本发明属于记忆合金应用技术领域，尤其涉及一种自收缩带筋紧固管套及其制备方法，适用于航空航天、电力、机械装备制造等领域管路、线缆、棒轴或圆形组件的紧固连接。
背景技术：
目前，航空航天、电力、机械装备制造等领域中管路、线缆、棒轴或圆形组件的紧固连接主要采用以下四种方式：1.机械式线卡和管卡；2.连接管件与被连接组件的压配；3.连接管件与被连接组件热装/冷装；4.内壁光滑记忆合金紧固环的紧固连接。前三种紧固连接方式存在连接紧固力小、过盈量小、连接可靠性差的缺点。现有的内壁光滑记忆合金紧固环具有连接过盈量大、紧固力大的优点，但连接组件轴向的连接强度与紧固力和表面摩擦系数成正比，表面摩擦系数通常在0.1~0.4之间，导致连接组件轴向的连接强度较小，无法满足某些高连接强度的紧固连接需求。
技术实现要素：
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种自收缩带筋紧固管套，解决了现有技术中内壁光滑记忆合金紧固环轴向连接强度小或扭矩小的问题。
本发明的另一目的在于提供一种自收缩带筋紧固管套的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种自收缩带筋紧固管套，包括内壁光滑的管套，所述的管套内壁设有凸起筋，所述的管套材质为tini、tininb或tinife。
所述的凸起筋的形状为螺纹线形、平行或垂直于套管轴向的平行线形或垂直线形。
所述的管套内径为5~500mm、高度为1~500mm，管套内壁凸起筋的高度为0.05~5mm。
一种自收缩带筋紧固管套的制备方法，包括下述步骤：
步骤1，确定所采用的记忆合金材料，依据记忆合金材料的变形和形状恢复时特性，设计变形前记忆合金管段的尺寸，采用记忆合金棒材或管材机加出内壁光滑的记忆合金管段；
步骤2，采用真空热处理炉将上述机加好的记忆合金管段进行退火处理；
步骤3，根据使用条件对不同方向连接强度的需求，设计记忆合金管段内壁
凸起筋的结构、形状及分布，从而选取轧辊沟槽的结构和尺寸；
步骤4，确定变形后记忆合金管套的尺寸，采用相应的辊轧机、辊轧轧辊，
在低温下对退火后的记忆合金管段进行辊轧减壁/增径变形，直至辊轧后管套的内径达到设计尺寸；
步骤5，采用振动抛光机、磨料和冷却液对辊轧后的记忆合金管套进行低温
磨光或抛光处理，制成自收缩带筋记忆合金紧固管套成品。
所述的步骤4中，采用tini记忆合金管段时，低温轧制温度-60~-30℃，管段壁厚轧制变形量4~12%，对应的管段的的内径增大范围在4~12%；采用tininb记忆合金管段时，低温轧制温度-80~-50℃，管段壁厚轧制变形量10~18%，对应的管段的的内径增大范围在7~20%。
本发明的优点效果如下：
通过低温辊轧使光滑的tini基记忆合金管段产生内径增大、壁厚减薄的变形，同时利用辊轧轧辊的辊形，在记忆合金管段内壁挤压出螺纹线、平行或垂直于轴向凸起筋。使用时，将记忆合金管套升温，管套直径收缩，与被连接体产生过盈配合、实现紧固连接。紧固连接时记忆合金管段内壁凸起筋嵌入被连接体内，当遇外力轴向分离记忆合金管套与被紧固连接体时，连接强度是“筋”剪切变形的切应力，数倍于光滑记忆合金环的连接强度（即，光滑记忆合金环与被连接体的摩擦力）。本发明可根据使用条件对不同方向连接强度的各项异性需求，通过不同结构、不同形状及分布内“筋”的设计，满足使用性能需求。本发明主要应用于航空航天、电力、机械装备制造等领域管路、线缆、棒轴或圆形组件的紧固连接，具有连接强度和可靠性高的优点。
附图说明
图1a为带有螺纹线轧辊的结构示意图。
图1b为带有与轴向垂直的垂直线轧辊的结构示意图。
图1c为带有与轴向平行的平行线轧辊的结构示意图。
图2为记忆合金管套低温辊轧机的俯视结构示意图。
图3a是螺纹线型内凸起筋的自收缩紧固管套结构示意图。
图3b是垂直于轴向的垂直线型凸起筋的自收缩紧固管套结构示意图。
图3c是平行于轴向的平行线型凸起筋的自收缩紧固管套结构示意图。
图中，1、螺纹线凹槽，2、垂直线凹槽，3、平行线凹槽，4、外轧辊，5、内轧辊，6、导向辊，7、记忆管套，8、低温环境室。
具体实施方式
实施例1
一种自收缩带筋紧固管套，包括内壁光滑的管套，所述的管套内壁设有凸起的筋，所述的管套材质为tini；所述凸起筋的形状为平行于套管轴向的平行线凸起筋。
所述的管套内径为5~500mm、高度为1~500mm，管套内壁凸起的筋的高度为0.05~5mm。
