JP2001321964A - 積層圧延によるＮｉＴｉ系制振合金の製造方法及びＮｉＴｉ系制振合金 - Google Patents
積層圧延によるＮｉＴｉ系制振合金の製造方法及びＮｉＴｉ系制振合金Info
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- JP2001321964A JP2001321964A JP2000146237A JP2000146237A JP2001321964A JP 2001321964 A JP2001321964 A JP 2001321964A JP 2000146237 A JP2000146237 A JP 2000146237A JP 2000146237 A JP2000146237 A JP 2000146237A JP 2001321964 A JP2001321964 A JP 2001321964A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 NiとTiの薄板を素材として、多数
の工程を繰り返すことなく、安価に性能の優れた制振合
金を製造する方法、及び該方法により得られた制振合金
の提供を目的とする。 【解決手段】 Ni板とTi板を合計１０層以上交互
に重ね、一体化した後、これを熱間圧延圧着して各層を
金属的に接合し多層構造とした金属板、あるいは該金属
板をさらに１０層以上重ね、一体化した後、熱間圧延圧
着して各層を金属的に接合し多層構造とした金属板を、
そのままあるいは冷間圧延後、NiとTiの合金の共晶点
（９４２℃）以下の温度で熱処理をすることを特徴とす
る制振合金の製造方法、及び該製造方法により得られた
制振合金。
の工程を繰り返すことなく、安価に性能の優れた制振合
金を製造する方法、及び該方法により得られた制振合金
の提供を目的とする。 【解決手段】 Ni板とTi板を合計１０層以上交互
に重ね、一体化した後、これを熱間圧延圧着して各層を
金属的に接合し多層構造とした金属板、あるいは該金属
板をさらに１０層以上重ね、一体化した後、熱間圧延圧
着して各層を金属的に接合し多層構造とした金属板を、
そのままあるいは冷間圧延後、NiとTiの合金の共晶点
（９４２℃）以下の温度で熱処理をすることを特徴とす
る制振合金の製造方法、及び該製造方法により得られた
制振合金。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、NiとTiの薄板を素
材とする制振合金の製造方法および該製造方法により得
られた制振合金に関する。
材とする制振合金の製造方法および該製造方法により得
られた制振合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】制振合金としては、機械的強度が高く、
減衰能が大きい材料の開発が望まれている。一般の材料
では、引張強さが大きいと減衰能が小さくなる傾向があ
る。制振合金としては、減衰能と引張強さの両特性に優
れた材料の開発が進められている。鋳物状態で使用する
ものとしては、鋳鉄、Mn-Cu合金、Mg-Zr合金、Mg-Ni合
金等のMg合金が、圧延材としては、Al-Zn合金、Fe-Cr-A
l合金、Ti-Ni合金、Cu-Zn-Al合金、Cu-Al-Ni合金などの
形状記憶合金が知られている。鋳鉄やMg合金は引張強さ
が小さく、また鋳物状態でしか使用できないという欠点
がある。Mn-Cu合金は上限が約１００℃と使用可能な温
度の範囲が狭く、これ以上の温度では減衰能が極端に低
下するという欠点がある。Al-Zn合金では、Al中に固溶
したZnが容易に析出時効しやすく、減衰能が低下する欠
点がある。Fe-Cr-Al合金は外部磁場や比較的大きな応力
振幅が加わると減衰能が低下する欠点がある。
減衰能が大きい材料の開発が望まれている。一般の材料
では、引張強さが大きいと減衰能が小さくなる傾向があ
る。制振合金としては、減衰能と引張強さの両特性に優
れた材料の開発が進められている。鋳物状態で使用する
ものとしては、鋳鉄、Mn-Cu合金、Mg-Zr合金、Mg-Ni合
金等のMg合金が、圧延材としては、Al-Zn合金、Fe-Cr-A
l合金、Ti-Ni合金、Cu-Zn-Al合金、Cu-Al-Ni合金などの
形状記憶合金が知られている。鋳鉄やMg合金は引張強さ
が小さく、また鋳物状態でしか使用できないという欠点
がある。Mn-Cu合金は上限が約１００℃と使用可能な温
度の範囲が狭く、これ以上の温度では減衰能が極端に低
下するという欠点がある。Al-Zn合金では、Al中に固溶
したZnが容易に析出時効しやすく、減衰能が低下する欠
点がある。Fe-Cr-Al合金は外部磁場や比較的大きな応力
振幅が加わると減衰能が低下する欠点がある。
【０００３】これらの材料の欠点を解決する材料として
は、NiTi系の形状記憶合金がある。この材料は熱弾性型
マルテンサイト変態温度での減衰能が高く、耐食性が高
く、引張強さも大きいという利点を有している。NiTi系
の形状記憶合金の製造に当っては、溶製・鋳造状態の素
材あるいは溶製・造塊した素材を主として熱間で鍛造、
圧延、押し出し、引き抜きなどの工程を経て板または棒
（線）状の中間加工品とするか、あるいはこれにさらに
冷間での圧延、引き抜きなどの加工を加えた中間加工品
