CN114411015B - 超薄记忆合金箔材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种超薄记忆合金箔材的制备方法，本发明采用新工艺制造钛镍记忆合金箔材，降低了成本，提高了效率，成品箔材的尺寸公差、平直度、平整度、性能、质量的稳定性均符合标准及要求；由于钛镍记忆合金箔材强度高，塑性差，必须加热轧制才能改善性能，提高效率，因此采用熔融450—550℃的盐均匀分布到箔材表面进行轧制，温度均匀，材料性能好，轧制效率高，表面无氧化，表面光亮平直。
Description
技术领域
本发明属于箔材制造技术领域，具体涉及一种超薄记忆合金箔材的制备方法。
背景技术
记忆合金箔材具有比强度高、无磁性、耐磨损、生物相容性好及高阻尼等特性，这些优良特性使其应用几乎涉及产业界的所有领域。通常，不同的钛镍合金成分、不同热处理工艺、不同加工状态对记忆合金箔材的SE特性有着重要的影响，加工难度高。而在实际中，钛镍记忆合金加工硬化速率非常快及高强度非常难以轧制，平整度、平直度及厚度公差难以控制。此外，在加工过程中，还会出现裂纹、起皮、折叠、氧化和杂质压入的缺陷，目前的生产工艺还无法有效克服这些缺陷，生产上也难于批量产出。因此有必要提出改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种超薄记忆合金箔材的制备方法，本发明采用新工艺制造钛镍记忆合金箔材，降低了成本，提高了效率，成品箔材的尺寸公差、平直度、平整度、性能、质量的稳定性均符合标准及要求。
本发明采用的技术方案：超薄记忆合金箔材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)：将海绵钛和电解镍按照比例均匀配料，其质量百分比为：电解镍55.8％，其余为海绵钛；
步骤2)：将配好的料装入高真空中频感应炉的坩埚中进行真空一次熔炼至熔化，浇注到模具中冷却至100℃以下，其中，真空度为(3-5)×10-4，熔炼温度为1700℃；
步骤3)：将真空一次熔炼后形成的铸锭从模具中取出再放入高真空中频感应炉的坩埚中进行真空二次熔炼至溶化，浇注到模具中冷却至100℃以下，其中，真空度为(3-5)×10-4，熔炼温度为1700℃；
步骤4)：将真空二次熔炼后的铸锭放入高真空自耗炉中进行真空三次熔炼，然后在高真空自耗炉内进行冷却至100℃以下，其中，真空度3×10-4，熔炼温度为1700℃；
步骤5)：对真空三次熔炼后的铸锭进行热锻成厚度小于120mm的板坯，锻造温度为950℃，压缩率为50％；
步骤6)：对热锻后的板坯进行多次热轧至5mm厚的板坯，热轧温度为900℃，每次轧下率50％，每次热轧前回炉加热至热轧温度；
步骤7)：对热轧后的板坯进行一次加热温轧至厚度为2mm的薄板坯，温轧温度为750℃；
步骤8)：对一次加热温轧后的薄板坯在真空炉中进行一次热处理，热处理温度为800℃，保温1小时后随炉冷却；
步骤9)：对一次热处理后的薄板坯进行一次表面处理，通过酸洗处理氧化皮；
步骤10)；对一次表面处理后的薄板坯进行二次加热温轧至厚度小于0.5mm的超薄板，温轧温度为600℃；
步骤11)；温轧时采用熔融的盐均匀分布到板材表面进行在线可逆轧制，轧制道次为10-15次，盐熔融温度为450—550℃，成品厚度最终为0.03毫米。
上述步骤11)中的在线加热温轧使用在线温轧装置，在线温轧装置包括上下工作辊，所述上下工作辊的一侧设有轧辊预热装置，所述上下工作辊的另一侧设有烘干器，所述上下工作辊两侧均设有熔融盐槽装置，所述熔融盐槽装置通过流口向进入轧辊的板坯件表面上均匀的涂盐，所述熔融盐槽装置上设有加热管，所述上下工作辊上部设有轧辊喷水清洗装置。
上述步骤9)中的酸洗液配比为：硝酸78％、氢氟酸10％、其余为水。
