專利名稱:寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)及其制備方法與應用的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種記憶合金緊固連接技術,特別是涉及一種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)及其制備方法與應用,屬于冶金新材料技術領域。
背景技術:
目前,用于線、管、纜的連接主要是采用機械連接,這種方式不但操作不方便,使用壽命低,可靠性和安全性也很難得到保證。特別是在通訊技術和信號裝置中,經常會遇到金屬薄壁與金屬、陶瓷、塑料薄壁的密封,傳統(tǒng)的機械連接工藝很難實現。因此,研究開發(fā)出合適的用于線、管、纜的連接技術是近年來該行業(yè)亟待解決的重點課題之一。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決現有技術存在的上述不足,提供一種具有更高緊固強度和密封性能的寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)及其制備方法與應用。本發(fā)明給出的這種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)適用于纜、線、網、管之間及與連接器之間的緊固連接件,利用記憶合金的緊固效應,可在360度實現緊固連接,利用記憶合金寬滯后效應,可在-190°C -+60°C環(huán)境溫度下儲存運輸,實現緊固后可在-60°C-+20(TC范圍內保持緊固不松弛,特別用于屏蔽電纜與電連接器之間的連接,連接處出具有很好的機械性能和高頻電子性能。本發(fā)明給出的這種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán),采用超純冶煉方法熔煉后制成絲或扁帶焊接成形,再經低溫擴徑制備而成,其特點是TiNiNb記憶合金的組分按原子百分比計為Ti 42-47,Ni 44-49,Nb 6-14。為更好的實現本發(fā)明的目的,所用TiNiNb記憶合金材料在奧氏體狀態(tài)下,屈服強度高于850MPa,斷裂強度高于950MPa,延伸率高于30 %。為更好的實現本發(fā)明的目的,所述寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)是用記憶合金絲或扁帶焊接成環(huán)狀、三角形、六邊形或多邊形結構,其中環(huán)狀記憶環(huán)的形狀為圓形、 三角形、六邊形或多邊形,環(huán)狀記憶環(huán)的截面形狀為圓形、橢圓形或矩形,環(huán)狀記憶環(huán)的截面積為2mm2-1600mm2,環(huán)狀記憶環(huán)的周長為6_1470mm。本發(fā)明給出的這種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)的制備方法,其特點是有以下步驟1)熔煉(1)原材料選用海綿鈦、鎳板和鈮條,按所述組分,采用超純真空技術熔煉;(2)合金成分均勻化處理,鑄錠在700-1000°C保溫3_6h ;(3)700-900°C條件下鍛成Φ8的棒材;(4) 500-700°C熱鏇成 Φ 6. 5匪的絲材;(5)400-750°C熱拉拔成 Φ3. 0-0. 5mm 的絲材。
(6) 400-750 °C 冷軋成厚 2. 5-0. 3 的板材。2)記憶環(huán)的制備(1)纏繞將Φ 3. 0-0. 5mm的絲材或厚2. 5-0. 3的板材,纏繞成環(huán)形或其他形狀,
采用微束等離子焊設備焊接;(2)擴徑在_60°C條件下,采用錐形擴徑棒通過機械擠壓對記憶環(huán)進行擴徑。(3)成品檢驗對加工成品進行檢驗,公差士0. 2mm。本發(fā)明給出的這種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)安裝時,將記憶環(huán)放于需連接處,用電吹風加熱至60-80°C,記憶環(huán)恢復形狀,安裝結束。為更好的實現本發(fā)明的目的,所述擴徑變形率在6-14%之間。為更好的實現本發(fā)明的目的,所述擴徑過程中擴徑棒上涂上干膜潤滑劑,在記憶環(huán)與擴徑棒間涂覆低溫潤滑脂與聚乙烯薄膜,可明顯降低擴徑力,減少擴徑棒的磨損和記憶環(huán)內壁的劃傷。為更好的實現本發(fā)明的目的,所述擴徑過程中采用多凸臺擴徑棒單道擴徑或單凸擴徑棒單道或多道擴徑。本發(fā)明給出的這種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)的應用,其特點是這種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)可在-190°C -+60°C環(huán)境溫度下儲存運輸,實現緊固后可在-60°C -+200°C范圍內保持緊固不松弛。與現有技術相比,本發(fā)明的有益效果是1、占用空間小、結構簡單、安裝方便。2、密封性好??坑洃洯h(huán)的形狀恢復達到與被連接管緊密咬合,不需要加其它密封材料。3、可在室溫下儲存、運輸和安裝,更適合現場操作。4、安裝工藝簡單。因記憶環(huán)是在擴徑后裝配,安裝十分方便,用電吹風加熱記憶環(huán)至70 80度,即可使環(huán)徑形狀恢復,完成安裝。 5、與現行使用的管接頭比較,記憶環(huán)每件可減重70 %左右,減重效果十分顯著。