を経て製造されるのが通常であった。しかしこの合金の
加工性はあまり良好なものではなく、最終製品を製造す
るまでには、多くの加工工程を経る必要があり、製品価
格を大幅に押し上げる要因となっていた。特に圧延工程
により、薄板を製造する際には、焼鈍工程−圧延工程を
繰り返して所定の厚さとする必要があり、コスト上昇の
要因となっていた。
は、NiTi系の形状記憶合金がある。この材料は熱弾性型
マルテンサイト変態温度での減衰能が高く、耐食性が高
く、引張強さも大きいという利点を有している。NiTi系
の形状記憶合金の製造に当っては、溶製・鋳造状態の素
材あるいは溶製・造塊した素材を主として熱間で鍛造、
圧延、押し出し、引き抜きなどの工程を経て板または棒
（線）状の中間加工品とするか、あるいはこれにさらに
冷間での圧延、引き抜きなどの加工を加えた中間加工品
を経て製造されるのが通常であった。しかしこの合金の
加工性はあまり良好なものではなく、最終製品を製造す
るまでには、多くの加工工程を経る必要があり、製品価
格を大幅に押し上げる要因となっていた。特に圧延工程
により、薄板を製造する際には、焼鈍工程−圧延工程を
繰り返して所定の厚さとする必要があり、コスト上昇の
要因となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、NiとTiの薄
板を素材として、多数の工程を繰り返すことなく、安価
に性能の優れた制振合金を製造する方法、及び該方法に
より得られた制振合金の提供を目的とする。
板を素材として、多数の工程を繰り返すことなく、安価
に性能の優れた制振合金を製造する方法、及び該方法に
より得られた制振合金の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ni板とTi板を
合計１０層以上交互に重ね、一体化した後、これを熱間
圧延圧着して各層を金属的に接合し多層構造とした金属
板、あるいは該金属板をさらに１０層以上重ね、一体化
した後、熱間圧延圧着して各層を金属的に接合し多層構
造とした金属板を、そのままあるいは冷間圧延後、Niと
Tiの合金の共晶点以下の温度で熱処理をすることからな
る制振合金の製造方法を提供する。さらに本発明は、上
記製造方法によって得られた制振合金を提供する。
合計１０層以上交互に重ね、一体化した後、これを熱間
圧延圧着して各層を金属的に接合し多層構造とした金属
板、あるいは該金属板をさらに１０層以上重ね、一体化
した後、熱間圧延圧着して各層を金属的に接合し多層構
造とした金属板を、そのままあるいは冷間圧延後、Niと
Tiの合金の共晶点以下の温度で熱処理をすることからな
る制振合金の製造方法を提供する。さらに本発明は、上
記製造方法によって得られた制振合金を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明者らは、従来の製造方法で
行われてきた溶製・造塊・鍛造・圧延・焼鈍という多数
の工程を経るという問題点について鋭意研究を進めた。
その結果、市販のNiとTiの薄板を素材として用い、これ
らの材料を交互に積層し、熱間圧延あるいは熱間圧延・
冷間圧延により、多層構造の金属板を作製し、該金属板
を熱処理することにより、優れた性能を備えたNiTi系制
振合金が得られることを見出し本発明に到達した。本発
明の製造方法を以下に説明する。
行われてきた溶製・造塊・鍛造・圧延・焼鈍という多数
の工程を経るという問題点について鋭意研究を進めた。
その結果、市販のNiとTiの薄板を素材として用い、これ
らの材料を交互に積層し、熱間圧延あるいは熱間圧延・
冷間圧延により、多層構造の金属板を作製し、該金属板
を熱処理することにより、優れた性能を備えたNiTi系制
振合金が得られることを見出し本発明に到達した。本発
明の製造方法を以下に説明する。
【０００７】本発明の製造方法は、Ni板とTi板を合計１
０層以上交互に重ね、一体化した後、これを熱間圧延圧
着して各層を金属的に接合し多層構造とした金属板、あ
るいは該金属板をさらに１０層以上重ね、一体化した
後、熱間圧延圧着して各層を金属的に接合し多層構造と
した金属板を、そのままあるいは冷間圧延後、NiとTiの
合金の共晶点(942℃)以下の温度で熱処理をすることか
らなる制振合金の製造方法である。本発明において一体
化は、Ni板とTi板の積層物の周囲を溶接するあるいは鋼
製又はステンレス鋼製の箱に封入して行うのが好適であ
る。
０層以上交互に重ね、一体化した後、これを熱間圧延圧
着して各層を金属的に接合し多層構造とした金属板、あ
るいは該金属板をさらに１０層以上重ね、一体化した
後、熱間圧延圧着して各層を金属的に接合し多層構造と
した金属板を、そのままあるいは冷間圧延後、NiとTiの
合金の共晶点(942℃)以下の温度で熱処理をすることか
らなる制振合金の製造方法である。本発明において一体
化は、Ni板とTi板の積層物の周囲を溶接するあるいは鋼
製又はステンレス鋼製の箱に封入して行うのが好適であ
る。
【０００８】本発明で使用する、Ni及びTiの薄板は市販
されている材料として容易に入手できる。本発明におい
て薄板とは、通常板厚０．１〜１０mmのものであり、材
料の入手し易さ、重ね合わせる際の作業性を考慮すると
