CN107475646B - 记忆合金表面微织构的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种记忆合金表面微织构的制造方法，包括：使用微织构模具对记忆合金表面进行模压成形，在记忆合金表面形成第一微凸起和第一微凹坑；去除第一微凸起，保留第一微凹坑，使得记忆合金的模压表面形成平面，形成记忆合金平板；对记忆合金平板进行热处理，热处理的温度大于记忆合金平板的相变温度，得到记忆合金表面微织构，可以根据具体的微织构的机构来制造微织构模具，能够解决现有技术无法对记忆合金表面进行凹坑、微孔、凸起的微织构处理的问题。
Description
技术领域
本公开一般涉及记忆合金加工领域，具体涉及记忆合金微织构领域，尤其涉及一种记忆合金表面微织构的制造方法。
背景技术
形状记忆合金是一种特殊的功能材料，具有形状记忆效应，即合金的形状在外界载荷的作用下发生变形，一旦加热到特定的转变温度时，变形的合金会魔术般地恢复到原来的形状。这种其他金属或者合金所不具备的独特的形状记忆效应使得形状记忆合金被广泛应用于航空航天、医疗器件、交通运输、能源开发和机械工业等方面。
在医疗领域，记忆合金常用于人体关节等外科植入物，它相比不锈钢和钛合金而言，其机械性能更接近骨皮质的机械性能，拥有较高的耐磨性。但这种材料的低腐蚀性却带来了一些负面影响，合金表面产生的腐蚀性产物导致细胞毒性增加，使细胞非正常死亡。然而这些材料的微结构和表面形态学的均一性可改变记忆合金的抗腐蚀性和耐磨损性。
理论研究和工程实践表明，材料的表面织构化可以明显改善接触面的摩擦性能，增加接触面的粗糙度，增强表面的疏水性，从而大大降低了表面的黏着力和摩擦力，提高材料的耐磨损性。相关研究发现，机械密封的表面织构化可以有效减小摩擦扭矩；在滑动轴承、活塞与气缸***上进行表面织构化处理后，其减摩性能和承载能力得到显著提高。目前，现有的表面织构化处理技术有微细电解加工、激光加工技术、机械微加工和LIGA等技术，但这些方法受限于记忆合金材料的复杂性和力学性能，如何对记忆合金进行凹坑、微孔、凸起或者不规则结构的表面织构化处理则是一个难点。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能够加工凹坑、微孔、凸起的记忆合金表面微织构的制造方法。
第一方面，本发明的记忆合金表面微织构的制造方法，包括：
使用微织构模具对记忆合金表面进行模压成形，在记忆合金表面形成第一微凸起和第一微凹坑；
去除第一微凸起，保留第一微凹坑，使得记忆合金的模压表面形成平面，形成记忆合金平板；
对记忆合金平板进行热处理，热处理的温度大于记忆合金平板的相变温度，得到记忆合金表面微织构。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过使用微织构模具对记忆合金表面进行模压，然后去除模压产生的第一微凸起，经过热处理后，第一微凹坑恢复为母相形成微织构，可以根据具体的微织构的机构来制造微织构模具，能够解决现有技术无法对记忆合金表面进行凹坑、微孔、凸起的微织构处理的问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1-5为本发明的实施例的记忆合金表面微织构的制造方法的过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1-5，本发明的记忆合金表面微织构的制造方法，包括：
使用微织构模具10对记忆合金20表面进行模压成形，在记忆合金20表面形成第一微凸起21和第一微凹坑22；
去除第一微凸起21，保留第一微凹坑22，使得记忆合金20的模压表面形成平面，形成记忆合金平板；
对记忆合金平板进行热处理，热处理的温度大于记忆合金平板的相变温度，得到记忆合金20表面微织构30。
进一步的，微织构模具10与第一微凸起21对应的位置设置第二微凹坑11，微织构模具10与第一微凹坑22对应的位置设置第二微凸起12。
进一步的，对记忆合金20平板进行热处理后，第一微凹坑22形变为第三微凸起23。
进一步的，第三微凸起23的材料组织为奥氏体。
进一步的，在热处理之前，记忆合金20的材料组织为马氏体。
在本发明的实施例中，先根据微织构制作模具，具体地，将模具表面加工制作地与微织构表面结构一致，可以根据实际需要来定制模具，进行凸起、凹坑、微孔等形状的微织构制造，参考图1-3，利用模具对记忆合金表面进行模压成形，通过模具的第二微凸起来制造记忆合金的第一微凹坑，模具的第二微凹坑来制造记忆合金的第一微凸起，参考图4，在模压成型后，使用数控铣削加工方法去除第一微凸起，保留第一微凹坑，得到记忆合金平板，其中记忆合金平板的厚度小于初始记忆合金的厚度，参考图5，利用记忆合金的形状记忆效应，进行反向恢复得到表面微织构，具体的，第一微凹坑表面经模压后产生一定的应力，此时，记忆合金的材料组织为马氏体，将应力去除后，记忆合金不会发生记忆恢复；当对记忆合金进行热处理时，温度达到记忆合金相变温度时，记忆合金材料的马氏体组织因对原始形状的记忆效应发生相变形成母相奥氏体组织，第一微凹坑形状发生记忆恢复形成第三微凸起，从而得到表面具有微凸起结构的记忆合金，制得记忆合金表面微织构，记忆合金表面微织构赋予化来源于记忆合金的记忆效应，即运用材料的特性在其表面制备特定的微细结构，从材料自身特性出发运用到材料本身的一种方法；而其他记忆合金加工方法则只考虑到记忆合金性能对某种加工方法的影响而不是利用其性能进行自身成形。在本发明的实施例中，记忆合金表面微织构的制造方法将模压成形技术和记忆效应巧妙的结合起来，在记忆合金表面形成具有一定形状轮廓的微织构，改善其表面的摩擦特性。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (3)
1.一种记忆合金表面微织构的制造方法，其特征在于，包括：
使用微织构模具对记忆合金表面进行模压成形，在所述记忆合金表面形成第一微凸起和第一微凹坑，所述微织构模具与所述第一微凸起对应的位置设置第二微凹坑，所述微织构模具与所述第一微凹坑对应的位置设置第二微凸起；
去除所述第一微凸起，保留所述第一微凹坑，使得所述记忆合金的模压表面形成平面，形成记忆合金平板；
对所述记忆合金平板进行热处理，所述热处理的温度大于所述记忆合金平板的相变温度，所述第一微凹坑形变为第三微凸起，得到记忆合金表面微织构。
2.根据权利要求1所述的记忆合金表面微织构的制造方法，其特征在于，所述第三微凸起的材料组织为奥氏体。
3.根据权利要求1所述的记忆合金表面微织构的制造方法，其特征在于，在热处理之前，所述记忆合金的材料组织为马氏体。
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