本发明与现有技术相比的优点：
1、本方案采用新工艺制造钛镍记忆合金箔材，降低了成本，提高了效率，成品箔材的尺寸公差、平直度、平整度、性能、质量的稳定性均符合标准及要求，由于钛镍记忆合金有弹性及极好的抗疲劳性能和记忆性能，在高端领域得到应用，其中在折叠显示屏、医疗、航天器、半导体、太阳能光伏发电中均得到了广泛的应用；
2、由于钛镍记忆合金箔材强度高，塑性差，因此本方案必须采用温轧才能改善性能，提高效率，而在温轧时采用熔融(450—550℃)的盐均匀分布到箔材表面进行轧制，使温度均匀，材料性能好，轧制效率高，表面无氧化，表面光亮平直。原来采用冷轧加真空热处理工艺时要反复轧制级真空热处理50-70次，成本非常高，无法实现批量生产；现在采用新的熔融盐工艺轧制道次为10-15次，而且不用真空热处理了，大大降低了成本，且成品质量提高了。
附图说明
图1为本发明中在线温轧装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
请参阅图1，详述本发明的实施例。
超薄记忆合金箔材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)：将海绵钛和电解镍按照比例均匀配料，其质量百分比为：电解镍55.8％，其余为海绵钛；
步骤2)：将配好的料装入高真空中频感应炉的坩埚中进行真空一次熔炼至熔化，浇注到模具中冷却至100℃以下，其中，真空度为(3-5)×10-4，熔炼温度为1700℃；
步骤3)：将真空一次熔炼后形成的铸锭从模具中取出再放入高真空中频感应炉的坩埚中进行真空二次熔炼至溶化，浇注到模具中冷却至100℃以下，其中，真空度为(3-5)×10-4，熔炼温度为1700℃；
步骤4)：将真空二次熔炼后的铸锭放入高真空自耗炉中进行真空三次熔炼，然后在高真空自耗炉内进行冷却至100℃以下，其中，真空度为3×10-4，熔炼温度为1700℃；
步骤5)：对真空三次熔炼后的铸锭进行热锻成厚度小于120mm的板坯，锻造温度为950℃，压缩率为50％；
步骤6)：对热锻后的板坯进行多次热轧至5mm厚的板坯，热轧温度为900℃，每次轧下率50％，每次热轧前回炉加热至热轧温度。
步骤7)：对热轧后的板坯进行一次加热温轧至厚度为2mm的薄板坯，温轧温度为750℃；。
步骤8)：对一次加热温轧后的薄板坯在真空炉中进行一次热处理，热处理温度为800℃，保温1小时后随炉冷却；
步骤9)：对一次热处理后的薄板坯进行一次表面处理，通过酸洗处理氧化皮；酸洗液为：硝酸78％、氢氟酸10％、其余为水。
步骤10)；对一次表面处理后的薄板坯进行二次加热温轧至厚度小于0.5mm的超薄板坯，温轧温度为600℃；
步骤11)；温轧时采用熔融的盐均匀分布到板材表面进行在线可逆轧制，轧制道次约为10-15次，盐熔融温度为450—550℃，成品厚度最终为0.03毫米。
上述步骤11)中，由于钛镍记忆合金箔材强度高，塑性差，必须采用温轧轧制才能改善性能，提高效率，因此采用熔融(450—550℃)的盐均匀分布到箔材表面进行轧制，使温度均匀，材料性能好，轧制效率高，表面无氧化，表面光亮平直。具体的，在线加热温轧使用在线温轧装置，如图1所示，在线温轧装置包括上下工作辊1，所述上下工作辊1的一侧设有轧辊预热装置2，所述上下工作辊1的另一侧设有烘干器6，所述上下工作辊1两侧均设有熔融盐槽装置3，所述熔融盐槽装置3通过流口7向进入轧辊的板坯件表面上均匀的撒盐，所述熔融盐槽装置3上设有加热管4，所述上下工作辊1上部设有轧辊喷水清洗装置5。上述结构中，轧辊预热装置2用于预热轧辊到80—120℃，防止熔融的盐过快凝固；轧辊喷水清洗装置5用60—70℃水冲洗轧辊上残留的盐，上下均有烘干系统，保证轧辊及箔材表面干燥，否则熔融的盐会遇水产生崩溅。
