一種超彈性鈦鎳絲材處理方法及裝置的製作方法
2023-09-17 22:20:25
專利名稱：一種超彈性鈦鎳絲材處理方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種超彈性鈦鎳絲材處理方法及裝置，適用於生產行動電話天線和眼鏡架等直線狀超彈性鈦鎳絲材。
直線狀超彈性鈦鎳絲材廣泛用於行動電話天線和眼鏡架等。由於超彈性鈦鎳絲材超彈性應變量高達8％，非直線狀超彈性鈦鎳絲材採用常規的壓力矯直、輥式矯直、張力矯直、拉絲模正弦矯直等方法不能實現矯直。短尺寸直線狀超彈性鈦鎳絲材可以通過約束熱處理方法得到。但由於受設備的限制，這種約束熱處理方法所生產的鈦鎳絲材的長度較短，產品成品率低、生產成本高，滿足不了工業化生產行動電話天線和眼鏡架的需要。
本發明的目的是針對上述存在的問題，提出一種具有良好的超彈性和直線度，成品率高，成本低，適合於連續自動化生產的超彈性鈦鎳絲材處理方法及裝置。
1、一種超彈性鈦鎳絲材處理方法，其特徵在於a、將拉制的鈦鎳絲材盤繞在線輪上；b、轉動線輪，放開盤繞在線輪上的鈦鎳絲材，使鈦鎳絲材的一端穿過加熱機構和冷卻機構後盤繞在驅動線輪上，鈦鎳絲材在線輪與驅動線輪間被張緊成直線狀，驅動線輪由驅動機構帶動；c、將加熱機構的加熱溫度調整到300℃-600℃；d、調整驅動線輪轉動速度，其線速度為1.5M-3.0M/min，使鈦鎳絲材的任意位置均能在加熱溫度300℃-600℃保持20秒-100秒；e、調整力矩電機的轉矩。使線輪對鈦鎳絲材的後張力略大於鈦鎳絲材在加熱溫度時的屈服強度；f、當鈦鎳絲材離開加熱機構後，進入冷卻機構被強制冷卻，並調整冷卻機構的冷卻強度，使鈦鎳絲材在冷卻機構內溫度降低到Md點溫度以下，當鈦鎳絲材盤繞在驅動線輪上時，其溫度冷卻到室溫；g、整根鈦鎳絲材盤繞在驅動線輪上後，再將其復繞成盤，完成直線狀超彈性鈦鎳絲材的生產。
2、實現權利要求1所述方法的超彈性鈦鎳絲材處理裝置，其特徵在於該裝置由下列部件所組成線輪，該線輪固裝在機架上，該線輪與力矩電機相連接，與驅動線輪平行設置，在該線輪上可盤繞鈦鎳絲材；力矩電機，該力矩電機固裝在機架上，該力矩電機與線輪相連接；驅動線輪，該驅動線輪與驅動機構相連接，與線輪平行設置，在該驅動線輪上可盤繞經冷卻溫度降到Md點溫度後的鈦鎳絲材；驅動機構，該驅動機構固裝在機架上，該驅動機構與驅動線輪相連接，帶動驅動線輪轉動；加熱機構，該加熱機構支承在機架上，位於線輪與驅動線輪之間靠近線輪側，該加熱機構由電熱元件組成；
冷卻機構，該冷卻機構支承在機架上，位於線輪與驅動線輪之間靠近驅動線輪側；機架，該機架上固裝有力矩電機，驅動機構，加熱機構，冷卻機構，該機架位於整個裝置的下部。
由於採用上述技術方案，用本發明處理的鈦鎳絲材在任意處剪切下來的試樣(L/d≤500)，自由放置時均具有良好的超彈性和直線度，成品率高，成本低，使整個處理過程可自動化連續進行，實現直線狀超彈性鈦鎳絲材的成盤生產。
附圖