上述自收缩带筋紧固管套的制备方法，包括下述步骤：
步骤1，记忆合金管套选材为ti-50.8at.%ni记忆合金棒材；记忆合金管套结
构为内壁带有平行于轴向的平行线凸起筋。
步骤2，依据材料性能参数和变形性能，设计机加内壁光滑的记忆合金管段
的尺寸为：内径=37.4mm，外径=43mm，高度=50mm；轴向凸起筋为矩形截面，高度=0.2mm，宽度=1.0mm。
步骤3，采用ti-50.8at.%ni记忆合金棒材机加内径=37.4mm，外径=43mm，
高度=50mm的记忆合金管段，对机加后管段做真空热处理，热处理制度：700℃、30min，空冷。
步骤4，采用低温辊轧轧制记忆合金管套，轧制温度-60℃，管套径向变形量9%。辊轧记忆合金管套成品尺寸：内径=40.35mm，外径=45.6mm，高度=50mm。
步骤5，采用湿式二次元振动研磨机、粒度1-2mm的棕刚玉石磨料、0~15度的水加10wt%的金属切削液，对辊轧后的记忆合金管套进行磨光或抛光处理，去除辊轧加工的磨痕直到环的表面光泽均匀，制成自收缩带筋记忆合金紧固管套成品。
上述自收缩带筋记忆合金紧固管套成品应用时，将其加热、升温到100℃，
管套产生形状收缩，与被连接件产生4%的过盈配合。内壁带有平行轴向凸起筋嵌入被连接件。
实施例2
记忆合金管套选材为ti44ni47nb9记忆合金管材；记忆合金管套结构为内壁
同时带有平行轴向和垂直于轴向的凸起筋；依据材料性能参数和变形性能，设计机加内壁光滑的记忆合金管段的尺寸为：内径=26.3mm，外径=38.3mm，高度=80mm；轴向和垂直于轴向凸起筋为矩形截面，高度=0.4mm，宽度=0.6mm。
对机加后管段做真空热处理，热处理制度：850℃、40min，空冷。
采用辊轧机在低温下对热处理后的记忆合金管段进行辊轧，轧制温度-60℃，
管套径向变形量约15%。内轧辊边缘沿轴向均布4个上高度=0.4mm、宽度=0.6mm的沟槽；内轧辊边缘沿周向均布4个高度=0.4mm、宽度=0.6mm的沟槽，轴沟槽间距17mm，辊轧记忆合金管套成品尺寸：内径=30.2mm，外径=40.1mm，高度=80mm。
采用离心式研磨机、粒度在1~6mm的氧化铝磨料、0~15度的水加5wt%~20wt%的植物油基冷却液，对辊轧后的记忆合金管套进行磨光处理，去除辊轧加工的磨痕直到环的表面光泽均匀，制成自收缩带筋记忆合金紧固管套成品。
上述自收缩带筋记忆合金紧固管套成品应用时，将其加热、升温到200℃，
管套产生形状收缩，与被连接件产生6%的过盈配合。内壁带有的凸起筋嵌入被连接件。
1.一种自收缩带筋紧固管套，包括内壁光滑的管套，其特征在于所述的管套内壁设有凸起筋，所述的管套材质为tini、tininb或tinife。
2.根据权利要求1所述的一种自收缩带筋紧固管套，其特征在于所述的凸起筋的形状为螺纹线形、平行或垂直于套管轴向的平行线形或垂直线形。
3.根据权利要求1所述的一种自收缩带筋紧固管套，其特征在于所述的管套内径为5~500mm、高度为1~500mm，管套内壁凸起筋的高度为0.05~5mm。
4.根据权利要求1所述的一种自收缩带筋紧固管套的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤1，确定所采用的记忆合金材料，依据记忆合金材料的变形和形状恢复时特性，设计变形前记忆合金管段的尺寸，采用记忆合金棒材或管材机加出内壁光滑的记忆合金管段；
步骤2，采用真空热处理炉将上述机加好的记忆合金管段进行退火处理；
步骤3，根据使用条件对不同方向连接强度的需求，设计记忆合金管段内壁
凸起筋的结构、形状及分布，从而选取轧辊沟槽的结构和尺寸；
步骤4，确定变形后记忆合金管套的尺寸，采用相应的辊轧机、辊轧轧辊，
在低温下对退火后的记忆合金管段进行辊轧减壁/增径变形，直至辊轧后管套的内径达到设计尺寸；
步骤5，采用振动抛光机、磨料和冷却液对辊轧后的记忆合金管套进行低温
磨光或抛光处理，制成自收缩带筋记忆合金紧固管套成品。
5.根据权利要求4所述的一种自收缩带筋紧固管套的制备方法，其特征在于所述的步骤4中，采用tini记忆合金管段时，低温轧制温度-60~-30℃，管段壁厚轧制变形量4~12%，对应的管段的的内径增大范围在4~12%；采用tininb记忆合金管段时，低温轧制温度-80~-50℃，管段壁厚轧制变形量10~18%，对应的管段的的内径增大范围在7~20%。
技术总结