科创中国

新材料技术,高新技术改造传统产业

本发明属于铜基形状记忆合金制备领域，并具体公开了激光原位制备任意形状铜基形状记忆合金的方法及产品，其将铜基形状记忆合金中各元素的块体按预设的质量比混合后进行真空熔炼得到铸锭，然后以气雾法将铸锭制成平均粒径为20～50μm的粉末，或者在粉末中加入粒径为纳米级的增强相并机械混合以制备复合粉末；在氧含量小于0.1％的惰性气体保护环境下，以粉末或复合粉末为粉末原料利用激光选区熔化增材制造技术制备所需形状的铜基形状记忆合金。本发明具有周期短、成本低、柔性化程度高、冷却速率快的特点，能合成任意形状、成分可调、无偏析和杂质且机械性能和记忆性能优良的铜基形状记忆合金。

在零件成形方面，虽然铜基形状记忆合金具有良好的加工性能，但是在制备一些实用化的铜基形状记忆合金零件，如弹簧、管接头、片材等。无论是采用熔铸法还是粉末冶金的方法都必须依赖机械加工或模具才能制备，而且存在能耗大、周期长、成本高等问题。由于原位合成技术是在原料体系内部进行成形，因而具有合成成本低、产物颗粒细小且分布均匀、相表面无污染且成分调控范围大等优点，受到人们的广泛重视。由铜基形状记忆合金的相图可知，马氏体相使得合金具有形状记忆性能以及超弹性。因此铜基形状记忆合金的合金的关键在于防止母相分解生成脆性的γ2相，保证马氏体相的含量。粉末冶金方法合成铜基形状记忆合金属于原位合成的一种，上述合成方法的最大难点是：难以精确控制各部分反应物的生成以及反应速度，合金内部成分存在显著差别；同时间隙过多，合金致密度不高，机械性能差；另外冷却速度慢，无法抑制脆性的γ2相析出，对材料性能产生不利影响。因此，要从根本上解决铜基形状记忆合金的合成及后续加工难题就必须探索低成本、高效的任意形状铜基形状记忆合金制备新方法。

史玉升，1962年出生。博士，教授，博士生导师，华中科技大学特聘教授。 现任华中科技大学材料科学与工程学院副院长、材料成形与模具技术国家重点实验室副主任、湖北省先进成型技术及装备工程技术研究中心副主任、中英先进材料及成型技术联合实验室副主任、材料化学与服役失效湖北省重点实验室学术委员会委员、湖北省机械工程学会理事、湖北省机电一体化技术应用协会理事、中国机械工程学会高级会员、中国机械工程学会特种加工分会青年工作委员会委员等职务