JP2015120127A - Metallic porous body having shape memory characteristics, and manufacturing method of the same - Google Patents

Metallic porous body having shape memory characteristics, and manufacturing method of the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metallic porous body capable of arbitrarily changing the extent of opening which can be used for filter or the like.SOLUTION: A metallic porous body which is wound with a composite wire 2 having a shape memory layer 4 on an outer circumference, the composite wires 2, 2 being connected 5 to each other and changes a shape at a transformation point of the shape memory layer 4 as the boundary, includes: a process of preparing a raw wire 2 provided with a metal layer containing a second metal component which chemically combines with a first metal component to form the shape memory layer 4 on the outer circumference of the metal wire containing the first metal component; a process of repeating a first sub process of winding the wound raw wire around a shaft while inclining the raw wire in one direction and a second sub process of winding the raw wire around the shaft while inclining the raw wire in a direction reverse to the one direction; a process of forming the composite wire 2 having the shape memory layer 4 in which the first metal component and the second component are caused to diffuse to each other by heating the wound raw wires; and a process of connecting the composite wires 2 to each other. The composite wire has a nickel-titanium intermetallic compound as the shape memory layer 4 on an outer circumference of a titanium core material 3.

Description

本発明は、形状記憶特性を有する金属製多孔体及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、形状記憶特性を有する複合線で構成され、温度によって目開きが変化する金属製多孔体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a metal porous body having shape memory characteristics and a method for manufacturing the metal porous body, and more particularly, to a metal porous body including a composite wire having shape memory characteristics and having an opening that changes depending on temperature, and a method for manufacturing the metal porous body. .

金属線を軸の周りに巻き付けて形成された金属製多孔体は、従来から知られている。特許文献1には、内燃機関の燃料から不要な物質等を除去するフィルターとして用いられる金属製多孔体が提案されている。この金属製多孔体は、ステンレス鋼線等の金属線を軸の周りに巻き付けて円筒状に成形し、その後に線同士を焼結して形成されている。   A metal porous body formed by winding a metal wire around an axis is conventionally known. Patent Document 1 proposes a metal porous body used as a filter for removing unnecessary substances and the like from the fuel of an internal combustion engine. The metal porous body is formed by winding a metal wire such as a stainless steel wire around an axis to form a cylindrical shape, and then sintering the wires.

特許文献2には、エアバッグインフレーター用フィルターとして用いられる金属製多孔体が提案されている。この金属製多孔体は、断面形状が長方形(平角形状)に形成された一本の金属線を用い、その線の一端をジグの適所に係止させ、このジグに線を巻き付けて円筒体とし、次いで、線の他端を円筒体の適所に接合し、この円筒体からジグを抜き取って中空形状に形成されている。   Patent Document 2 proposes a metal porous body used as a filter for an airbag inflator. This metal porous body uses a single metal wire having a rectangular cross section (flat rectangular shape), one end of the wire is locked in place on the jig, and the wire is wound around the jig to form a cylindrical body. Then, the other end of the wire is joined to an appropriate position of the cylindrical body, and a jig is extracted from the cylindrical body to form a hollow shape.

なお、特許文献3には、金属繊維の接触部に金属間化合物が形成され形状記憶特性、超弾性特性に優れた金属繊維三次元構造体等の提供を目的とした技術が提案されている。この技術は、純チタン繊維と純ニッケル繊維が所定の空隙率をもった三次元構造をなし、かつ両繊維の接触部に金属間化合物が形成されているように構成したものである。こうした金属繊維三次元構造体は、高空隙率をもった不織布状の構造体であり、高い保形性を有し、かつ形状記憶特性を有することから冠動脈ステント、人工骨、人工歯根、電気機器の電極及び空調機器等のフィルター等複雑な形状の部材も容易に作製できるとされている。   Patent Document 3 proposes a technique for the purpose of providing a metal fiber three-dimensional structure having an intermetallic compound formed at the contact portion of the metal fiber and having excellent shape memory characteristics and superelastic characteristics. In this technique, pure titanium fibers and pure nickel fibers form a three-dimensional structure having a predetermined porosity, and an intermetallic compound is formed at the contact portion between both fibers. Such a metal fiber three-dimensional structure is a non-woven structure having a high porosity, and has high shape retention and shape memory characteristics, so that it is a coronary stent, an artificial bone, an artificial tooth root, and an electric device. It is said that a member having a complicated shape such as an electrode and a filter of an air conditioner can be easily manufactured.

