[发明专利]一种NiMnGaCoCu记忆合金薄条带的制备方法

说明书

本发明涉及合金制作技术领域，具体是一种NiMnGaCoCu记忆合金薄条带制备方法，包括如下步骤：1)熔融：选用纯Ni、Mn、Ga、Co、Cu金属原材料，置于真空熔炼炉内带有水冷装置的铜模具中，抽真空后充入惰性气体，在惰性气体保护下翻转熔炼，搅拌后的均匀合金溶液在水冷铜模具中充分冷却后，获得NiMnGaCoCu合金锭；2)第一次热处理；3)快淬：将热处理后的NiMnGaCoCu合金锭在10m/s‑30m/s转速的熔炼甩带炉中熔体快淬，制成合金薄条带；4)第二次热处理，获得NiMnGaCoCu记忆合金薄条带；制备的记忆合金薄条带具有高韧性、柱状晶粒有序排列、晶格扭曲度可调的特点。

技术领域

本发明涉及合金制作技术领域，具体是一种NiMnGaCoCu记忆合金薄条带的制备方法。

背景技术

NiMnGa基系列合金具有大的磁场或外力诱导形状记忆效应，其响应频率达到几千赫兹，远高于目前热驱动形状记忆合金，在应力和磁场作用下，镍锰镓单晶合金能产生高达10％的应变，应变远大于目前的磁伸缩合金，这使得这种合金在超声、传感器、执行器和控制器等领域具有广阔的应用前景，但NiMnGa基系列合金具有本征脆性，在室温下难以加工成型，存在成型后表面容易开裂失效，也限制了其在诸多领域的应用和推广。

目前，研究者考虑采用调整合金成分和元素掺杂的方法来克服以上缺点，例如通过掺杂Fe、Co、Ti、Al、Cu等元素来克服改善这个不足之处，但是，这些掺杂后的合金会在不同程度上改变NiMnGa合金材料的微观结构、马氏体相变温度、晶格扭曲度等性质，影响到材料的形状记忆效应，从而影响到了材料的市场应用前景。

专利号CN201510835614.6公开了一种镍锰镓超弹性形状记忆合金丝及其制备方法，其关键点在于在高频电磁感应作用下熔炼母合金，但微熔池温度过高，容易造成样品中Mn成分挥发，影响到合金性质，且抽丝过程要求工艺复杂，难以扩大规模生产。

专利号CN201510679862.6公开了一种镍锰镓合金棒材热挤压制备方法，关键点在于对待挤压的镍锰镓合金坯料表面涂覆玻璃润滑剂后，采用热挤压方法获得较细的棒材，但其需要将挤压得到的棒状合金坯料浸泡在酸液中至棒状合金坯料表面的包套层金属材料溶解分离，这使得合金表面结构发生变化。

专利号CN201710224923.9公开了一种高弹热效应的镍锰镓合金及其制备方法，关键点在于真空感应熔炼，石墨浇注模具并均匀化热处理获得镍锰镓合金。该方法采用熔炼后均匀合金溶液浇注到石墨模具中冷却获得合金。但在这个溶液流动浇注过程中，合金溶液处于融化状态，处于融化液态溶液中的Mn成分容易挥发，使得材料成分发生变化。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种NiMnGaCoCu记忆合金薄条带的制备方法，具体如下：

一种NiMnGaCoCu记忆合金薄条带的制备方法，包括如下步骤：

1)熔融：选用纯Ni、Mn、Ga、Co、Cu金属原材料置于真空熔炼炉中，抽真空后充入惰性气体，在惰性气体保护下翻转熔炼，搅拌后的均匀合金溶液在水冷铜模具中充分冷却后获得NiMnGaCoCu合金锭；

2)第一次热处理；

3)快淬：将热处理后的NiMnGaCoCu合金锭在10m/s-30m/s转速的熔炼甩带炉中熔体快淬，制成合金薄条带；

4)第二次热处理，获得NiMnGaCoCu记忆合金薄条带。

进一步地，在步骤1)中所述翻转熔炼的次数为3-5次。

进一步地，所述步骤2)中第一次热处理是将步骤1)所得的NiMnGaCoCu合金锭置于真空石英管后，在热处理炉中以5-10℃/min的速率升温至885-905℃，保温处理24h，再以5-10℃/min的速率降温至室温。