提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104232981 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104232981 A (21)申请号 201310233276.X (22)申请日 2013.06.13 C22C 9/04(2006.01) C22C 1/02(2006.01) C22C 1/06(2006.01) C22F 1/08(2006.01) (71)申请人 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 地址 212009 江苏省镇江市丁卯开发区四平 山路兴泽支路 5 号 (72)发明人 杨嵩 司松海 李晓薇 刘光磊 齐克尧 (54) 发明名称 提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损 性能的方法 (。

2、57) 摘要 提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损 性能的方法， 属于记忆合金制备技术领域， 其特征 为 ： 以 Zn24.5 26wt%、 Al3.5 4.5wt%、 余为铜 为原料， 称重后在中频感应熔炼炉中熔炼， 温度达 到 1240 1260时， 采用冲入法加入复合稀 土变质剂 0.2wt% 1.2wt%。然后浇注成直径为 80150mm的铸锭。 退火处理是加热到850保 温 24 小时后随炉冷却， 然后车削去除表面 2-3mm 的脱锌层， 再将铸锭在 850保温 30 分钟后锻打 成5560mm的棒材。 最后进行热处理， 850保 温 30 分钟后， 从保温炉中取出在大气环境条件下。

3、 冷却。对其制备的试样在碱性介质条件下进行滚 动磨损试验。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104232981 A CN 104232981 A 1/1 页 2 1. 提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的方法， 其特征为 ： 以 Zn24.5 26wt%、 Al3.5 4.5wt%、 余为铜为原料， 称重后在中频感应熔炼炉中熔炼 ； 熔炼工艺为 ： 加 入电解铜、 锌锭、 铝锭， 待材料全部熔化后， 升温至 1240 12。

4、60时采用冲入法加入复合 稀土变质剂 ； 复合稀土变质剂成分为 ： Ce 10 15wt、 La 8 12 wt、 Nd 8 12wt、 Sc6 9wt、 Lu6 9 wt、 Ni 4 8wt%、 Y Pr Tb Eu Gd Ho Er Tm 为 10 20wt%， V 2 5wt%， Zr 2 5wt%， 余为铜 ； 复合稀土变质剂加入量为 0.2wt % 1.2wt % ； 然后浇注成直径为 80150mm 的铸锭 ； 退火处理是加热到 850保温 24 小时 后随炉冷却， 然后车削去除表面 2-3mm 的脱锌层， 再将铸锭在 850保温 30 分钟后锻打成 5560mm 的棒材 ； 最后。

5、进行热处理， 其具体工艺为 ： 850保温 30 分钟后， 从保温炉中取 出在大气环境条件下冷却 ； 在棒材上取样， 通过线切割加工出滚动磨损试样， 滚动磨损试 样为圆环状， 具体尺寸 ： 外径 50 mm， 内孔 16 mm， 环厚度 8mm ； 对磨件尺寸同上， 材质为 45Cr 钢， 硬度 50 54HRC ； 滚动磨损是在国产 MM-2000 型销盘式试验机上进行 ； 磨损量以 试样磨损前后的质量差来衡量， 称量采用 MAll0 电子分析天平， 精度为 0.0001g ； 碱性介质 为自配的 Na（OH） 稀溶液， PH 为 10.0 12.0， 滴速为 20 滴 / 每分钟 ； 各试。

6、样开始试验前， 先进行 30min 的预跑合， 跑合完毕后测定原始重量， 然后加载至预定的载荷进行预定时间 的磨损试验 ； 滚动磨损试验结束后， 将试样用丙酮超声清洗 30min， 再测定试样的重量， 并 计算出试样的磨损量 ； 每次测试前试样和对磨件都要用丙酮清洗， 每次测试后下一次测试 前要将对磨件用砂纸磨到 1200 号， 防止下一次测试时对磨件的表面粗糙度发生变化 ； 实验 中， 45Cr钢环转速200r/min， 铜锌铝记忆合金环转速180r/min， 相对滑动速度0.05236m/s。 2. 根据权利要求 1 所述提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的方法， Zn24.5 2。

7、6wt%、 Al3.5 4.5wt%、 余为铜为原料， 滚动磨损性能表现优异。 3. 根据权利要求 1 所述提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的方法， 复合 稀土变质剂成分为 ： Ce 1015wt、 La 812 wt、 Nd 812wt、 Sc69wt、 Lu6 9 wt、 Ni 4 8wt%、 Y Pr Tb Eu Gd Ho Er Tm 为 10 20wt%， V 2 5wt%， Zr 2 5wt%， 余为铜， 滚动磨损性能表现优异。 4. 根据权利要求 1 所述提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的方法， 复合 稀土变质剂加入量为 0.8wt %， 滚动磨损性能表现优异。