特開2011−178212号公報JP 2011-178212 A 特表2009−533221号公報Special table 2009-533221 gazette 特開2006−241582号公報JP 2006-241582 A

特許文献1,2で提案されている従来のフィルター用途の金属製多孔体は、焼結によって金属線を接合して線の動きを無くし、目開きを固定して安定したフィルター機能を保つように製造されている。しかしながら、目開きを任意に変化させることができれば、様々なフィルター用途が拡大する可能性がある。   The conventional metal porous body for filter applications proposed in Patent Documents 1 and 2 joins metal wires by sintering, eliminates the movement of the wires, and fixes the openings to maintain a stable filter function. It is manufactured. However, if the opening can be arbitrarily changed, various filter applications may be expanded.

また、特許文献3で提案されている金属繊維三次元構造体は、高い保形性が、純チタン繊維と純ニッケル繊維との接触部で形成された形状記憶特性を有する金属間化合物によってもたらされている。しかしながら、こうした金属繊維三次元構造体においても、上記のように、目開きを任意に変化させることができれば、様々なフィルター用途が拡大する可能性がある。   Moreover, the metal fiber three-dimensional structure proposed in Patent Document 3 has high shape retention due to an intermetallic compound having shape memory characteristics formed by a contact portion between pure titanium fiber and pure nickel fiber. Has been. However, even in such a metal fiber three-dimensional structure, as described above, if the mesh opening can be arbitrarily changed, various filter applications may be expanded.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、フィルター等に使用可能な金属製多孔体の目開きの程度を任意に変化させることができる新しい金属製多孔体及び製造方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to provide a new metallic porous body that can arbitrarily change the degree of opening of the metallic porous body that can be used for a filter or the like. And providing a manufacturing method.

(1)上記課題を解決するための本発明に係る金属製多孔体は、形状記憶特性を有する形状記憶層を外周に有する複合線で巻き回され、当該複合線同士が接合されてなる多孔体であって、前記多孔体の形状が前記形状記憶層の変態点を境にして変化することを特徴とする。   (1) A metal porous body according to the present invention for solving the above-described problem is a porous body formed by winding a composite wire having a shape memory layer having shape memory characteristics on the outer periphery and joining the composite wires together. And the shape of the said porous body changes on the boundary of the transformation point of the said shape memory layer, It is characterized by the above-mentioned.

この発明によれば、形状記憶層を外周に有する複合線で巻き回され、その複合線同士が接合された多孔体の形状が、その形状記憶層の変態点を境にして変化するので、変態点未満の温度での形状と、その変態点以上の温度での形状とを変化させることができ、フィルター等に使用可能な金属製多孔体の目開きの程度を任意に変化させることができる。例えば、常温では所定の目開き状態であったものを、加熱によって目開き状態を拡大又は縮小させ、さらに常温に戻すことにより当初の目開き状態に戻すことができる。こうした拡大又は縮小は、例えばフィルター用途においては、金属製多孔体を加熱することによって、目開きの変化に基づくフィルター効果を変化させることができるという利点がある。なお、複合線は、焼結によって複合線同士が接合されているので、金属製多孔体の全体形状を大きな乱れなく保持することができる。目開きの程度を温度によって変化させることができる本発明に係る金属製多孔体は、複合線を強固に焼結して複合線の動きを無くして目開きが固定された従来のフィルターとは異なり、温度によって目開きを制御でき、様々なフィルターとして利用可能である。   According to the present invention, the shape of the porous body wound with the composite wire having the shape memory layer on the outer periphery and joined to each other is changed at the transformation point of the shape memory layer. The shape at a temperature below the point and the shape at a temperature equal to or higher than the transformation point can be changed, and the degree of opening of the metal porous body usable for a filter or the like can be arbitrarily changed. For example, what is in a predetermined open state at normal temperature can be returned to the original open state by enlarging or reducing the open state by heating and returning to normal temperature. Such enlargement or reduction has an advantage that, for example, in a filter application, the filter effect based on the change in the mesh opening can be changed by heating the metal porous body. In addition, since the composite wires are joined to each other by sintering, the overall shape of the metal porous body can be maintained without significant disturbance. The metal porous body according to the present invention that can change the degree of opening according to temperature is different from the conventional filter in which the opening is fixed by firmly sintering the composite wire and eliminating the movement of the composite wire. The opening can be controlled by temperature and can be used as various filters.

