Способ изготовления термочувствительных цилиндрических спиралей из сплавов с обратимой памятью формы

 

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 удлинение при повышении температуры, Способ изготовления термочувствительных элементов из сплавов . обратимой памяти формы в виде цилиндрической спирали включает закалку, отжиг, подачу проволоки, навивку спирали, стабилизирующую термообработку, причем навивку спирали осуществляют после отжига с закручиванием проволоки при температуре ниже температуры мартенситного пре- ; вращения сплавов, а закручивание ведут по ; часовой стрелке относительно направления : подачи проволоки при навивке правосто- ; ронней спирали и против часовой стрелки при навивке левосторонней спирали. Спо- : соб позволяет получить относительное обратимое удлинение спирали 20%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P ЕСПУБЛИК

rs»s С 22 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21),4938038/02 (22) 21.05,91 (46) 23.03.93, Бюл, ¹ 11 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина (72) Д.Ф.Литвин, Е.3. Винтайкин, В.А.Удовенко, В.Б.Дмитриев, С.Ю.Макушев и С.И.Тишаев (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 1495389, кл. С 22 F 1/10, 1989, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОЧУВСТВ ITEflbHblX ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СПИРАЛЕЙ ИЗ СПЛАВОВ С ОБРАТИМОЙ

ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к технологии материалов с эффектом памяти формы и мо-. жет быть использовано для изготовления термоприводов в виде винтовой цилиндрической спирали для устройств, преобразуюИзобретение 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 удлинение при повышении температуры, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления термочувствительных элементов иэ сплавов обратимой памяти формы в виде цилиндрической спирали, включающем закалку, отжиг, подачу проволоки, навивку спирали, стабилизирующую термообработку, согласно изобретению, навивку спирали Ж,» 18О3465 Al щих тепловую энергию в механическую.

Целью изобретения является увеличение. перемещения термочувствительного элемента и его удлинение при повышении температуры, Способ изготовления термочувствительных элементов из сплавов обратимой памяти формы в виде цилиндрической спирали включает закалку, отжиг, подачу проволоки, навивку спирали, стаби- лизирующую термообработку, причем навивку спирали осуществляют после отжигэ с закручиванием проволоки при температуре ниже температуры мартенситного пре-: вращения сплавов, а закручивание ведут по : часовой стрелке относительно направления; подачи проволоки при навивке правосто-, ронней спирали и против часовой стрелки при навивке левосторонней спирали. Спо- Б соб позволяет получить относительное об- ратимое удлинение спирали 20%. осуществляет после отжига с закручиванием проволоки при температуре ниже температуры мартенситного превращения сплавов, причем закручивание ведут пс часовой стрелке относительно направления подачи проволоки при навивке правосторонней спирали и против часовой стрелки при навивке левосторонней спирали.

Примеры осуществления способа.

Из проволоки сплава на марганцевой основе (80% Mn - 17% Cu — 3% Cr) диаметром 0,5 мм изготовили термочувствительныа элементы в виде винтовой цилиндрической спирали по прототипу и по предлагаемому способу.

Пример 1. Изготовление термочувствительного.элемента по прототипу. Прово1803465 лака наматывалась на стальной стержень

83 мм, концы ее закреплялись, и сборка нагревалась до 900 С в откачанной кварцевой трубке, выдерживалась 15 мин., затем закаливалась в воде, После этой операции проволока на стальном стержне отжигалась при температуре 450 С 2 часа и охлаждалась на воздухе. Температура мартенситного пре. вращения указанного сплава после такой . термообработки составляла 170 С. Отожженная 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 деформации на поверхности проволоки, формирующая обратимую память формы, составляла уг = 1,09%, Последней операцией был стабилизирующий нагрев до 1800С. 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. Относительное обратимое сокращение спирали Л L/L = 4/42 = 0,095 = 9,5%, что соответствует обратимой сдвиговой деформации на поверхности проволоки yypQp, =

=.0,146%.

Пример 2. Изготовление термочувствительного элемента по предлагаемому способу, Проволока наматывалась на стальную катушку и концы ее закреплялись. Катушка с проволокой нагревалась до температуры 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 навйвка спирали на стержень g 3 мм при комнатной температуре с закручиванием подаваемой со стальной катушкой проволоки при 0,94 оборота на один виток спирали. Спираль навивалась правосторонняя, закручивание было по часовой стрелке относительно направления подачи проволоки со стальной катушки. Длина свободной спирали составляла 14 мм. Полученная путем закручивания пластическая сдвиговая деформация была py = 0.5%. После этого спираль нагревалась до 180 С. Длина спирали увеличилась до 24 мм. После охлаждения до комнатной температуры длина сократилась до 20 мм, В дальнейших циклах нагрева до 180 С и охлаждения до комнатной температуры длина спирали изменялась от 20 до 24 мм. Относительное обратимое удлинение спирали A L/L = 4/20- 0,2 = 20%, что соответствует обратимой

"0 сдвиговой деформации на поверхности проволоки group. = 0,284% .

Пример 3, Изготовление термочувствительного элемента flo предлагаемому. способу, Термообработка и навивка прово"5 дились, как в примере 2, но спираль навивалась левосторонняя, и закручивание было против часовой стрелки относительно направления подачи проволоки со стальной катушки. Длина свободной спирали состав20 ляла 15 мм, Полученная путем закручивания сдвиговая пластическая деформация была

y= 0,5%. Спираль нагревалась до 180 С.

Длина спирали при этом увеличилась до

24 мм. После охлаждения до комнатной температуры длина спирали уменьшилась до

20 мм, В дальнейших циклах нагрева до

180 С и охлаждения до комнатной температуры длина спирали изменялась от 20 до

24 мм, Относительное обратимое удлинение спирали Л L/L = 4/20 = 0,2 = 20%, что соответствует обратимой сдвиговой деформации на поверхности проволоки prp6p. =

=0;284%, Формула изобретения

Способ изготовления термочувствительных цилиндрических спиралей из сплавов с обратимой памятью формы, включающий закалку, отжиг, подачу проволоки, навивку спирали, стабилизирующую термообработку, отличающийся тем, что, с целью увеличения перемещения термочувствительного элемента и его удлинения при повышении температуры, навивку спирали осуществляют после отжига с закручиванием проволоки при температуре ниже температуры мартенситного превращения сплавов, причем закручивание ведут по часовой стрелке относительно направления подачи проволоки при навивке правосторонней спирали и против часовой стрелки при навивке левосторонней спирали.