具體實施例方式實施例1記憶環(huán)的機加尺寸及擴徑量的大小,直接影響到隨后的記憶環(huán)與被連接管配合的緊密程度。一般機加后記憶環(huán)的內徑要小于被連接管外徑的2% -4% ;擴徑后記憶環(huán)內徑要大于被連接管外徑的2% -4%。以外連接管Φ 10. Omm為例,記憶環(huán)的制備工藝如下1、熔煉1)原材料選用海綿鈦、鎳板和鈮條,其組分按原子比計為Ti_44,Ni-47.6, Nb-8. 4采用真空超純冶煉技術熔煉;2)合金成分均勻化處理,鑄錠在850°C保溫釙;3)800°C條件下鍛成Φ8_的棒材;4) 700°C熱鏇成 Φ6. 5mm 的絲材;5)700°C熱拉拔成Φ2. Omm的絲材。2、記憶環(huán)的制備
1)纏繞將Φ2. Omm的絲材,纏繞成內徑為Φ9. 70mm的環(huán)形,采用微束等離子焊
設備焊接;2)擴徑在_60°C條件下,采用錐形擴徑棒通過機械擠壓對記憶環(huán)進行擴徑。擴徑棒上涂上干膜潤滑劑,在記憶環(huán)與擴徑棒間涂覆低溫潤滑脂與聚乙烯薄膜,降低擴徑力,減少擴徑棒的磨損和記憶環(huán)內壁的劃傷。擴徑后環(huán)的直徑為10.30mm。3)成品檢驗對加工成品進行檢驗,公差士0. 1mm。3、安裝將記憶環(huán)放于被連接管處,用電吹風加熱至70-80°C,記憶環(huán)恢復形狀,安裝結束。實施例2以外連接管為周長336mm的六邊形管、截面為直徑Φ 1. Omm的記憶環(huán)為例。1、熔煉1)原材料選用海綿鈦、鎳板和鈮條,其組分按原子比計為Ti_44,Ni-47.4, Nb-8. 6采用真空超純冶煉技術熔煉;2)合金成分均勻化處理,鑄錠在850°C保溫釙;3)800°C條件下鍛成Φ8_的棒材;4) 700°C熱鏇成 Φ6. 5mm 的絲材;5) 700°C熱拉拔成Φ 1. Omm的絲材。2、記憶環(huán)的制備1)纏繞將Φ 1. Omm的絲材,纏繞成周長為323mm的六邊形,采用微束等離子焊設備焊接;2)擴徑在-60°C條件下,采用錐形擴徑棒通過機械擠壓對記憶環(huán)進行擴徑。擴徑棒上涂上干膜潤滑劑,在記憶環(huán)與擴徑棒間涂覆低溫潤滑脂與聚乙烯薄膜,降低擴徑力,減少擴徑棒的磨損和記憶環(huán)內壁的劃傷。擴徑后環(huán)的直徑大于350mm。3)成品檢驗對加工成品進行檢驗,公差士0. 1mm。3、安裝將記憶環(huán)放于被連接管處,用電吹風加熱至70-80°C,記憶環(huán)恢復形狀,安裝結束。實施例3以外連接管直徑為Φ 28. 50mm,截面形狀為8mmX0. 5mm的矩形的記憶環(huán)為例。1、熔煉1)原材料選用海綿鈦、鎳板和鈮條,其組分按原子比計為Ti_44,Ni-47.2, Nb-8. 8采用真空超純冶煉技術熔煉;2)合金成分均勻化處理,鑄錠在850°C保溫釙;3)800°C條件下鍛成Φ8mm的棒材;4)700°C熱軋成 8mmX0. 5mm 的板材。2、記憶環(huán)的制備1)纏繞將8mmX0. 5mm的板材,纏繞成內徑為Φ 27. 70mm的環(huán)形,采用微束等離
子焊設備焊接;2)擴徑在-60°C條件下,采用錐形擴徑棒通過機械擠壓對記憶環(huán)進行擴徑。擴徑棒上涂上干膜潤滑劑,在記憶環(huán)與擴徑棒間涂覆低溫潤滑脂與聚乙烯薄膜,降低擴徑力,減少擴徑棒的磨損和記憶環(huán)內壁的劃傷。擴徑后環(huán)的直徑大于29. 60mm。3)成品檢驗對加工成品進行檢驗,公差士0. 1mm。3、安裝將記憶環(huán)放于被連接管處,用電吹風加熱至70-80°C,記憶環(huán)恢復形狀,安裝結束實施例4以外連接管為周長觀8的六邊形管、截面形狀為5mmX0. 3mm的矩形的記憶環(huán)為例。1、熔煉1)原材料選用海綿鈦、鎳板和鈮條,其組分按原子比計為Ti_44,Ni-47. 1, Nb-8. 9采用真空超純冶煉技術熔煉;2)合金成分均勻化處理,鑄錠在850°C保溫釙;3)800°C條件下鍛成Φ8mm的棒材;4) 700°C熱軋成 5mmX0. 3mm 的板材。2、記憶環(huán)的制備1)纏繞將IOmmXO. 5mm的板材,纏繞成周長278的六邊形,采用微束等離子焊設