本発明に係る金属製多孔体において、前記複合線は、チタン芯材の外周にニッケルチタン金属間化合物層を有しているように構成できる。   The metal porous body which concerns on this invention WHEREIN: The said composite wire can be comprised so that it may have a nickel titanium intermetallic compound layer in the outer periphery of a titanium core material.

この発明によれば、チタン芯材の外周に形状記憶層であるニッケルチタン金属間化合物層を有するので、そのニッケルチタン金属間化合物層が有する変態点を境にして上記した形状記憶特性を発揮することができる。   According to this invention, since the nickel titanium intermetallic compound layer which is a shape memory layer is provided on the outer periphery of the titanium core material, the above shape memory characteristics are exhibited at the transformation point of the nickel titanium intermetallic compound layer. be able to.

本発明に係る金属製多孔体において、前記複合線の断面積Aと、前記複合線のうち前記形状記憶層の断面積Bとの比(B/A)が、0.3以上0.8以下の範囲内であることが好ましい。   In the metal porous body according to the present invention, the ratio (B / A) between the cross-sectional area A of the composite wire and the cross-sectional area B of the shape memory layer of the composite wire is 0.3 or more and 0.8 or less. It is preferable to be within the range.

この発明によれば、複合線の断面積Aと形状記憶層の断面積Bとの比(B/A)が上記範囲内のときに、変態点を境にした変形がより効果的に生じ、目開き状態を変化させることができるので、例えば温度によって目開きを制御できるフィルター用途として好ましく適用できる。   According to this invention, when the ratio (B / A) of the cross-sectional area A of the composite wire and the cross-sectional area B of the shape memory layer is within the above range, the deformation at the transformation point occurs more effectively, Since the opening state can be changed, it can be preferably applied as a filter application capable of controlling the opening according to temperature, for example.

本発明に係る金属製多孔体において、前記複合線が平角線であることが好ましい。   In the metal porous body according to the present invention, the composite wire is preferably a flat wire.

(2)上記課題を解決するための本発明に係る金属製多孔体の製造方法は、第1金属成分を含む金属線の外周に前記第1金属成分と化合して形状記憶層を形成する第2金属成分を含む金属層が設けられた素線を準備する工程と、前記素線を一方向に傾斜させながら軸の周りに所定のピッチで巻き付ける第1サブ工程と前記素線を前記一方向とは逆向きの方向に傾斜させながら前記軸の周りに所定のピッチで巻き付ける第2サブ工程とを繰り返す巻き付け工程と、前記巻き付けた素線を加熱して、前記第1金属成分と前記第2金属成分とを拡散させた形状記憶層を外周に有する複合線を形成する工程と、前記複合線同士を接合させる工程と、を有することを特徴とする。   (2) A method for manufacturing a metal porous body according to the present invention for solving the above-described problem is to form a shape memory layer by combining with the first metal component on the outer periphery of a metal wire including the first metal component. Preparing a strand provided with a metal layer containing two metal components, a first sub-step of winding the strand at a predetermined pitch around an axis while inclining the strand in one direction, and the strand in the one direction And a second sub-step of winding around the axis at a predetermined pitch while inclining in a direction opposite to the direction, heating the wound wire, the first metal component and the second It has the process of forming the composite wire which has the shape memory layer which diffused the metal component in the outer periphery, and the process of joining the said composite wires.

