專利名稱：一種眼鏡框架用彈性記憶合金材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種眼鏡框架用彈性記憶合金材料的制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)眼鏡框架材料采用BZN15-20，該材料因具有較優(yōu)良的工藝和使用性能而在眼鏡制造中用量較大，但因其鎳含量高達(dá)13. 5-16.5%，而使得成本增加，為了降低成本， CN101967580A公開了一種眼鏡結(jié)構(gòu)材料，其降低了鎳的含量至7-9%。但是由于Ni元素對(duì)部分人群會(huì)產(chǎn)生過敏反應(yīng)和具有致癌性，因此仍含有鎳元素的上述專利申請(qǐng)不能克服這一問題。
此外，現(xiàn)有的這類眼鏡框架材料成分簡(jiǎn)單，耐腐蝕性差，一般的眼鏡框架使用3-6 各月后，由于框架金屬材料表面的腐蝕，導(dǎo)致其發(fā)舊、發(fā)烏，不僅影響眼鏡的美觀，還會(huì)對(duì)人體健康造成影響；另外眼鏡框架使用的材料剛性較大，一旦眼鏡受到外力，輕則眼鏡框架本身損壞，重則刺傷眼鏡。
為了克服上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)展了常規(guī)的純鈦和鈦合金的眼鏡框架，雖然鈦合金有較好的耐蝕性，如現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種鈦合金眼鏡框架材料，其化學(xué)成分以重量百分比計(jì)為鋯 20-40%，鉿 0. 5-3 %, 鉭 0-2%，氧 0. 05-0. 2% 碳0-0. 15%，氮 0-0. 01%, 氫0-0. 02%，余量為鈦。但是鈦材加工困難，材料的成本較高，限制了鈦合金在眼鏡框架方面的應(yīng)用；并且該鈦合金框架架的楊氏模量小于75GPa，剛性小，容易變形，佩戴后容易松弛。
為了克服鈦合金眼鏡框架的上述缺陷，CN102051533A公開了一種鋯基非晶合金、 眼鏡架及其制造方法，其含有10-15 %的銅，7-13%的鎳，5-8. 0 %的鈮，2. 0-6. 0%的鋁，其余為鋯和不可避免的雜質(zhì)。該專利申請(qǐng)制備的眼鏡框架的楊氏模量較高，但其成分中仍然具有鎮(zhèn)兀素，仍存在上述提到的問題；并且其以錯(cuò)為基體，大幅提聞了材料的制備成本，而且其彈性記憶性能不甚理想。
綜上，現(xiàn)有技術(shù)報(bào)道的上述各種眼鏡框架均存在這樣或那樣的缺陷，隨著人們生活水平的提高，人們?cè)絹碓揭笱坨R框架的裝飾性以及更好的性能，現(xiàn)有的眼鏡框架不能滿足要求。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種眼鏡框架彈性記憶合金材料的制備方法，該合金材料中不含有鎳元素，并且通過合金元素的調(diào)配，使得材料具有彈性記憶性能，并且楊氏模量高，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種眼鏡框架用彈性記憶合金材料的制備方法，該合金材料的化學(xué)成分以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)可以由下列組份組成Zr 10-12%, Nb 6-8%, Al 11-13%, Cu4-6%, Mg5-7%, Zn 2-4%, Ag 1-2%, Ce O. 5-1. 5%，O 彡 O. 05%，N 彡 O. 01 %，H 彡 O. 02%，余量為 Ti及不可避免的雜質(zhì)，所述的制備方法包括如下制備方法
I)熔煉澆注按上述配比將金屬錠、中間合金等原料放入感應(yīng)爐中熔化，熔液均勻后測(cè)試并調(diào)整成分，使其符合上述范圍，然后導(dǎo)入中間包，調(diào)整澆注溫度使其過熱度為 35-45°C左右，將其澆入銅質(zhì)水冷結(jié)晶器中進(jìn)行連鑄，控制拉坯速度為O. 3-0. 5米/分鐘，獲得連鑄坯，連鑄坯為50 X 50mm的方坯；
2)熱軋將連鑄坯加熱至980-1020°C左右，保溫約15_25分鐘，然后進(jìn)行軋制，終軋溫度大致為860°C，軋制后獲得IOX IOmm的線材；