板厚１〜５mmのものが好ましい。このNi薄板とTi薄板を
交互に重ね合わせる層数を合計１０層以上とした理由
は、所定厚さとしたときの各層の厚さを小さくするため
である。各層の厚さを小さくすることにより、最終圧延
板に熱処理を施す際の熱処理時間を短くすることができ
る。熱間圧延圧着した多層構造の金属板を、さらに１０
層以上積層一体化した後、熱間圧延圧着した多層構造の
金属板を使用することもできる。各層の厚さをより一層
小さくして熱処理時間をさらに短くすることができる。
されている材料として容易に入手できる。本発明におい
て薄板とは、通常板厚０．１〜１０mmのものであり、材
料の入手し易さ、重ね合わせる際の作業性を考慮すると
板厚１〜５mmのものが好ましい。このNi薄板とTi薄板を
交互に重ね合わせる層数を合計１０層以上とした理由
は、所定厚さとしたときの各層の厚さを小さくするため
である。各層の厚さを小さくすることにより、最終圧延
板に熱処理を施す際の熱処理時間を短くすることができ
る。熱間圧延圧着した多層構造の金属板を、さらに１０
層以上積層一体化した後、熱間圧延圧着した多層構造の
金属板を使用することもできる。各層の厚さをより一層
小さくして熱処理時間をさらに短くすることができる。
【０００９】熱処理温度としては、NiとTiとが共晶合金
を作る共晶点以下の温度が採用される。共晶反応によ
り、NiとTiとが反応して融液を作り、NiとTiの界面にお
いて生ずる異常反応を防止する必要がある。そのために
は共晶温度である９４２℃以下の温度で熱処理を行う必
要がある。また制振材として有用な形状記憶回復力を高
めるためには、熱処理後の多層構造金属板を３００〜５
００℃の範囲の低温下で時効処理を行い、NiTiの規則構
造をより高めるようにすることが好ましい。
を作る共晶点以下の温度が採用される。共晶反応によ
り、NiとTiとが反応して融液を作り、NiとTiの界面にお
いて生ずる異常反応を防止する必要がある。そのために
は共晶温度である９４２℃以下の温度で熱処理を行う必
要がある。また制振材として有用な形状記憶回復力を高
めるためには、熱処理後の多層構造金属板を３００〜５
００℃の範囲の低温下で時効処理を行い、NiTiの規則構
造をより高めるようにすることが好ましい。
【００１０】制振合金板の板厚方向でNiとTiの組成を変
化させることもできる。すなわち、Ni薄板とTi薄板を交
互に積層する際に、積層方向に合金化する場合のNiとTi
の組成量をあらかじめ計算し、それに適合した板厚のNi
薄板とTi薄板を積層する方法である。従来の溶製法で
は、合金板の板厚方向でNiとTiの組成を任意に変化させ
ることは不可能である。
化させることもできる。すなわち、Ni薄板とTi薄板を交
互に積層する際に、積層方向に合金化する場合のNiとTi
の組成量をあらかじめ計算し、それに適合した板厚のNi
薄板とTi薄板を積層する方法である。従来の溶製法で
は、合金板の板厚方向でNiとTiの組成を任意に変化させ
ることは不可能である。
【００１１】
【実施例】以下実施例に基づいて本発明をより詳細に説
明する。
明する。
【００１２】
【実施例１】厚さ０．１２mm、幅７０mm、長さ１４０mm
の純Ni板と、該純Ni板と同一幅、長さで厚さが０．２mm
の純Ti板とを交互に合計で１８５層重ね、これを外寸で
高さ３０mm、幅８０mm、長さ１７０mmの鉄製の箱に挿入
し、箱の上下に厚さ５mm、箱８０mm、長さ１５０mmの鉄
製板をのせて溶接封入し、９００℃に加熱した後に熱間
圧延を行い、板厚３mmの熱間圧延材を作製した。この熱
間圧延材の鉄製板部を研削して除去した後、冷間圧延し
て板厚０．５mmの冷間圧延板を作製した。この冷間圧延
板は、Ni層の厚さが約１．８μｍ、Ti層の厚さが約２．
９μｍであるNi層とTi層とが交互に積層された構造を有
する。
の純Ni板と、該純Ni板と同一幅、長さで厚さが０．２mm
の純Ti板とを交互に合計で１８５層重ね、これを外寸で
高さ３０mm、幅８０mm、長さ１７０mmの鉄製の箱に挿入
し、箱の上下に厚さ５mm、箱８０mm、長さ１５０mmの鉄
製板をのせて溶接封入し、９００℃に加熱した後に熱間
圧延を行い、板厚３mmの熱間圧延材を作製した。この熱
間圧延材の鉄製板部を研削して除去した後、冷間圧延し
て板厚０．５mmの冷間圧延板を作製した。この冷間圧延
板は、Ni層の厚さが約１．８μｍ、Ti層の厚さが約２．
９μｍであるNi層とTi層とが交互に積層された構造を有
する。
【００１３】上記板厚０．５mmの冷間圧延材に、９００
℃、７２時間の熱処理を行った。電子線プローブ微量分
析法（EPMA法）により測定したところ、この熱処理材は
Ti-49at%Niの組成を有していた。内部摩擦は、横振動共
振式内部摩擦測定装置IFT-1500（日本真空（株）製）
に、寸法０．６×１０×１２０mmの短冊状試験片を取り
付け、室温下、共振周波数１５０〜２００MHzで測定し
た。室温近傍の減衰能（対数減衰率）は約０．０２であ
った。また引張強さは６５０MPaであった。
℃、７２時間の熱処理を行った。電子線プローブ微量分
析法（EPMA法）により測定したところ、この熱処理材は
Ti-49at%Niの組成を有していた。内部摩擦は、横振動共
振式内部摩擦測定装置IFT-1500（日本真空（株）製）
