[发明专利]一种高耐磨性Ni50

说明书

本发明涉及一种高耐磨性Ni₅₀Mn₃₄In_16‑xCo_x磁记忆合金的制备方法。一种高耐磨性Ni₅₀Mn₃₄In_16‑xCo_x磁记忆合金按如下步骤进行制备：按照原子百分比取48‑50份的Ni粉、36‑34份的Mn粉、14‑11份In粉和2‑5Co粉料、混匀、烧结、成型和热处理，即得到高耐磨性Ni₅₀Mn₃₄In_16‑xCo_x合金。经过粉末锻造方法合成的Ni₅₀Mn₃₄In_16‑xCo_x合金耐磨性有了很大的提高，摩擦系数较NiMnIn合金相比降低了33‑50％。

技术领域

本发明涉及高耐磨性Ni₅₀Mn₃₄In_16-xCo_x磁记忆合金的制备方法。

背景技术

智能材料是材料研究的重要领域，目前研究较多的主要有压电材料、磁致伸缩材料以及形状记忆合金，以PZT为代表的压电陶瓷和以Terfenol-D为代表的磁致伸缩材料可以在外加电场/磁场的作用下表现出可逆应变，响应频率达 10KHz，但最大输出应变小(仅约0.2％)，输出应力低(仅几MPa)，而以TiNi 合金为代表的传统形状记忆合金通过热机械训练可具有双程形状记忆效应，输出应变大(4％)，输出力高(几十MPa)，但受温度场限制其响应频率低(几Hz)，均难以满足智能机构对高性能驱动材料的迫切需求。

磁性记忆合金可在外磁场作用下输出宏观应变，兼具有大应变和快响应，是一种理想的智能驱动材料。依据磁诱发应变产生的机制，磁性形状记忆合金可以分为两类：一类以NiMnGa为代表，其磁诱发应变来源于外磁场驱动马氏体孪晶变体重排，最大磁感生应变可达10％，但输出应力受磁晶各向异性能所限，仅有几个MPa；另一类以Ni-Mn-X(X＝In,Sn,Sb)合金为代表，其磁感生应变源于外磁场作用下的磁致马氏体逆相变，其机理在于把合金在马氏体状态下变形，置于比马氏体逆相变开始温度(A_s)略低的环境温度中，对合金施加磁场使得A_s温度下降，当A_s温度降低到环境温度以下时，此时无需改变环境温度即可发生马氏体逆相变，形变得以恢复。Ni₄₅Co₅Mn_36.7In_13.3单晶通过磁致马氏体逆相变获得了 3％的磁控形状记忆效应，理论输出应力可达108MPa。但遗憾的是，目前 NiCoMnIn合金获得的磁控形状记忆效应是单程的，无法满足多次往复动作机构的要求，并且耐磨性差，在一定程度上限制其实际应用。

发明内容

为了解决现有Ni₅₀Mn₃₄In_16-xCo_x系列磁记忆合金耐磨性差的问题，本发明提供一种通过粉末锻造方法合成Ni₅₀Mn₃₄In_16-xCo_x磁记忆合金的方法。

本发明的形状记忆合金按如下方法进行制备：采用纯度为99.95％、粉末直径200目的镍粉，锰粉，铟粉，钴粉作为原料，按照原子百分比取48-50份的 Ni粉、36-34份的Mn粉、14-11份In粉和2-5Co粉，通过搅拌器在200转/min-500 转/min条件下混合均匀，然后将其倒进模具中进行压制预成形棒，然后在500℃烧结1-2小时，接着再将烧结成型的成型毛胚件放进闭式模锻机上进行锻造，最后将锻造后的胚件放到SXZ-10-12箱式电阻炉中在温度为800-1200℃条件下进行均匀化热处理，使各元素进行短程扩散以使其均匀。最后得到Ni₅₀Mn₃₄In_16-xCo_x (x＝2,3,4,5)磁记忆合金。