備焊接;2)擴徑在_60°C條件下,采用錐形擴徑棒通過機械擠壓對記憶環(huán)進行擴徑。擴徑棒上涂上干膜潤滑劑,在記憶環(huán)與擴徑棒間涂覆低溫潤滑脂與聚乙烯薄膜,降低擴徑力,減少擴徑棒的磨損和記憶環(huán)內壁的劃傷。擴徑后環(huán)的周長大于300mm。3)成品檢驗對加工成品進行檢驗,公差士0. 1mm。3、安裝將記憶環(huán)放于被連接管處,用電吹風加熱至70-80°C,記憶環(huán)恢復形狀,安裝結束。
權利要求
1.一種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán),采用超純冶煉方法熔煉后制成絲或扁帶焊接成形,再經低溫擴徑制備而成,其特征在于TiNiNb記憶合金的組分按原子百分比計為Ti 42-47,Ni 44-49,Nb 6-14。
2.根據權利要求1所述的寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán),其特征在于TiNiNb記憶合金在奧氏體狀態(tài)下,屈服強度高于850MPa,斷裂強度高于950MPa,延伸率高于30 %。
3.根據權利要求1所述的寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán),其特征在于寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)是用記憶合金絲或扁帶焊接成環(huán)狀、三角形、六邊形或多邊形結構,其中環(huán)狀記憶環(huán)的形狀為圓形、三角形、六邊形或多邊形,環(huán)狀記憶環(huán)的截面形狀為圓形、橢圓形或矩形,環(huán)狀記憶環(huán)的截面積為2mm2-1600mm2,環(huán)狀記憶環(huán)的周長為 6-1470mm。
4.一種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)的制備方法,其特征在于有以下步驟1)熔煉(1)原材料選用海綿鈦、鎳板和鈮條,按所述組分,采用超純真空技術熔煉;(2)合金成分均勻化處理,鑄錠在700-1000°C保溫3- ;(3)700-900°C條件下鍛成Φ8的棒材;G)500-700°C熱鏇成Φ6. 5mm的絲材;(5)400-750°C熱拉拔成Φ3. 0-0. 5mm 的絲材;(6)400-750°C冷軋成厚2.5-0. 3的板材。2)記憶環(huán)的制備(1)纏繞將Φ3.0-0. 5mm的絲材或厚2. 5-0. 3的板材,纏繞成環(huán)形或其他形狀,采用微束等離子焊設備焊接;(2)擴徑在-60°C條件下,采用錐形擴徑棒通過機械擠壓對記憶環(huán)進行擴徑;(3)成品檢驗對加工成品進行檢驗,公差士0.2mm。
5.根據權利要求4所述的寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)的制備方法,其特征在于所述擴徑變形率在6-14%之間。
6.根據權利要求4所述的寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)的制備方法,其特征在于所述擴徑過程中擴徑棒上涂上干膜潤滑劑,在記憶環(huán)與擴徑棒間涂覆低溫潤滑脂與聚乙烯薄膜,可明顯降低擴徑力,減少擴徑棒的磨損和記憶環(huán)內壁的劃傷。
7.根據權利要求4所述的寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)的制備方法,其特征在于所述擴徑過程中采用多凸臺擴徑棒單道擴徑或單凸擴徑棒單道或多道擴徑。
8.一種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)的應用,其特征在于這種寬熱滯 TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)可在-190°C -+60°C環(huán)境溫度下儲存運輸,實現緊固后可在-60°C -+200°C范圍內保持緊固不松弛。
全文摘要
一種寬熱滯TiNiNb形狀記憶合金記憶環(huán)及其制備方法與應用,其特點是記憶環(huán)的合金組分為Ti42-47;Ni44-49;Nb6-14;其制備方法為1)熔煉采用真空超純冶煉技術熔煉;2)均勻化處理700-1000℃,時間3-6h;3)700-900℃條件下鍛造;4)400-750℃熱拉拔成所需絲材;5)將絲材纏繞成環(huán)形,采用微束等離子焊技術進行焊接;6)-60℃條件下進行擴徑。本發(fā)明制備的記憶環(huán)具有連接強度高、占用空間小、重量輕、安裝方便的特點,可應用在-190℃-+60℃環(huán)境溫度下儲存運輸,實現緊固后可在-60℃-+200℃范圍內保持緊固不松弛。
文檔編號B23P15/00GK102296224SQ20101020825
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權日2010年6月24日
發(fā)明者胡毅鈞, 胡金玲, 裴峰, 高原, 高淑春, 黃國靜 申請人:沈陽天賀新材料開發(fā)有限公司