是超彈性鈦鎳絲材處理裝置原理結構示意圖。
結合附圖對本發明進一步描述如下一種超彈性鈦鎳絲材處理方法，其特徵是a將熱拉或冷拉的超彈性鈦鎳絲材1盤繞在線輪2上，線輪與力矩電機3相連接；b轉動線輪，放開盤繞在線輪上的鈦鎳絲材，使鈦鎳絲材的一端穿過加熱機構4和冷卻裝置5後盤繞在驅動線輪6上，由於線輪對其絲材具有一個大小恆定的反拉力和驅動線輪轉動時，使鈦鎳絲材在線輪與驅動線輪間被張緊成直線狀，驅動線輪由驅動機構7帶動；c在驅動線輪連續轉動過程中，鈦鎳絲材通過加熱機構加熱，並調整加熱溫度達到300℃-600℃；d調整驅動線輪的轉動速度，其轉動線速度為1.5M-3.0M/min，使鈦鎳絲材的任意位置均能在300℃-600℃保持20秒-100秒的時間；e調整力矩電機的轉矩，使線輪對鈦鎳絲材的後張力略大於鈦鎳絲材在加熱溫度時的屈服強度；f當鈦鎳絲材離開加熱機構後，進入冷卻機構被強制冷卻，並調整冷卻機構的冷卻強度，使鈦鎳絲材在冷卻機構內溫度降低到Md點溫度以下，當鈦鎳絲材盤繞在驅動線輪上時，其溫度已冷卻到室溫；g整根鈦鎳絲材盤繞在驅動線輪上後，再將其復繞成盤或成卷，完成直線狀超彈性鈦鎳絲材的生產。由於處理後的超彈性鈦鎳絲材具有很大的恢復應變，只要使驅動線輪的直徑D大於被處理鈦鎳絲材直徑d的20倍以上，從驅動線輪上卸下的鈦鎳絲材會自動恢復，不會產生不可恢復的殘餘變形。因此，經本發明處理後的鈦鎳絲材從驅動線輪上放開後，自由放置時，將具有良好的直線度和超彈性，整個處理過程可以連續自動化進行，實現直線狀超彈性鈦鎳絲材的成盤生產。
採用本發明處理的超彈性鈦鎳絲材，在任何位置截取試樣，它的直線度(即鈦鎳絲材與幾何直線的偏差量)及拉伸卸載殘餘形量分別列如表1和表2。
表1直線型超彈性TiNi絲材的直線度mm
表2直線型超彈性TiNi絲材的拉伸卸載殘餘變形
機架8固裝有力矩電機、驅動機構、加熱機構、冷即機構，該機架位於整個裝置的下部實施例1處理Φ1.2mm直線狀超彈性TiNi絲材將拉伸的Φ1.2mm超彈性TiNi絲材盤繞在線輪上；轉動線輪，使鈦鎳絲材的一端穿過加熱機構和冷卻機構後盤繞在驅動線輪上，驅動機構帶動驅動線輪轉動；將加熱機構的加熱溫度調整到600℃，其中加熱機構的長度選用1500mm；調整驅動線輪的轉速，使鈦鎳絲材的線速度為2m/min；調整力矩電機的轉矩，使線輪對鈦鎳絲材的後張力為225±25N；調整冷卻機構的冷卻強度，使鈦鎳絲材盤繞到驅動線輪上時的溫度已冷卻到室溫；整根TiNi絲材盤繞到驅動絲輪上後，將驅動線輪上的TiNi絲材復繞成盤，從而完成直線狀超彈性Φ1.2mmTiNi絲材的生產；經室溫拉伸應變量為7％時的卸載殘餘變形量εr為0.072％，小於0.10％，合格。
實施例2處理Φ0.9mm直線狀超彈性TiNi絲材。