8、。 5. 根据权利要求 1 所述提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的方法， 退火 处理是加热到850保温24小时后随炉冷却， 然后车削去除表面2-3mm的脱锌层， 再将铸锭 在 850保温 30 分钟后锻打成 5560mm 的棒材， 滚动磨损性能表现优异。 6. 根据权利要求 1 所述提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的方法， 热处 理工艺为 ： 850保温 30 分钟后， 从保温炉中取出在大气环境条件下冷却， 滚动磨损性能表 现优异。 权 利 要 求 书 CN 104232981 A 2 1/3 页 3 提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的方法 技术领域 0001 本。

9、发明属于记忆合金制备技术领域， 特指提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动 磨损性能的方法。 背景技术 0002 记忆合金具有优良的耐磨损性能是由前苏联学者AkceAoB于1982年提出的， 但当 时未引起重视。对记忆合金磨损性能的研究， 国外主要集中 NiTi 基合金上， 对 Cu 基记忆合 金磨损性能的研究鲜有报道。国内对这方面的报道不多， 且不同的学者对记忆合金的耐磨 机理有不同的见解。CuZnAl 记忆合金作为铜基记忆合金中最具有实用价值的合金之一， 由 于其加工容易， 塑性高， 记忆性能好， 价格低廉， 越来越受到人们的重视。但是 CuZnAl 记忆 合金也存在疲劳强度低、 脆性大、 容。

10、易断裂等缺陷， 严重影响了摩擦磨损性能， 这是限制其 应用的主要问题之一。 对于单晶体， 马氏体相与母相界面的生成和迁移是失效断裂的原因。 CuZnAl 记忆合金在单晶态时具有优良的记忆效应、 超弹性和耐磨性， 但是对于多晶体， 晶界 的存在引起的沿晶断裂是失效断裂的主要原因。 目前， 普遍认为是弹性各向异性高、 晶粒粗 大、 相变应变的各向异性高、 杂质元素的晶界偏析等在晶界上产生应力集中， 以及在摩擦往 复过程中产生的大量位错聚集， 在晶界上形成失效源头所致。 0003 本发明开发出一种提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的工艺方法。 通过变质处理、 热处理以及后续锻打等一系列工艺手。

11、段， 显著提高了铜锌铝记忆合金在碱 性介质情况下滚动磨损性能。 发明内容 0004 本发明开发出提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的方法， 其特征 为 ： 以 Zn24.5 26wt%、 Al3.5 4.5wt%、 余为铜为原料， 称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。 熔炼工艺为 ： 加入电解铜、 锌锭、 铝锭， 待材料全部熔化后， 升温至 1240 1260时采用 冲入法加入复合稀土变质剂。复合稀土变质剂成分为 ： Ce 10 15wt、 La 8 12 wt、 Nd 8 12wt、 Sc6 9wt、 Lu6 9 wt、 Ni 4 8wt%、 Y Pr Tb Eu Gd Ho Er Tm 。

12、为 10 20wt%， V 2 5wt%， Zr 2 5wt%， 余为铜。所述复合稀土变质剂为 块状合金， 熔点范围 850 1150， 复合稀土变质剂加入量范围为 0.2 1.2wt%。然后浇 注成直径为 80150mm 的铸锭。退火处理是加热到 850保温 24 小时后随炉冷却， 然后 车削去除表面 2-3mm 的脱锌层， 再将铸锭在 850保温 30 分钟后锻打成 5560mm 的棒 材。最后进行热处理， 其具体工艺为 ： 850保温 30 分钟后， 从保温炉中取出在大气环境条 件下冷却。 0005 在棒材上取样， 通过线切割加工出滚动磨损试样， 滚动磨损试样为圆环状， 具体尺寸 ： 外。

13、径 50 mm， 内孔 16 mm， 环厚度 8mm。对磨件尺寸同上， 材质为 45Cr 钢， 硬度 50 54HRC。滚动磨损是在国产 MM-2000 型销盘式试验机上进行。磨损量以试样磨损前后的质 说 明 书 CN 104232981 A 3 2/3 页 4 量差来衡量， 称量采用 MAll0 电子分析天平， 精度为 0.0001g。碱性介质为自配的 Na（OH） 稀溶液， PH 为 10.0 12.0， 滴速为 20 滴 / 每分钟。各试样开始试验前， 先进行 30min 的预 跑合， 跑合完毕后测定原始重量， 然后加载至预定的载荷进行预定时间的磨损试验。 滚动磨 损试验结束后， 将试样。

