[发明专利]一种镍钛形状记忆合金丝及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种镍钛形状记忆合金丝及其制备方法、应用。其包括下述步骤：①将镍钛合金原丝抛光，得抛光丝；②在抛光丝表面生成一氧化膜层；③冷拉拔，单道次变形量≤20％，当累积变形量≤60％时，停止拉拔；④退火处理；重复③④，直至丝材直径≤0.3mm；⑤再次抛光处理；⑥丝材表面生成一氧化膜层；⑦冷拉拔，单道次变形量≤10％，当累积变形量≤70％时，停止拉拔；⑧火处理；重复⑦⑧，直至丝材直径≥0.02mm；⑨热处理。本发明通过特定的制备方法，可制得的表面光滑的镍钛形状记忆合金丝，该镍钛形状记忆合金丝镍钛形状记忆合金丝直径≥20μm，响应速度快，耐疲劳性能好，可作为移动式部件在OIS中应用。

技术领域

本发明涉及一种镍钛形状记忆合金丝及其制备方法、应用。

背景技术

形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应(shape memory effect,SME)的由两种以上金属元素所构成的材料。镍钛形状记忆合金因其优良的形状记忆性能，在机器人领域的驱动器设计及振动控制方面的应用愈加广泛。形状记忆效应指镍钛SMA丝材能够记忆在低温马氏体相的形状，产生塑性变形后，升高到一定的温度，可以自动回复到原来记忆的形状。利用这一效应制造的弹簧、门锁已在行业控制行业中达到成熟的应用。

如果将SMA丝材低温拉伸、加热收缩作为一个循环的话，那么丝材的响应速度与丝材的升温降温速度密切相关。根据常识可知，物体的散热速度与体表面积与体积的比值成正比，即体表面积与体积的比值越大，散热速度越快。对于SMA丝材来说，直径越小，丝材的表面积与体积之比越大，散热速度越快，响应速度也越快。

随着镍钛SMA丝材在电子微驱动领域应用的不断深入，对驱动器的体积及响应速度提出了越来越高的要求，对SMA丝材的直径需求也越来越高，由毫米级别提高到微米级别。

现有的技术中，CN101649429B公开了一种NiTiV形状记忆合金丝材的加工方法，拉伸后的镍钛钒丝材最终直径为1.15mm。CN106363033A公开了一种钛镍形状记忆合金丝材加工方法，其加工出的丝材直径为1.3mm。CN110976536A公开了一种镍钛形状记忆合金丝的加工方法，所得产品直径为0.2mm～3.0mm。目前镍钛SMA丝材的加工方法适用于0.1mm以上的丝材加工，对于电子微驱动领域所需要的微米级丝材，例如50微米、30微米等直径的丝材加工方法未有涉及。

另外，由于电子微驱动器领域SMA丝材循环驱动次数可能达到百万次，对SMA微细丝材的疲劳性能提出了更高的要求。现有的SMA微细丝材无法满足高疲劳性能的使用要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中没有公开微米级SMA丝材的制备方法，以及现有的SMA丝材无法满足高疲劳性能的缺陷，提供一种镍钛形状记忆合金丝及其制备方法、应用。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题。

本发明提供了一种镍钛形状记忆合金丝的制备方法，其包括：

S1.将镍钛合金原丝抛光，得镍钛合金抛光丝；

S2.在所述镍钛合金抛光丝表面生成一氧化膜层；

S3.将S2所得丝材进行冷拉拔，单道次变形量≤20％，当累积变形量≤60％时，停止拉拔；

S4.将S3所得丝材退火处理；

重复S3及S4步骤，直至丝材直径≤0.3mm；

S5.重复步骤S1进行再次抛光处理；

S6.重复步骤S2，在S5所得丝材表面生成一氧化膜层；

S7.将S6所得丝材进行冷拉拔，单道次变形量≤10％，当累积变形量≤70％时，停止拉拔；