に、寸法０．６×１０×１２０mmの短冊状試験片を取り
付け、室温下、共振周波数１５０〜２００MHzで測定し
た。室温近傍の減衰能（対数減衰率）は約０．０２であ
った。また引張強さは６５０MPaであった。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、多くの加工工程を経る
ことなく、簡易に所望の制振効果を備えた制振合金の製
造方法、及び該製造方法により得られた制振合金が提供
される。
ことなく、簡易に所望の制振効果を備えた制振合金の製
造方法、及び該製造方法により得られた制振合金が提供
される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E002 AA08 AB01 AD12 BC07 BC09 BD09 CA08 4E067 AA09 AA12 BB02 BD01 DA08 DD01 EB00 4F100 AB12B AB12D AB12E AB16A AB16C AB16E BA05 BA08 EC012 EC173 EJ172 EJ372 EJ413 EJ422 EJ502 JA11 JH02 JL02
Claims (4)
- 【請求項１】 Ni板とTi板を合計１０層以上交互に重
ね、一体化した後、これを熱間圧延圧着して各層を金属
的に接合し多層構造とした金属板、あるいは該金属板を
さらに１０層以上重ね、一体化した後、熱間圧延圧着し
て各層を金属的に接合し多層構造とした金属板を、その
ままあるいは冷間圧延後、NiとTiの合金の共晶点（９４
２℃）以下の温度で熱処理をすることを特徴とする制振
合金の製造方法。 - 【請求項２】 一体化が、Ni板とTi板の積層物の周囲を
溶接するあるいは鋼製又はステンレス鋼製の箱に封入し
て行われることを特徴とする請求項１記載の制振合金の
製造方法。 - 【請求項３】 Ni板とTi板が、それぞれ厚さ１０mm以下
であることを特徴とする請求項１又は２記載の制振合金
の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の製造方法によ
って製造された制振合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000146237A JP2001321964A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 積層圧延によるＮｉＴｉ系制振合金の製造方法及びＮｉＴｉ系制振合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000146237A JP2001321964A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 積層圧延によるＮｉＴｉ系制振合金の製造方法及びＮｉＴｉ系制振合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001321964A true JP2001321964A (ja) | 2001-11-20 |
Family
ID=18652625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000146237A Pending JP2001321964A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 積層圧延によるＮｉＴｉ系制振合金の製造方法及びＮｉＴｉ系制振合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001321964A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108817083A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-16 | 北京科技大学 | 一种异种金属界面实现强冶金结合的制备方法 |
| CN110420999A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-11-08 | 重庆大学 | 一种预冷轧扩散的钛/铝层状复合板制备方法 |
-
2000
- 2000-05-18 JP JP2000146237A patent/JP2001321964A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108817083A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-16 | 北京科技大学 | 一种异种金属界面实现强冶金结合的制备方法 |
| CN110420999A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-11-08 | 重庆大学 | 一种预冷轧扩散的钛/铝层状复合板制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040524 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041012 |