[发明专利]一种提高铜锌铝记忆合金热疲劳性能的复合稀土变质剂

说明书

技术领域

本发明属于记忆合金制备技术领域，特指一种提高铜锌铝记忆合金热疲劳性能的复合稀土变质剂。 

背景技术

自从英国的Delat记忆金属公司发现铜基记忆合金以后，铜基记忆合金的研究迅速展开。目前来说，在记忆合金材料中，铜基合金材料占的比例最大。铜基记忆合金尽管某些特性不及NiTi合金，但由于加工容易，原材料来源广泛，成本低廉（只及NiTi合金的1/10），而受到大批研究者的青睐。在已发现的记忆合金中铜基合金占的比例最多，主要可以分为Cu-Zn和Cu-Al两大类，其中最具有实用价值的是CuZnAl系和CuAlNi系。近年又发展了CuAlMn系。虽然铜基记忆合金具有良好的形状记忆效应和低廉的价格，前景十分诱人，然而在实用过程中，发现存在马氏体稳定化、延性差、易发生晶界破坏，以及疲劳寿命短等问题，因此它只在性能要求不高以及要求降低成本的情况下使用。Cu基记忆合金容易发生晶界破坏的原因大致有弹性各向异性因子过大、晶粒尺寸过大、晶界处有偏析，导致晶界自身脆化等。为了改善延性，抑制晶界破坏，提高疲劳寿命，主要的途径是细化晶粒。主要方法有：①添加合金元素，②快速凝固法，③粉末冶金法。通常使用第一种方法，即在铜基合金中添加一种或几种溶解度很小的或者能和合金中的某元素形成微细化合物的元素，在凝固过程中促进细小等轴晶形成，或在热加工和热处理过程中阻止晶粒长大，从而获得细晶组织。 

本发明开发出一种提高铜锌铝记忆合金热疲劳性能的复合稀土变质剂。

发明内容

本发明开发出一种提高铜锌铝记忆合金热疲劳性能的复合稀土变质剂，其特征为Nd 10～15wt％、La 10～15 wt％、Y 8～12wt％、Ce 8～12wt％、Tb 5～8 wt％、Gd 5～8 wt％、Pr+Sc+Eu+Ho+Er+Tm+Lu为10～20wt%，Zr 3～6wt%、Ti 2～5wt%、B 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0.2～1.0wt%。 

　上述成分可优化为：Nd 12～13wt％、La 12～13 wt％、Y 10～11wt％、Ce 10～11wt％、Tb 6～7 wt％、Gd 6～7 wt％、Pr+Sc+Eu+Ho+Er+Tm+Lu为14～16wt%，Zr 4～5wt%、Ti 3～4wt%、B 3～4wt%，余为铜。复合稀土变质剂最佳加入量范围为0.7wt%。

本发明复合稀土变质剂辅以多种稀土元素及其它元素，避免单独使用一种稀土元素或一种其它元素时对材料综合性能提高不明显的缺点，复合稀土变质剂与铜锌铝记忆合金元素发生交互和变质作用，达到净化合金液、去除杂质，细化晶粒、强化晶界，使组织得到优化，可大幅度提高铜锌铝记忆合金热疲劳性能。

附图说明   

图1 热疲劳试样尺寸图

图2复合稀土变质剂加入量对铜锌铝记忆合金热疲劳性能的影响

█复合稀土变质剂加入量为0.2 wt %，▲复合稀土变质剂加入量为0.7 wt %，●复合稀土变质剂加入量为1.0 wt %，从图2中可以看出，试样标记为▲的热疲劳性能最好。

实施例1