JP2014040645A - 快削鉄系形状記憶合金 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 溶融した高Mn鉄系形状記憶合金にB及びNを添加し、凝固後、塑性加工及び熱処理を施して、形状記憶合金中に微細なh−BN粒子を均一に分散析出させ、切削加工性が向上した高Mn鉄系形状記憶合金を製造する。
【選択図】図2
Description
Mn:Mnは鉄基合金においてオーステナイト(γ)相を安定化させるとともに、室温付近の加工で応力誘起マルテンサイト変態によってイプシロン(ε)マルテンサイト相を生じることで鉄基合金に形状記憶特性を付与する元素である。Mn量が重量%で15%未満では室温付近の加工で形状記憶特性を示さないα’マルテンサイトが生成し、本合金の形状記憶特性が低下する。一方Mn量が40%を超えるとγ相の安定度が著しく増加し、室温付近で加工を加えてもε相へのマルテンサイト変態が生じにくくなるため、本合金の形状記憶特性が低下する。更に、Mn量が40%を超えると、合金を溶製する際にMnの蒸発が著しく、溶製が困難となる。
Nの添加は、雰囲気容器内で溶製する場合には、窒素雰囲気圧を調整することにより行う。開放溶解の場合には、N分圧を調整したN2+Ar混合ガスを湯面に吹き付けて行う。あるいは窒素含有化合物、例えば、フェロ窒化クロム、窒化鉄、窒化クロムなどの添加によってもかまわない。
表1に示す化学成分の鉄系形状記憶合金の商用板材(厚さ22mm、幅84mm)を溶解に適した寸法に切断し、2.1kgを秤量し、コールドクルーシブル型浮揚溶解装置を用いて、0.07MPaの窒素雰囲気で1450℃で溶解し、溶け落ち後フェロボロン(ボロン含有量19.7%)を5.5g添加し、10分間保持後、水冷るつぼ内で固化し、発明材インゴットとした。比較のため、フェロボロンを添加せずにアルゴン雰囲気中で溶解した比較材インゴットを溶製した。発明材及び比較材の化学成分の分析結果も合わせて表1に示す。
(数字は質量%を表す)
Claims (6)
- 高Mn鉄系形状記憶合金であって、快削性付与剤として微細なh−BNが均一に鋼中に析出物として分散していることを特徴とする快削高Mn鉄系形状記憶合金。
- 請求項1に記載の快削高Mn鉄系形状記憶合金であって、快削性付与剤の前記微細なh−BNの粒径が、200nm以上、10μm以下であることを特徴とする快削高Mn鉄系形状記憶合金。
- 請求項1又は2に記載の快削高Mn鉄系形状記憶合金であって、前記快削高Mn鉄系形状記憶合金の成分組成が、15〜40質量%のMn、3.5〜8質量%のSi、10質量%以下のCr、0.001〜0.1質量%のB、0.001〜0.1質量%のNを含有し、更に、3質量%以下のCu、10質量%以下のNi、10質量%以下のCo、2質量%以下のMo、1質量%以下のC、2質量%以下のAlの元素のうちのいずれか一種以上を含有し、残部がFe及び不可避不純物であることを特徴とする快削高Mn鉄系形状記憶合金。
- 請求項3に記載の快削高Mn鉄系形状記憶合金であって、前記快削高Mn鉄系形状記憶合金のB/N(Bの添加量を原子%で表した値をNの添加量を原子%で表した値で除した値(モル比))が0.1〜1.0の範囲であることを特徴とする快削高Mn鉄系形状記憶合金。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載の快削高Mn鉄系形状記憶合金であって、旋削加工時の切削速度が10m/min以上150m/min以下の範囲において、切削抵抗合力が500MPa以下であることを特徴とする快削高Mn鉄系形状記憶合金。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載の快削高Mn鉄系形状記憶合金であって、旋削速度が33m/min以上の旋削時の切屑の長さが10mm以下であることを特徴とする快削高Mn鉄系形状記憶合金。
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