一种钛镍管接头合金的制备方法与流程

专利2026-03-06  7


本发明属于形状记忆合金制备,尤其是涉及一种钛镍管接头合金的制备方法。


背景技术:

1、目前在航天、航空、石油管道的液压和气路系统中,各管件连接大量使用形状记忆合金管接头。相比传统的焊接、粘接以及机械螺纹连接,形状记忆合金管接头因其马氏体相变的相变点稳定和容易控制,并且具有优良的力学性能,良好的耐腐蚀性和大的形状记忆效应而广泛应用。目前,形状记忆合金管接头多采用tinife合金进行制备,由于现有技术在制备tinife合金时易出现不理想的组织及冶金缺陷,锻造中容易出现组织过热、不均、空洞以及裂纹等缺陷,严重影响形状记忆合金管接头成品的力学性能,无法应用于具有高连接强度要求、处于高压环境的液压管路中,例如飞机油路等。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足,提供一种钛镍管接头合金的制备方法。该制备方法通过采用二次熔炼结合均质化处理,以及对合金铸锭锻造全程进行温度监控,降低了钛镍管接头合金在锻造过程中出现组织过热、不均、空洞以及裂纹等缺陷的概率,使钛镍管接头合金的组织与性能均匀性得到控制,有效提高了钛镍管接头合金的力学性能,解决了现有技术制备的tinife合金存在组织及冶金缺陷,形状记忆合金管接头成品的力学性能较差,无法应用于具有高连接强度要求、处于高压环境液压管路中的问题。

2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

3、步骤一、采用0级小颗粒海绵钛、1级电解镍、中间合金tife以及铁为原材料,按配比称取后放入模具中,采用压力机将模具里的原材料压制为紧密结合的条状,然后焊接电极杆制得电极;

4、步骤二、将步骤一中制得的电极依次进行真空中频感应熔炼和真空自耗电弧熔炼,得到合金铸锭;

5、步骤三、将步骤二中得到的合金铸锭置于炉内,进行均质化处理;

6、步骤四、切除步骤三中均质化处理后的合金铸锭上下两端冒口;

7、步骤五、将步骤四中切除冒口的合金铸锭经加热保温后进行锻造,对合金铸锭的锻造全程进行温度监控,每监控到合金铸锭温度下降,将合金铸锭重复进行加热保温后继续进行锻造,直至锻造完成得到锻坯;

8、步骤六、对步骤五中锻造完成的锻坯进行检查、修磨,得到无锻造缺陷的锻坯;

9、步骤七、将步骤六中无锻造缺陷的锻坯依次进行固溶处理、经加热保温后轧制处理、经加热保温后矫直处理,得到钛镍管接头合金。

10、本发明通过切除合金铸锭两端中间低四周高的冒口,用于降低钛镍管接头合金出现组织缺陷的概率;通过对锻造后的锻坯进行折叠、裂纹等锻造缺陷的检查,对检查出的缺陷进行修磨,保证锻坯无肉眼可见的锻造缺陷。

11、上述的一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤一中所述0级小颗粒海绵钛粒径不大于12.5mm,所述0级小颗粒海绵钛中的钛元素质量百分含量不小于99.7%,所述1级电解镍中的镍元素质量百分含量不小于99.7%,所述铁中的铁元素质量百分含量不小于99.9%。

12、上述的一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤一中所述压力机采用500吨粉末制品液压机。

13、本发明通过采用500吨粉末制品液压机,将颗粒状金属和粉末金属压制致密,使得各金属成分不丢失,保证合金元素成分合格。

14、上述的一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤二中所述真空中频感应熔炼采用中频真空感应炉进行,中频真空感应炉采用石墨坩埚熔解电极。

15、本发明通过在中频真空感应炉采用石墨坩埚,能够进行感应搅拌,使得电极熔解充分、成分组织均匀,有效提高钛镍管接头合金的力学性能。

16、上述的一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤三中所述均质化处理采用箱式电阻炉加热至800℃~930℃保温5h~6h。

17、上述的一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤五中所述锻造采用1600吨锻压机,所述加热温度均为750℃~900℃,保温均为40min~90min,所述温度下降大不于10℃。