この発明によれば、素線を軸に巻き付けた後に加熱して、金属線に含まれる第1金属成分と金属層に含まれる第2金属成分とを拡散させた形状記憶層を外周に有する複合線を形成するので、形状記憶層が持つ変態点を境にして複合線の形状を変化させ、金属製多孔体の形状を変化させることができる。その結果、変態点未満の温度での形状と、その変態点以上の温度での形状とを変化させることができ、目開きの程度を任意に変化させることができる金属製多孔体を製造することができ、様々なフィルター等に使用することができる。また、複合線同同士が接合されるので、全体形状を大きな乱れなく保持可能な金属製多孔体を製造することができる。   According to the present invention, the composite having the shape memory layer on the outer periphery in which the wire is wound around the shaft and then heated to diffuse the first metal component contained in the metal wire and the second metal component contained in the metal layer. Since the line is formed, the shape of the composite wire can be changed at the transformation point of the shape memory layer, and the shape of the metal porous body can be changed. As a result, it is possible to produce a metal porous body that can change the shape at a temperature below the transformation point and the shape at a temperature above the transformation point, and can arbitrarily change the degree of opening. It can be used for various filters. In addition, since the composite wires are joined together, a metal porous body that can hold the entire shape without significant disturbance can be manufactured.

本発明に係る金属製多孔体の製造方法において、前記第1金属成分がチタンであり、前記第2金属成分がニッケルであるように構成できる。特に、前記金属線がチタン線であり、前記金属層がニッケル層であることが好ましい。   In the method for producing a metal porous body according to the present invention, the first metal component may be titanium and the second metal component may be nickel. In particular, it is preferable that the metal wire is a titanium wire and the metal layer is a nickel layer.

この発明によれば、第1金属成分がチタンであり、第2金属成分がニッケルであるので、それらが拡散したニッケルチタン金属間化合物層は形状記憶特性を発現することができる。   According to this invention, since the first metal component is titanium and the second metal component is nickel, the nickel-titanium intermetallic compound layer into which they are diffused can exhibit shape memory characteristics.

本発明に係る金属製多孔体の製造方法において、前記複合線の断面積Aと、前記複合線のうち前記形状記憶層の断面積Bとの比(B/A)が、0.3以上0.8以下の範囲内であることが好ましい。   In the method for producing a metal porous body according to the present invention, the ratio (B / A) between the cross-sectional area A of the composite wire and the cross-sectional area B of the shape memory layer of the composite wire is 0.3 or more and 0. It is preferable that it is within the range of .8 or less.

この発明によれば、複合線の断面積Aと形状記憶層の断面積Bとの比(B/A)が上記範囲内のときに、変態点を境にした変形がより効果的に生じ、目開き状態を変化させることができるので、例えば温度によって目開きを制御できるフィルター用途として好ましく適用できる。   According to this invention, when the ratio (B / A) of the cross-sectional area A of the composite wire and the cross-sectional area B of the shape memory layer is within the above range, the deformation at the transformation point occurs more effectively, Since the opening state can be changed, it can be preferably applied as a filter application capable of controlling the opening according to temperature, for example.

本発明に係る金属製多孔体の製造方法において、前記複合線が平角線であることが好ましい。   In the method for producing a metal porous body according to the present invention, the composite wire is preferably a flat wire.

本発明によれば、フィルター等に使用可能な金属製多孔体の目開きの程度を任意に変化させることが可能な新しい金属製多孔体及び製造方法を提供することができる。特に、フィルター等に使用できる金属製多孔体の目開きの程度を任意に変化させることができる。目開きの程度を温度によって変化させることができる金属製多孔体は、複合線を強固に焼結して複合線の動きを無くして目開きが固定された従来のフィルターとは異なり、様々なフィルターとして利用可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the new metal porous body and manufacturing method which can change arbitrarily the grade of the opening of the metal porous body which can be used for a filter etc. can be provided. In particular, the degree of opening of a metal porous body that can be used for a filter or the like can be arbitrarily changed. The metal porous body, whose degree of opening can be changed depending on the temperature, is different from conventional filters in which the opening of the composite wire is fixed by firmly sintering the composite wire and the opening of the composite wire is fixed. Is available as

