粗丝材。
4.根据权利要求1所述的一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，其特征在于：所述步骤3)中高温退火是将镍钛合金中粗丝材在箱式电阻炉里进行退火，其中退火温度为700℃～750℃，并保温20min～40min后出炉，接着将镍钛合金中粗丝材快速投入水槽中，进行淬火处理。
5.根据权利要求1所述的一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，其特征在于：所述拉丝模具采用金刚石拉丝模具，润滑剂采用液体石蜡或拉丝油。
6.根据权利要求1所述的一种镍钛形状记忆合金高强度丝材加工方法，其特征在于，所述步骤5)具体包括以下步骤：
步骤5-1)在线时效处理：将镍钛合金细丝材经导位导向管式退火炉，其中时效温度为450℃～500℃，并在炉内停留0.5min～1min，接着出炉水淬冷却，由速度可调并带张力的收线机进行收线；
步骤5-2)扒皮处理：将两个不同直径的硬质合金扒皮模具组合串联装夹在模具盒里，其中两个硬质合金扒皮模具之间设有间距，其中间距内设有喷头用于喷淋润滑油，其中每组硬质合金扒皮模具的内孔直径相同，将多根镍钛合金细丝材分别穿过多组硬质合金扒皮模具中进行扒皮，得到Ф1.0mm～Ф2.0mm的镍钛形状记忆合金高强度丝材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111804747B (zh) * 2020-07-09 2021-12-03 江苏隆达超合金股份有限公司 一种小直径薄壁镍基管精拉拔工艺
CN111850437B (zh) * 2020-07-29 2021-09-24 无锡东创智能材料科技有限公司 一种镍钛形状记忆合金丝及其制备方法、应用
CN112170511B (zh) * 2020-08-10 2022-08-19 西安诺博尔稀贵金属材料股份有限公司 一种金合金包铜复合丝的制备方法
CN111961996B (zh) * 2020-09-11 2022-02-15 上海交通大学 一种形状记忆合金微丝加工工艺

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61217564A (ja) * 1985-03-25 1986-09-27 Hitachi Metals Ltd ＮｉＴｉ合金の伸線方法
JPS6254565A (ja) * 1985-08-31 1987-03-10 Toshiba Corp ニツケル−チタン系合金線材の製造方法
RU2086322C1 (ru) * 1992-12-22 1997-08-10 Институт машиноведения им.А.А.Благонравова РАН Способ волочения проволоки
CN1111607C (zh) * 2000-08-30 2003-06-18 郑玉峰 热激活型钛镍牙齿矫形丝及其生产工艺
CN101519719B (zh) * 2009-04-01 2011-06-22 韩富生 一种对硬化的有色金属线材进行热处理的方法及装置
CN201744515U (zh) * 2010-07-16 2011-02-16 费兰英 用于拉拔线材的模座装置
CN103433314B (zh) * 2013-08-15 2016-12-28 王玉凯 金属线材拉拔模座装置
CN103668021B (zh) * 2013-12-11 2016-02-03 西安思维金属材料有限公司 提高镍钛形状记忆合金塑性的在线退火处理方法
CN104546161A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 上海埃蒙迪材料科技股份有限公司 镍钛Dimple正畸牙弓丝成型工艺及其装置
CN106544494B (zh) * 2017-01-18 2017-12-15 中钢集团郑州金属制品研究院有限公司 一种适用于1Cr17Ni2不锈钢冷拉线材的在线软化退火方法

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