將拉伸的Φ0.9mm超彈性TiNi絲材盤繞在線輪上；轉動線輪，使TiNi絲材的一端穿過加熱機構和冷卻機構後盤繞在驅動線輪上，驅動機構帶動驅動線輪轉動；將加熱機構的加熱溫度調整到580℃，加熱機構的長度選為1500mm；調整驅動線輪的轉動速度，使TiNi絲材的絲速度為2.5m/min；調整力矩電機的轉矩，使線輪對TiNi絲材的後張力為150±20N；調整冷卻機構的冷卻強度，使TiNi絲材盤繞到驅動線輪上時，其溫度已冷卻到室溫；整根TiNi絲材盤繞到驅動線輪上後，將驅動機構上的TiNi絲材復繞成盤，完成直線狀超彈性Φ0.9mmTiNi絲材的生產；經室溫拉伸應變量為7％時的卸載殘餘變形量εr為0.036％，小於0.1％。合格。
權利要求
1．一種超彈性鈦鎳絲材處理方法，其特徵在於a將拉制的鈦鎳絲材盤繞在線輪上；b轉動線輪，放開盤繞在線輪上的鈦鎳絲材，使鈦鎳絲材的一端穿過加熱機構和冷卻機構後盤繞在驅動線輪上，鈦鎳絲材在線輪與驅動線輪間被張緊成直線狀，驅動線輪由驅動機構帶動；c將加熱機構的加熱溫度調整到300℃-600℃；d調整驅動線輪轉動速度，其線速度為1.5M-3.0M/min，使鈦鎳絲材的任意位置均能在加熱溫度300℃-600℃保持20秒-100秒；e調整力矩電機的轉矩，使線輪對鈦鎳絲材的後張力略大於鈦鎳絲材在加熱溫度時的屈服強度；f當鈦鎳絲材離開加熱機構後，進入冷卻機構被強制冷卻，並調整冷卻機構的冷卻強度，使鈦鎳絲材在冷卻機構內溫度降低到Md點溫度以下，當鈦鎳絲材盤繞在驅動線輪上時，其溫度冷卻到室溫；g整根鈦鎳絲材盤繞在驅動線輪上後，再將其復繞成盤，完成直線狀超彈性鈦鎳絲材的生產。
2.實現權利要求1所述方法的超彈性鈦鎳絲材處理裝置，其特徵在於該裝置由下列部件所組成線輪，該線輪固裝在機架上，該線輪與力矩電機相連接，與驅動線輪平行設置，在該線輪上可盤繞鈦鎳絲材；力矩電機，該力矩電機固裝在機架上，該力矩電機與線輪相連接；驅動線輪，該驅動線輪與驅動機構相連接，與線輪平行設置，在該驅動線輪上可盤繞經冷卻且溫度降到Md點溫度後的鈦鎳絲材；驅動機構，該驅動機構固裝在機架上，該驅動機構與驅動線輪相連接，帶動驅動線輪轉動；加熱機構，該加熱機構支承在機架上，位於線輪與驅動線輪之間靠近線輪側，該加熱機構由電熱元件組成；冷卻機構，該冷卻機構支承在機架上，位於線輪與驅動線輪之間靠近驅動線輪側；機架，該機架上固裝有力矩電機、驅動機構、加熱機構、冷卻機構，該機架位於整個裝置的下部。
全文摘要
本發明涉及一種超彈性鈦鎳絲材處理方法及裝置,適用於生產行動電話天線和眼鏡架等直線狀超彈性鈦鎳絲材。其特徵是對鈦鎳絲材採用連續熱張力法進行直線狀處理,對鈦鎳絲材的加熱溫度為300℃—600℃,加熱時間20秒—100秒,鈦鎳絲材的後張力略大於其絲材在加熱溫度時的屈服強度。其絲材加熱後需進行冷卻,使其絲材在發生彎曲變形之前已冷卻到Md點溫度以下進行盤繞,從而使鈦鎳絲材具有良好的直線度和超彈性,成品率高,成本低,適合於自動化連續生產。
文檔編號C22C1/10GK1209462SQ9811766
公開日1999年3月3日 申請日期1998年9月1日 優先權日1998年9月1日
發明者唐衛勝, 曹繼敏, 楊冠軍, 鄧炬, 王志 申請人:西北有色金屬研究院