本発明に係る金属製多孔体の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the metal porous body which concerns on this invention. 図1に示す金属製多孔体を構成する複合線からなる層を2層分だけ示した拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing only two layers composed of composite wires constituting the metal porous body shown in FIG. 1. 金属製多孔体を構成する複合線の断面形態図である。It is a cross-sectional form figure of the composite wire which comprises a metal porous body. 金属製多孔体を構成する複合線がなす巻き角度を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the winding angle which the composite wire which comprises a metal porous body makes. 実施例で作製した金属製多孔体の平面写真(A)とその拡大写真(B)である。It is the plane photograph (A) of the metal porous body produced in the Example, and its enlarged photograph (B). 素線の断面写真(A)と複合線の断面写真(B)である。It is the cross-sectional photograph (A) of a strand, and the cross-sectional photograph (B) of a composite wire. 実施例1の金属製多孔体を室温で変形させた後の形態(A)と、変形させた金属製多孔体を加熱したときの形態(B)である。It is the form (A) after deform | transforming the metallic porous body of Example 1 at room temperature, and the form (B) when heating the deformed metallic porous body. 実施例2の金属製多孔体から剥がした複合線の写真(A)と、その複合線を加熱したときの形態(B)である。It is the form (B) when the composite wire peeled off from the metal porous body of Example 2 (A) and the composite wire are heated. 実施例2の金属製多孔体から剥がした複合線の形状記憶特性を示す示差走査熱量測定の結果である。It is the result of the differential scanning calorimetry which shows the shape memory characteristic of the composite wire peeled from the metal porous body of Example 2.

以下、本発明に係る金属製多孔体及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面にのみ限定されるものではない。   Hereinafter, a metal porous body and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is not limited only to the following description and drawings.

[金属製多孔体]
本発明に係る金属製多孔体1は、図1〜図3に示すように、形状記憶特性を有する形状記憶層4を外周に有する複合線2で巻き回され、その複合線同士2,2が接合されてなる多孔体である。そして、その多孔体の形状が形状記憶層4の変態点を境にして変化するように構成されている。この金属製多孔体1は、図1に示すように、全体としては管状になっている。
[Metal porous body]
The metal porous body 1 according to the present invention is wound around a composite wire 2 having a shape memory layer 4 having shape memory characteristics on the outer periphery, as shown in FIGS. It is a porous body joined. The shape of the porous body is configured to change with the transformation point of the shape memory layer 4 as a boundary. As shown in FIG. 1, the metal porous body 1 has a tubular shape as a whole.

この金属製多孔体1においては、形状記憶層4を外周に有する複合線2で巻き回され、その複合線同士2,2が接合された金属製多孔体1の形状が、その形状記憶層4の変態点を境にして変化する。そのため、変態点未満の温度での形状と、その変態点以上の温度での形状とを変化させることができ、フィルター等に使用可能な金属製多孔体1の目開きの程度を任意に変化させることができるという従来にない新しい効果を奏する。   In this metal porous body 1, the shape of the metal porous body 1 wound around the composite wire 2 having the shape memory layer 4 on the outer periphery and joined with the composite wires 2 and 2 is the shape memory layer 4. It changes at the boundary of the transformation point. Therefore, the shape at a temperature lower than the transformation point and the shape at a temperature higher than the transformation point can be changed, and the degree of opening of the metal porous body 1 usable for a filter or the like is arbitrarily changed. There is an unprecedented new effect that can be done.

例えば、常温では所定の目開き状態であったものを、加熱によって目開き状態を拡大又は縮小させ、さらに常温に戻すことにより当初の目開き状態に戻すことができる。こうした拡大又は縮小は、例えばフィルター用途においては、金属製多孔体1を加熱することによって、目開きの変化に基づくフィルター効果を変化させることができるという利点がある。なお、複合線2は、複合線同士2,2が焼結によって接合されているので、金属製多孔体1の全体形状を大きな乱れなく保持することができる。目開きの程度を温度によって変化させることができる本発明に係る金属製多孔体1は、複合線2を強固に焼結して複合線2の動きを無くして目開きが固定された従来のフィルターとは異なり、温度によって目開きを制御でき、様々なフィルターとして利用可能である。   For example, what is in a predetermined open state at normal temperature can be returned to the original open state by enlarging or reducing the open state by heating and returning to normal temperature. Such enlargement or reduction has an advantage that, for example, in a filter application, the filter effect based on the change in the mesh opening can be changed by heating the metal porous body 1. In addition, since the composite wires 2 and 2 are joined by sintering, the composite wire 2 can hold | maintain the whole metal porous body 1 shape without big disorder. The metal porous body 1 according to the present invention that can change the degree of opening according to the temperature is a conventional filter in which the opening of the composite wire 2 is firmly sintered and the opening of the composite wire 2 is eliminated to fix the opening. Unlike the above, the opening can be controlled by temperature, and it can be used as various filters.

