Способ изготовления термочувствительных цилиндрических спиралей из сплавов с обратимой памятью формы Советский патент 1993 года по МПК C22F1/00 

Изобретение относится к технологии материалов с эффектом памяти формы и может быть использовано для изготовления термоприводов в виде винтовой цилиндрической спирали для устройств, преобразующих тепловую энергию в механическую.

Целью изобретения является увеличение перемещения термочувствительного элемента и его сокращение при повышении температуры для любого заданного шага.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления термочувствительных элементов из сплавов обратимой памяти формы в виде винтовой цилиндрической с пирэли, включающем закалку, отжиг, подачу проволоки, навивку спирали, пластическую деформацию растяжением спирали, стабилизирующую термообработку, согласна изобретению, навивку спирали осуществляют после отжига с закручиванием проволоки при Температуре ниже температуры мартенситного превращения сплавов, причем закручивание ведут против часовой стрелки относительно направления подачи проволоки при навивке правосторонней спирали и по часовой стрелке при навивке левосторонней спирали.

В предлагаемом способе навивка спирали с закручиванием и ее пластическое

00

о

CJ

ь о о

растяжение после отжига обеспечивает платическую деформацию проволоки, которая впоследствии реализуется в виде обратимого эффекта памяти формы по величине одинакового для любого шага спирали.

Лз проволоки сплава на марганцевой основе(80% Мп-17% Си-3% С г) диаметром 0,5 мм изготовили термочувствительные элементы в виде винтовой цилиндрической спирали по прототипу и по предлагаемому пособу.

П р и м е.р 1. Изготовление термочувствиельного элемента по прототипу. Проволока наматывалась на стальной стержень 0 3 мм, концы ее закреплялись, и сборка нагревалась до 900°С в откачанной кварцевой рубке, выдерживалась 15 мин, затем закаивалась в воде. После этой операции проволока на стальном стержне отжигалась при емпературе 450°С 2 ч и охлаждалась на воздухе. Температура мартенситного превращения указанного сплава.после такой ермообработки составляла 170°С. Отоженная спираль снималась со стержня. Первоначальная длина спирали была 18 мм, наружный диаметр спирали 4,6 мм. Предпоследней операцией было растяжение при комнатной температуре до приобретения спиралью длины 48 мм. Величина пластической, сдвиговой информации на поверхности проволоки, формирующая обратимую память формы, составляла уг 1,09%. Последней операцией был стабилизирующий нагрев до 180°С. При этом спираль сократилась до 38 мм. При охлаждении до комнатной температуры спираль удлинилась до 42 мм. В дальнейших циклах нагрева до 180°С и охлаждения до комнатной температуры длина спирали изменялась между 38 и 42 мм. Относительно обратимое сокращение спирали Д L/L 4/42 0,095 9,5%, что соответствует обратимой сдвиговой деформации на поверхности проволоки угобр. 0,146%.

П р и м е р 2. Изготовление термочувствительного элемента по предлагаемому способу, Проволока наматывалась на стальную катушку и концы ее закреплялись. Катушка с проволокой нагревалась до 900°С в откачанной кварцевой трубке, выдерживалась 15 мин, затем закаливалась в воде. Во время следующей операции проволока на стальной катушке отжигалась при 450°С 2 ч и охлаждалась на воздухе. После термообработки проводилась навивка спирали на стержень 0 3 мм при комнатной температуре с закручиванием подаваемой со стальной катушки проволоки при 0,94 оборота на один виток спирали. Спираль навивалась

правосторонняя, закручивание было против часовой стрелки относительно направления подачи проволоки со стальной катушки. Полученная длина спирали 15 мм. Затем спираль растягивалась при комнатной температуре до приобретения длины 58 мм. Величина пластической сдвиговой деформации на поверхности проволоки от пластического растяжения спирали и

0

закручивания в данном случае составляла

УГ 1,86%. После этого спираль нагревалась до 180°С. Длина спирали при 180°С сократилась до 42 мм. После охлаждения до комнатной температуры длина увеличилась до

5 50 мм. В дальнейших циклах нагрева до 180°С и охлаждения до комнатной температуры длина спирали изменялась от 50 до 42 мм. Относительное обратимое сокраще- ниеспирали A L/L 8/50 0,16 16%, что

0 соответсвует обратимой сдвиговой деформации на поверхности проволоки угобр 0,25%.

Примерз. Изготовление термочувствительного элемента по предлагаемому

5 способу. Термообработка и навивка проводилась, как в примере 2; но спираль навивалась левосторонняя, и закручивание было по часовой стрелке относительно направления пОдачи проволоки со стальной катушки.

0 Полученная длина спирали 15 мм. Спираль растягивалась при комнатной температуре до приобретения ею длины 58 мм. Величина пластической сдвиговой деформации на поверхности проволоки от пластическо$ го растяжения спирали и закручивания составляла уг 1,86%, Спираль нагревалась до 180°С, Длина спирали при этом уменьшилась до 42 мм, После охлаждения до комнатной температуры длина спирали уве личилась до 50 мм. В дальнейших циклах нагрева до 180°С и охлаждения до комнатной температуры длина спирали изменялась от 50 до 42 мм. Относительное обратимое сокращение спирали

5 8/50 0,16 16%, что соответствует обратимой сдвиговой деформации на поверхности проволоки угобр. 0,25%.

Формула изобретения

Способ изготовления термочувствительных цилиндрических спиралей из сплавов с обратимой памятью формы, включающей закалку, отжиг, подачу проволоки, навивку спирали, пластическую деформа- ци-о растяжением, стабилизирующую термообработку, отличающийся тем. что, с целью увеличения перемещения термочувствительного элемента и сокращения его длины при повышении температуры, навив5

ку спирали осуществляют с закручиваниемстрелки относительно направления подачи

проволоки при температуре ниже темпера-проволоки при навиёке правосторонней

туры мартенситного превращения сплавов,спирали и по часовой стрелке при навивке

причем закручивание, ведут против часовойлевосторонней спирали,

Изобретение относится к технологии материалов с эффектом памяти формы и может быть использовано для изготовления термоприводов в виде винтовой цилиндрической спирали для устройств, преобразующих тепловую энергию в механическую. Целью изобретения является увеличение перемещения термочувствительного элемента и его сокращение при повышении температуры для любого заданного шага. Способ изготовления термочувствительных элементов из сплавов обратимой памяти -формы в виде винтовой цилиндрической спирали включает закалку, отжиг, подачу проволоки, навивку спирали, пластическую деформацию растяжением спирали, стабилизирующую термообработку, причем навивку спирали осуществляют после отжига с закручиванием проволоки при температу-, ре ниже температуры мартенситного пре- вращения сплавов, а закручивание ведут против часовой стрелки относительно направления подачи проволоки при навивке правосторонней спирали и по часовой стрелке при навивке левосторонней спирали. Способ позволяет получить относительное обратимое сокращение спирали 16%.