3)冷拉拔按常規(guī)工藝，將熱軋后的線材冷拉拔成眼鏡框架的形狀和規(guī)格；
4)熱處理將冷拉拔后的材料加熱至260_280°C左右，保溫約4_6分鐘。
雖然上述在背景技術(shù)中提及了常規(guī)純鈦和鈦合金眼鏡框架的各種缺陷，但由于鈦合金的良好的生物相容性，加之鈦合金也是形狀記憶合金的重要組元，因此，本發(fā)明仍以鈦?zhàn)鳛榛w元素，但通過對(duì)其合金化元素進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)鈦合金眼鏡框架的缺陷。
本發(fā)明雖采用了鈦元素，但不再采用記憶合金中常用的Ni元素，從而避免由Ni帶來的過敏等健康問題，同時(shí)通過調(diào)配Zr、Nb、Al、Cu、Mg等合金元素的含量,而保持TiNi合金的彈性記憶性能。
本發(fā)明中加入適量的Ag元素，在增強(qiáng)形狀記憶性能的基礎(chǔ)上，Ag能大幅增強(qiáng)合金的抗菌性能，該性能對(duì)于與人體皮膚直接接觸的材料是重要的。
本發(fā)明還加入了適量的Zn元素，以提高力學(xué)性能，配合Zr、Nb、Al、Cu元素，使得鈦合金的楊氏模量大于75GPa。
本發(fā)明加入適量的Ce元素，具有可以改變夾雜物形態(tài)，改善冷加工性能，改善彈性記憶性能等作用效果。
由上述可見，本發(fā)明通過調(diào)整合金元素的組成和含量，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的鈦合金眼鏡框架的缺陷，上述各合金元素的含量是在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定的，并且各元素之間達(dá)到協(xié)同技術(shù)效果，取得了 1+1大于2的技術(shù)效果。本發(fā)明制備的合金材料的力學(xué)性能， 彈性記憶性能優(yōu)異，并且不含有對(duì)人體有害的Ni元素，同時(shí)具備光譜的抗菌作用，因此，性能優(yōu)異，同時(shí)成本適中。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
一種眼鏡框架用彈性記憶合金材料的制備方法，該合金材料的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成Zr 10%, Nb 8%, Al 11%, Cu 6%, Mg 5%, Zn 4%, Ag 1%, Ce1. 5%，O彡O. 05%，N彡O. 01%，H彡O. 02%，余量為Ti及不可避免的雜質(zhì)，所述的制備方法包括如下制備方法
I)熔煉澆注按上述配比將金屬錠、中間合金等原料放入感應(yīng)爐中熔化，熔液均勻后測(cè)試并調(diào)整成分，使其符合上述范圍，然后導(dǎo)入中間包，調(diào)整澆注溫度使其過熱度為 35°C，將其澆入銅質(zhì)水冷結(jié)晶器中進(jìn)行連鑄，控制拉坯速度為O. 5米/分鐘，獲得連鑄坯，連鑄還為50 X 50mm的方還；
2)熱軋將連鑄坯加熱至980°C，保溫25分鐘，然后進(jìn)行軋制，終軋溫度為860°C， 軋制后獲得IOX IOmm的線材；
3)冷拉拔按常規(guī)工藝，將熱軋后的線材冷拉拔成眼鏡框架的形狀和規(guī)格；
4)熱處理將冷拉拔后的材料加熱至260°C，保溫6分鐘。
實(shí)施例二
—種眼鏡框架用彈性記憶合金材料的制備方法，該合金材料的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成Zr 12%, Nb 6%, Al 13%, Cu 4%, Mg 7%, Zn 2%, Ag 2%, CeO.5%, O ^ O. 05%, N ^ O. 01%, H ^ O. 02%，余量為Ti及不可避免的雜質(zhì)，所述的制備方法包括如下制備方法
I)熔煉澆注按上述配比將金屬錠、中間合金等原料放入感應(yīng)爐中熔化，熔液均勻后測(cè)試并調(diào)整成分，使其符合上述范圍，然后導(dǎo)入中間包，調(diào)整澆注溫度使其過熱度為 450C，將其澆入銅質(zhì)水冷結(jié)晶器中進(jìn)行連鑄，控制拉坯速度為O. 3米/分鐘，獲得連鑄坯，連鑄還為50 X 50mm的方還；