以下、金属製多孔体の構成要素について詳しく説明する。   Hereinafter, components of the metal porous body will be described in detail.

(複合線)
複合線2は、形状記憶特性を有している。その形状記憶特性は、図3に示すように、複合線2を構成する芯材3の外周に設けられている形状記憶層4によって生じている。ここで、形状記憶特性は、JIS H7001:2009「形状記憶合金用語」で定義されており、ある形状の合金を低温相(マルテンサイト)の状態で異なる形状に変形させても、高温で安定な相(オーステナイト)になる温度に加熱するとマルテンサイト逆変態が起こることで、変形前の形状に戻る現象(形状記憶効果とも言う)を示すという特性である。
(Composite line)
The composite wire 2 has shape memory characteristics. The shape memory characteristic is generated by the shape memory layer 4 provided on the outer periphery of the core material 3 constituting the composite wire 2 as shown in FIG. Here, the shape memory characteristics are defined in JIS H7001: 2009 “shape memory alloy terminology”, and even if an alloy of a certain shape is deformed into a different shape in a low temperature phase (martensite) state, it is stable at a high temperature. When heated to a temperature at which it becomes a phase (austenite), the martensite reverse transformation occurs, thereby exhibiting a phenomenon of returning to the shape before deformation (also referred to as shape memory effect).

形状記憶層4は、形状記憶特性を発現する層であれば特に限定されない。形状記憶層4としては、例えば、ニッケルチタン、チタンニオブ、鉄パラジウム等の二元系金属間化合物層を好ましく挙げることができる。これらのうち、ニッケルチタン金属間化合物層が好ましい。   The shape memory layer 4 is not particularly limited as long as it is a layer that exhibits shape memory characteristics. Preferred examples of the shape memory layer 4 include binary intermetallic compound layers such as nickel titanium, titanium niobium, and iron palladium. Of these, a nickel titanium intermetallic compound layer is preferred.

芯材3は、形状記憶特性を有していてもよいし有していなくてもよい。後述する実施例では、芯材3は形状記憶特性を有さないチタンであり、チタンの芯材3の外周には形状記憶特性を有するニッケルチタン金属間化合物層が形状記憶層4として設けられている。それ以外にも、例えば、芯材3は形状記憶特性を有さないチタンであり、チタン芯材3の外周には形状記憶特性を有するチタンニオブ金属間化合物層が形状記憶層4として設けられていてもよいし、芯材3は形状記憶特性を有さない鉄であり、鉄芯材3の外周には形状記憶特性を有する鉄パラジウム金属間化合物層が形状記憶層4として設けられていてもよい。   The core material 3 may or may not have shape memory characteristics. In the examples described later, the core material 3 is titanium which does not have shape memory characteristics, and a nickel titanium intermetallic compound layer having shape memory characteristics is provided as a shape memory layer 4 on the outer periphery of the titanium core material 3. Yes. In addition, for example, the core material 3 is titanium having no shape memory characteristics, and a titanium niobium intermetallic compound layer having shape memory characteristics is provided as the shape memory layer 4 on the outer periphery of the titanium core material 3. The core material 3 may be iron that does not have shape memory characteristics, and an iron palladium intermetallic compound layer having shape memory characteristics may be provided as the shape memory layer 4 on the outer periphery of the iron core material 3. .

