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 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 превращения 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%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 22 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ) ВЕДОМСТВО СССР

@ " „ур „

АВ Щ l! ЙЧ Я », 4

G . Еу" А

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ (21) 4938724/02 (22) 21,05.91 (46) 23.03.93. Бюл. М 11 (71) Центральный научно-исследовательский . институт черной металлургии им. И.П,Бардина (72) Д,Ф.Литвин, Е.Ç.Винтайкин, В.А.Удовенко, В.Б.Дмитриев, С.Ю.Макушев и С.И,Тиша. ев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1495389, кл. С 22 F 1/90, 1989. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СПИРАЛЕЙ ИЗ СПЛАВОВ С ОБРАТИМОЙ

ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ (57) 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.

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 спирали, включающем за„„, Ж „„1803466 А1

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% калку, отжиг, подачу проволоки, навивку спирали, пластическую деформацию растяжением спирали, стабилизирующую термо. обработку, согласно 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

1803466 растяжение после отжига обеспечивает пластическую деформацию проволоки, которая впоследствии реализуется в аиде обратимого эффекта памяти формы по величине одинакового для любого шага спирали.

Из проволоки сплава на марганцевой основе(80% Mn — 177; Cu — 3/ Сг)диаметром

0,5 мм изготовили термочувствительные элементы в виде винтовой цилиндрической спи" рали по прототипу и по предлагаемому способу.

Пример 1. Изготовление термочувствительного элемента по прототипу. Проволока наматывалась на стальной стержень ф 3 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 от>кигалась при температуре 450 С 2 ч и охлаждалась на воздухе. Температура мартенситного превращения указанного сплава. после такой термообработки составляла 170 С. Отожженная спираль снималась со стержня, Первоначальная длина спирали была 18 мм, 25 наружный диаметр спирали 4,6 мм. Предпоследней операцией было растяжение при комнатной температуре до приобретения спиралью длины 48 мм, Величина пластической. сдвиговой информации на поверхно- 30 сти проволоки, формирующая обратимую, память формы, составляла yt. = 1,097ь, Последней операцией был стабилизирующий нагрев до 180 С. При этом спираль сократилась до 38 мм. При охлаждении до комнат- 35 ной температуры спираль удлинилась до 42 мм, В дальнейших циклах нагрева до 180 С и охлаждения до комнатной температуры длина спирали изменялась ме>кду 38 и 42 мм, Относительно обратимое сокращение 40 спирали Л L/L = 4/42 = 0,095 = 9,5, что соответствует обратимой сдвиговой деформации на поверхности проволоки гоар.=

=0,1460/О, Пример 2, Изготовление термочувст- 45 вительного элемента по предлагаемому способу, Проволока наматывалась на стальную катушку и концы ее закреплялись. Катушка с проволокой нагревалась до 900 С в откачэнной кварцевой трубке, выдержива50 лась 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 Р 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 направ1ения подачи проволоки со стальной катушки. Полученная длина спирали 15 мм, Затем спираль растягивалэсь при комнатной температуре до приобретения длины

58 мм. Величина пластической сдвиговой деформации на поверхности проволоки

0Т пластического растяженйя спирали и закручивания в данном случае составляла

yг = 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

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 Л L/L = 8/50 = 0,16 = 16, что соответсвует обратимой сдвиговой деформации на поверхности проволоки yr>sp, =

=0,25 о/

Пример 3, Изготовление термочувствительного элемента по предлагаемому 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, Полученная длина спирали 15 мм. Спираль растягивалась при комнатной температуре до приобретения ею длины 58 мм, Величина пластической сдвиговой деформации на поверхности проволоки от пластического растяжения спирали и закручивания составляла y„= 1,86/, Спираль нагревалась до 180 С, Длина спирали при этом уменьшилась до 42 мм, После охлаждения до комнатной температуры длина спирали увеличилась 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 AL/1

«8/50 = 0,16 = 16 /, что соответствует обратимой сдвиговой деформации на поверхности проволоки yr>np. = 0,25%, Формула изобретения

Способ изготовления термочувствительных цилиндрических спиралей из сплавов с обратимой памятью формы, включающей закалку, отжиг, подачу проволоки, навивку спирали, пластическую деформаци о растяжением, стабилизирующую термообработку, отличающийся тем, что, с целью увеличения перемещения термочувствительного элемента и сокращения его длины при повышении температуры. навив1803466

Составитель Д. Литвин

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор С. Пекарь

Редактор

Заказ 1035 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскоя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ку спирали осуществляют 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,