2)熱軋將連鑄坯加熱至1020°C，保溫15分鐘，然后進(jìn)行軋制，終軋溫度為 860°C，軋制后獲得IOXlOmm的線材；
3)冷拉拔按常規(guī)工藝，將熱軋后的線材冷拉拔成眼鏡框架的形狀和規(guī)格；
4)熱處理將冷拉拔后的材料加熱至280°C，保溫4分鐘。
實(shí)施例三
一種眼鏡框架用彈性記憶合金材料的制備方法，該合金材料的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成Zr 11%, Nb 7%, Al 12%, Cu 5%, Mg 6%, Zn 3%, Ag1. 5%, Ce 1.0%, O ^ O. 05%, N ^ O. 01%, H ^ O. 02%，余量為Ti及不可避免的雜質(zhì)，所述的制備方法包括如下制備方法
I)熔煉澆注按上述配比將金屬錠、中間合金等原料放入感應(yīng)爐中熔化，熔液均勻后測(cè)試并調(diào)整成分，使其符合上述范圍，然后導(dǎo)入中間包，調(diào)整澆注溫度使其過熱度為 40°C左右，將其澆入銅質(zhì)水冷結(jié)晶器中進(jìn)行連鑄，控制拉坯速度為O. 4米/分鐘，獲得連鑄還，連鑄還為50 X 50mm的方還；
2)熱軋將連鑄坯加熱至1000°C，保溫20分鐘，然后進(jìn)行軋制，終軋溫度為 860°C，軋制后獲得IOXlOmm的線材；
3)冷拉拔按常規(guī)工藝，將熱軋后的線材冷拉拔成眼鏡框架的形狀和規(guī)格；
4)熱處理將冷拉 拔后的材料加熱至270°C，保溫5分鐘。
申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)， 對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種眼鏡框架用彈性記憶合金材料的制備方法，其特征在于，該合金材料的化學(xué)成分以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)可以由下列組份組成Zr 10-12%, Nb 6-8%, Al 11-13%, Cu 4-6 %, Mg 5-7 %, Zn 2-4 %, Ag 1-2%, Ce O. 5-1. 5 %，O ≤ O. 05 %，N ≤ O. 01 %， H^O. 02%，余量為Ti及不可避免的雜質(zhì)，所述的制備方法包括如下制備方法1)熔煉澆注按上述配比將金屬錠、中間合金等原料放入感應(yīng)爐中熔化，熔液均勻后測(cè)試并調(diào)整成分，使其符合上述范圍，然后導(dǎo)入中間包，調(diào)整澆注溫度使其過熱度為 35-45°C左右，將其澆入銅質(zhì)水冷結(jié)晶器中進(jìn)行連鑄，控制拉坯速度為O. 3-0. 5米/分鐘，獲得連鑄坯，連鑄坯為50 X 50mm的方坯；2)熱軋將連鑄坯加熱至980-1020°C左右，保溫約15-25分鐘，然后進(jìn)行軋制，終軋溫度大致為860°C，軋制后獲得IOX IOmm的線材；3)冷拉拔按常規(guī)工藝，將熱軋后的線材冷拉拔成眼鏡框架的形狀和規(guī)格；4)熱處理將冷拉拔后的材料加熱至260-280°C左右，保溫約4-6分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種眼鏡框架用彈性記憶合金材料的制備方法，該合金材料的化學(xué)成分以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)可以由下列組份組成Zr 10-12％，Nb 6-8％，Al 11-13％，Cu 4-6％，Mg 5-7％，Zn 2-4％，Ag 1-2％，Ce 0.5-1.5％，O≤0.05％，N≤0.01％，H≤0.02％，余量為Ti及不可避免的雜質(zhì)，所述制備方法包括1)熔煉澆注；2)熱軋將連鑄坯加熱至980-1020℃左右，保溫約15-25分鐘，然后進(jìn)行軋制，終軋溫度大致為860℃，軋制后獲得10×10mm的線材；3)冷拉拔；4)熱處理將冷拉拔后的材料加熱至260-280℃左右，保溫約4-6分鐘。
文檔編號(hào)C22F1/18GK103060611SQ20121059506
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者韓曉春 申請(qǐng)人:寧波市瑞通新材料科技有限公司