14、用丙酮超声清洗 30min， 再测定试样的重量， 并计算出试样的磨损量 ( 磨损失重 )。每次测试前试样和对磨件都要用丙酮清洗， 每次测试后下一次测试前要将对 磨件用砂纸磨到 1200 号， 防止下一次测试时对磨件的表面粗糙度发生变化。实验中， 45Cr 钢环转速 200r/min， 铜锌铝记忆合金环转速 180r/min， 相对滑动速度 0.05236m/s。 0006 附图说明 图 1 不同预定载荷对不同碱度介质下铜锌铝记忆合金磨损量的影响 （试验时间 6 小 时） ； 图 2 不同预定时间对不同碱度介质下铜锌铝记忆合金磨损量的影响 （试验载荷 147N） 。 0007 具体实施方式 实施。

15、例 1 以 Zn25.5wt%、 Al4wt%、 余为铜为原料， 称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。熔炼工艺为 ： 加入电解铜、 锌锭、 铝锭， 待材料全部熔化后， 升温至 1240 1260时采用冲入法加入复 合稀土变质剂。复合稀土变质剂加入量为 0.8 wt %。然后浇注成直径为 80150mm 的 铸锭。退火处理是加热到 850保温 24 小时后随炉冷却， 然后车削去除表面 2-3mm 的脱锌 层， 再将铸锭在 850保温 30 分钟后锻打成 5560mm 的棒材。最后进行热处理， 其具体 工艺为 ： 850保温 30 分钟后， 从保温炉中取出在大气环境条件下冷却。在棒材上取样， 通 过线切。

16、割加工出滚动磨损试样， 滚动磨损试样为圆环状， 具体尺寸 ： 外径50 mm， 内孔16 mm， 环厚度 8mm。对磨件尺寸同上， 材质为 45Cr 钢， 硬度 50 54HRC。滚动磨损是在国产 MM-2000 型销盘式试验机上进行。磨损量以试样磨损前后的质量差来衡量， 称量采用 MAll0 电子分析天平， 精度为 0.0001g。碱性介质为自配的 Na（OH） 稀溶液， PH 为 10.0， 滴速为 20 滴 / 每分钟。各试样开始试验前， 先进行 30min 的预跑合， 跑合完毕后测定原始重量， 然后 加载至预定的载荷进行预定时间的磨损试验。滚动磨损试验结束后， 将试样用丙酮超声清 洗 。

17、30min， 再测定试样的重量， 并计算出试样的磨损量 ( 磨损失重 )。每次测试前试样和对 磨件都要用丙酮清洗， 每次测试后下一次测试前要将对磨件用砂纸磨到 1200 号， 防止下一 次测试时对磨件的表面粗糙度发生变化。实验中， 45Cr 钢环转速 200r/min， 铜锌铝记忆合 金环转速 180r/min， 相对滑动速度 0.05236m/s。滚动磨损性能见图 1 和图 2。 0008 实施例 2 以 Zn25.5wt%、 Al4wt%、 余为铜为原料， 称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。熔炼工艺为 ： 加入电解铜、 锌锭、 铝锭， 待材料全部熔化后， 升温至 1240 1260时采用冲入法。

18、加入复 合稀土变质剂。复合稀土变质剂加入量为 0.8wt %。然后浇注成直径为 80150mm 的铸 锭。 退火处理是加热到850保温24小时后随炉冷却， 然后车削去除表面2-3mm的脱锌层， 再将铸锭在 850保温 30 分钟后锻打成 5560mm 的棒材。最后进行热处理， 其具体工 艺为 ： 850保温 30 分钟后， 从保温炉中取出在大气环境条件下冷却。在棒材上取样， 通过 线切割加工出滚动磨损试样， 滚动磨损试样为圆环状， 具体尺寸 ： 外径 50 mm， 内孔 16 mm， 环厚度 8mm。对磨件尺寸同上， 材质为 45Cr 钢， 硬度 50 54HRC。滚动磨损是在国产 说 明 书。

19、 CN 104232981 A 4 3/3 页 5 MM-2000 型销盘式试验机上进行。磨损量以试样磨损前后的质量差来衡量， 称量采用 MAll0 电子分析天平， 精度为 0.0001g。碱性介质为自配的 Na（OH） 稀溶液， PH 为 12.0， 滴速为 20 滴 / 每分钟。各试样开始试验前， 先进行 30min 的预跑合， 跑合完毕后测定原始重量， 然后 加载至预定的载荷进行预定时间的磨损试验。滚动磨损试验结束后， 将试样用丙酮超声清 洗 30min， 再测定试样的重量， 并计算出试样的磨损量 ( 磨损失重 )。每次测试前试样和对 磨件都要用丙酮清洗， 每次测试后下一次测试前要将对磨件用砂纸磨到 1200 号， 防止下一 次测试时对磨件的表面粗糙度发生变化。实验中， 45Cr 钢环转速 200r/min， 铜锌铝记忆合 金环转速 180r/min， 相对滑动速度 0.05236m/s。滚动磨损性能见图 1 和图 2。 说 明 书 CN 104232981 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104232981 A 6 。