本发明采用新工艺制造钛镍记忆合金箔材，降低了成本，提高了效率，成品箔材的尺寸公差、平直度、平整度、性能、质量的稳定性均符合标准及要求，由于钛镍记忆合金有弹性及极好的抗疲劳性能和记忆性能，在高端领域得到应用，其中在折叠显示屏、医疗、航天器、半导体、太阳能光伏发电中均得到了广泛的应用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.超薄记忆合金箔材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1）：将海绵钛和电解镍按照比例均匀配料，其质量百分比为：电解镍55.8%，其余为海绵钛；
步骤2）：将配好的料装入高真空中频感应炉的坩埚中进行真空一次熔炼至熔化，浇注到模具中冷却至100℃以下，其中，真空度为（3-5）×10
，熔炼温度为1700℃；
步骤3）：将真空一次熔炼后形成的铸锭从模具中取出再放入高真空中频感应炉的坩埚中进行真空二次熔炼至溶化，浇注到模具中冷却至100℃以下，其中，真空度为（3-5）×10
，熔炼温度为1700℃；
步骤4）：将真空二次熔炼后的铸锭放入高真空自耗炉中进行真空三次熔炼，然后在高真空自耗炉内进行冷却至100℃以下，其中，真空度3×10
，熔炼温度为1700℃；
步骤5）：对真空三次熔炼后的铸锭进行热锻成厚度小于120mm的板坯，锻造温度为950℃，压缩率为50%；
步骤6）：对热锻后的板坯进行多次热轧至5mm厚的板坯，热轧温度为900℃，每次轧下率50%，每次热轧前回炉加热至热轧温度；
步骤7）：对热轧后的板坯进行一次加热温轧至厚度为2mm的薄板坯，温轧温度为750℃；
步骤8）：对一次加热温轧后的薄板坯在真空炉中进行一次热处理，热处理温度为800℃，保温1小时后随炉冷却；
步骤9）：对一次热处理后的薄板坯进行一次表面处理，通过酸洗处理氧化皮；
步骤10）；对一次表面处理后的薄板坯进行二次加热温轧至厚度小于0.5mm的超薄板，温轧温度为600℃；
步骤 11）；温轧时采用熔融的盐均匀分布到板材表面进行在线可逆轧制，轧制道次为10-15次，盐熔融温度为450—550℃，成品厚度最终为0.03毫米；
上述步骤11）中的在线加热温轧使用在线温轧装置，在线温轧装置包括上下工作辊（1），所述上下工作辊（1）的一侧设有轧辊预热装置（2），所述上下工作辊（1）的另一侧设有烘干器（6），所述上下工作辊（1）两侧均设有熔融盐槽装置（3），所述熔融盐槽装置（3）通过流口（7）向进入轧辊的板坯件表面上均匀的涂盐，所述熔融盐槽装置（3）上设有加热管（4），所述上下工作辊（1）上部设有轧辊喷水清洗装置（5）。
2.根据权利要求1所述的超薄记忆合金箔材的制备方法，其特征在于：上述步骤9）中的酸洗液配比为：硝酸78%、氢氟酸10%、其余为水。
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Denomination of invention: Preparation method of ultra-thin memory alloy foil Effective date of registration: 20230228 Granted publication date: 20221209 Pledgee: Baoji Branch of Huaxia Bank Co.,Ltd. Pledgor: BAOJI BOXIN METAL MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2023610000125 |
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