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节温阀弹簧

形状记忆合金驱动器可用于汽车散热器、风扇、温度调节装置、通风装置等关键部件的智能驱动。

形状记忆合金被用作汽车发动机温控器的温度控制驱动元件,可以实现近线性大温度范围的智能控制,具有结构简化、重量减轻、节省空载、提高车辆运行的安全性和可靠性以及节能等优点。

       形状记忆合金材料的工作机理形状记忆合金材料的记忆特性是通过特殊的热处理工艺,使合金材料中热弹性马氏体的相变过程与过程温度的变化具有紧密的相关性和可逆性。


       在热处理过程中,记忆合金材料中的热弹性马氏体从无序固溶体转化为有序固溶体(即母相),然后母相转变为与它具有一定晶体学共格关系,具有良好自协调特性的马氏体。这种马氏体与温度具有紧密的相关性和可逆性。当材料被加热时,这种马氏体会发生逆向转变,直接转变为母相。而当温度下降时,则由母相转变为马氏体。


      在马氏体和母相之间随温度变化而正逆变化的过程中,材料表现出像弹性体在外力作用下发生伸长或缩短的形体变化。采用适当的热处理工艺和方法,对材料马氏体和母相之间的正逆过程和过程温度进行调整(即所谓的训练),使它符合我们的使用要求,同时使正逆过程和过程温度的对应关系稳定地保持不变(即已形成的记忆不被遗忘),这样材料对原始形体就具有了永久记忆特性,当外界温度发生变化时,材料的形体发生相应的变化,从而制造出符合使用要求的温控驱动元件。

     

      TiNi形状记忆合金温控驱动元件的制造工艺按照节温器的技术要求,其阀门动作温度范围一般在76-86℃,为此确定合金的成分为Ti50Ni50(at.%),以保证合金的相变温度满足阀门的工作温度范围要求。由于TiNi合金的性能对成分极为敏感,成分要严格控制,材质要均匀,为此选用99.8%海绵钛和99.8%的Ni板作为原材料。


       传统汽车中使用的节温器,通常使用石蜡作为驱动材料,一方面石蜡驱动需要密封属易损件,且占用空间较大,另一方面石蜡驱动的温度区间较窄,且驱动时属于突然释放,容易造成较大的冲击和震动。 采用形状记忆合金温控驱动器代替汽车中传统的石蜡驱动节温器,不仅可以简化结构设计,减小体积,还可以实现大温度范围内的近线性智能驱动,减小冲击和震动,提高汽车的可靠性和节能性。


温度位移曲线




镍钛合金弹簧能对发动机冷却温度的变化及时地做出相应,以保证发动机始终在适宜的温度下工作,另外通过改变形状记忆合金温控驱动元件的簧丝直径和热处理工艺,可以方便地对温控驱动元件工作温度范围和节温器的流量特性进行调整,以满足现代发动机对冷却强度的不同要求。


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