形状記憶特性を有さない芯材3と、その芯材3の外周に設けられた形状記憶層4とで構成された複合線2は、例えばチタンからなる金属線3’上にニッケル層4’を設けた素線2’、チタンからなる金属線3’上にニオブ層4’を設けた素線2’、鉄からなる金属線3’上にパラジウム層4’を設けた素線2’、等々を熱処理することにより極めて容易に製造できるという大きな利点があるので、特に好ましい。   A composite wire 2 composed of a core material 3 having no shape memory characteristics and a shape memory layer 4 provided on the outer periphery of the core material 3 is, for example, a nickel layer 4 ′ on a metal wire 3 ′ made of titanium. A wire 2 'provided with a niobium layer 4' on a metal wire 3 'made of titanium, a wire 2' provided with a palladium layer 4 'on a metal wire 3' made of iron, It is particularly preferable because it has a great advantage that it can be manufactured very easily by heat treatment.

実施例で示した複合線2は、図6に示すように、例えば、チタンからなる金属線3’の外周に、そのチタンと化合して形状記憶層4であるニッケルチタン金属間化合物層を形成するニッケル層4’が設けられた素線2’を加熱して得られたものである。その加熱によって、金属線3’を構成するチタン成分と、金属層4を構成するニッケル成分とが熱拡散して化合し、ニッケルチタン金属間化合物層が形成される。こうした複合線2は、ニッケルチタン金属間化合物層が有する変態点を境にして形状記憶特性を発揮することができる。同様に、上記したニッケルニオブ金属間化合物層や鉄パラジウム金属間化合物層が設けられた複合線2についても、金属間化合物層が有する変態点を境にして形状記憶特性を発揮することができる。   As shown in FIG. 6, the composite wire 2 shown in the embodiment forms, for example, a nickel titanium intermetallic compound layer that is a shape memory layer 4 by combining with titanium on the outer periphery of a metal wire 3 ′ made of titanium. This is obtained by heating the strand 2 ′ provided with the nickel layer 4 ′. By the heating, the titanium component constituting the metal wire 3 ′ and the nickel component constituting the metal layer 4 are thermally diffused and combined to form a nickel titanium intermetallic compound layer. Such a composite wire 2 can exhibit shape memory characteristics at the transformation point of the nickel titanium intermetallic compound layer. Similarly, the composite wire 2 provided with the above-described nickel-niobium intermetallic compound layer or iron palladium intermetallic compound layer can also exhibit shape memory characteristics at the transformation point of the intermetallic compound layer.

複合線2に設けられている形状記憶層4は、その面積比で特定することができる。面積比での特定としては、複合線2の断面積Aと、複合線2のうち形状記憶層4の断面積Bとの比(B/A)が0.3以上0.8以下の範囲内であることが好ましい。面積比をこの範囲内にしたときに、変態点を境にした変形がより効果的に生じ、得られた金属製多孔体1の目開き状態を変化させることができるので、例えば温度によって目開きを制御できるフィルター用途として好ましく適用できる。特に実施例に記載のように、チタン芯材の外周にニッケルチタン金属間化合物層を形状記憶層4として有する複合線2は、上記範囲内で好ましい形状記憶特性を示す。上記したニッケルニオブ金属間化合物層や鉄パラジウム金属間化合物層が設けられた複合線2についても、同様である。面積比は、電子顕微鏡で得られる組成像によって測定した結果で評価した。   The shape memory layer 4 provided on the composite wire 2 can be specified by its area ratio. The specific area ratio is such that the ratio (B / A) between the cross-sectional area A of the composite wire 2 and the cross-sectional area B of the shape memory layer 4 of the composite wire 2 is in the range of 0.3 to 0.8. It is preferable that When the area ratio is within this range, deformation at the transformation point occurs more effectively, and the opening state of the obtained metal porous body 1 can be changed. It can be preferably applied as a filter application capable of controlling the above. In particular, as described in the Examples, the composite wire 2 having a nickel titanium intermetallic compound layer as the shape memory layer 4 on the outer periphery of the titanium core shows preferable shape memory characteristics within the above range. The same applies to the composite wire 2 provided with the nickel niobium intermetallic compound layer and the iron palladium intermetallic compound layer. The area ratio was evaluated based on the result of measurement using a composition image obtained with an electron microscope.