18、本发明通过采用1600吨锻压机进行锻造,使得锻造变形能够到达合金铸锭芯部,采用适合的锻造力和变形速率,能够避免空洞和裂纹的产生,使得锻件组织均匀、晶粒一致性好;在锻造前的热处理中严格控制温度,防止组织过热。

19、上述的一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤六中所述固溶的制度为:加热至850℃~1050℃保温2h~3h,所述轧制处理采用横列式万能孔型棒材轧机进行,加热温度为750℃~900℃,保温40min~90min;所述矫直处理采用两辊矫直机进行,加热温度为600℃~700℃,保温20min~60min。

20、上述的一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,所述钛镍管接头合金由以下质量百分含量的成分组成:ni 46.35%~47.35%,fe2.65%~3.65%,c不大于0.06%,o不大于0.07%,h不大于0.01%,n不大于0.05%,si不大于0.05%,c+o不大于0.12%,余量为ti。

21、本发明与现有技术相比具有以下优点:

22、1、本发明通过采用二次熔炼结合均质化处理以及对合金铸锭锻造全程进行温度监控,降低了钛镍管接头合金在锻造过程中出现组织过热、不均、空洞以及裂纹等缺陷的概率,使钛镍管接头合金的组织与性能均匀性得到控制,有效提高了钛镍管接头合金的力学性能。

23、2、本发明通过对钛镍管接头合金制备全程进行精细化温度控制,配合采用大吨位锻压机进行锻造,同时制备过程中严格控制各工艺热处理温度,防止组织过热,使得制备出的钛镍管接头合金组织均匀、晶粒一致性好,有效提高了钛镍管接头合金的质量稳定性。

24、3、本发明制备的钛镍管接头合金通过机加制成的形状记忆合金管接头,与连接管路之间的连接强度大幅度提升。

25、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。



技术特征:

1.一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤一中所述0级小颗粒海绵钛粒径不大于12.5mm,所述0级小颗粒海绵钛中的钛元素质量百分含量不小于99.7%,所述1级电解镍中的镍元素质量百分含量不小于99.7%,所述铁中的铁元素质量百分含量不小于99.9%。

3.根据权利要求1所述一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤一中所述压力机采用500吨粉末制品液压机。

4.根据权利要求1所述一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤二中所述真空中频感应熔炼采用中频真空感应炉进行,中频真空感应炉采用石墨坩埚熔解电极。

5.根据权利要求1所述一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤三中所述均质化处理采用箱式电阻炉加热至800℃~930℃保温5h~6h。

6.根据权利要求1所述一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤五中所述锻造采用1600吨锻压机,所述加热温度均为750℃~900℃,保温均为40min~90min,所述温度下降大不于10℃。

7.根据权利要求1所述一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,步骤七中所述固溶的制度为:加热至850℃~1050℃保温2h~3h;所述轧制处理采用横列式万能孔型棒材轧机进行,加热温度为750℃~900℃,保温40min~90min;所述矫直处理采用两辊矫直机进行,加热温度为600℃~700℃,保温20min~60min。

8.根据权利要求1所述一种钛镍管接头合金的制备方法,其特征在于,所述钛镍管接头合金由以下质量百分含量的成分组成:ni46.35%~47.35%,fe 2.65%~3.65%,c不大于0.06%,o不大于0.07%,h不大于0.01%,n不大于0.05%,si不大于0.05%,c+o不大于0.12%,余量为ti。


技术总结
本发明公开了一种钛镍管接头合金的制备方法,该方法包括以下步骤:步骤一、将原材料压制为电极;步骤二、进行真空中频感应熔炼和真空自耗电弧熔炼;步骤三、均质化处理;步骤四、切除冒口;步骤五、锻造处理;步骤六、检查、修磨锻坯;步骤七、固溶、轧制以及矫直处理。本发明的制备方法通过采用二次熔炼结合均质化处理,以及对合金铸锭锻造全程进行温度监控,降低了钛镍管接头合金在锻造过程中出现组织过热、不均、空洞以及裂纹等缺陷的概率,使钛镍管接头合金的组织与性能均匀性得到控制,有效提高了钛镍管接头合金的力学性能,能够应用于对连接强度要求高、处于高压环境的液压管路中。

技术研发人员:张鹏省,汶斌斌,韩建业,张亚峰,刘汉源,王昌,余森
受保护的技术使用者:西北有色金属研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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