面積比が上記範囲未満の場合であっても形状記憶特性を発現するが、大きな形状記憶特性に基づいた大きな目開きの変化が生じにくい。一方、面積比が上記範囲を超える場合は、形状記憶特性を十分に発現するが、例えば後述する実施例のような加熱拡散により金属間化合物層からなる形状記憶層4を形成するのが難しくなることがある。よって、上記範囲内の面積比であることが好ましい。なお、形状記憶層4の厚さは、上記した面積比に応じて換算することができる。   Even if the area ratio is less than the above range, the shape memory characteristics are exhibited, but a large change in the opening based on the large shape memory characteristics is unlikely to occur. On the other hand, when the area ratio exceeds the above range, the shape memory characteristics are sufficiently exhibited, but it becomes difficult to form the shape memory layer 4 composed of the intermetallic compound layer by, for example, heat diffusion as in the examples described later. Sometimes. Therefore, the area ratio within the above range is preferable. In addition, the thickness of the shape memory layer 4 can be converted according to the above-described area ratio.

複合線2の形状は、丸線を圧延した平角線であることが好ましい。圧延前の丸線の直径は、例えば、0.05mm以上、0.2mm以下の範囲内であることが好ましい。こうした丸線は、圧延加工されることによって押しつぶされ、例えば図3に示すように、幅方向に伸張され、幅方向に直交する厚さ方向に圧縮される。圧延された後の複合線2の圧延率は、20%以上、70%以下の範囲内であることが好ましい。なお、「圧延率」とは、圧延加工する前の丸線の直径をd1とし、圧延加工されて圧縮された後の平角線の厚さ方向(圧縮された方向)の寸法をd2としたとき、次の(1)式で表される数値をいう。(圧延率)=[(d1−d2)/d1]×100・・(1)   The shape of the composite wire 2 is preferably a rectangular wire obtained by rolling a round wire. The diameter of the round wire before rolling is preferably in the range of 0.05 mm or more and 0.2 mm or less, for example. Such a round line is crushed by rolling, and is expanded in the width direction and compressed in the thickness direction orthogonal to the width direction, for example, as shown in FIG. The rolling rate of the composite wire 2 after being rolled is preferably in the range of 20% to 70%. “Rolling ratio” means that the diameter of the round wire before rolling is d1, and the thickness in the thickness direction (compressed direction) of the flat wire after being rolled and compressed is d2. The numerical value represented by the following equation (1). (Rolling ratio) = [(d1-d2) / d1] × 100 (1)

形状記憶効果は、ニッケルチタン金属間化合物に限らず規則格子を形成していて熱弾性型マルテンサイト変態をする合金に共通な現象であり、形状記憶層4は、熱弾性型マルテンサイト変態を発現する金属間化合物を構成する元素で構成されている。例えばニッケルチタン金属間化合物であればニッケルとチタンであり、チタンニオブ金属間化合物であればチタンとニオブであり、鉄パラジウム金属間化合物であれば鉄とパラジウムであるが、その形状記憶特性を阻害しない範囲内でその他の元素が含まれていてもよい。その他の元素としては、銅、アルミニウム、バナジウム、ジルコニウム、モリブデン、クロム、鉄、コバルト等の遷移元素、希土類元素、及び不可避不純物から選ばれる1又は2以上の元素が含まれていてもよい。   The shape memory effect is a phenomenon common to not only nickel titanium intermetallic compounds but also alloys which form a regular lattice and undergo thermoelastic martensitic transformation, and the shape memory layer 4 exhibits thermoelastic martensitic transformation. It consists of elements that make up intermetallic compounds. For example, nickel-titanium intermetallic compound is nickel and titanium, titanium-niobium intermetallic compound is titanium and niobium, and iron-palladium intermetallic compound is iron and palladium, but does not hinder its shape memory characteristics. Other elements may be included within the range. As other elements, one or more elements selected from transition elements such as copper, aluminum, vanadium, zirconium, molybdenum, chromium, iron, cobalt, rare earth elements, and inevitable impurities may be included.

(巻き形態)
金属製多孔体1は、図2に示すように、複合線2が一方向に傾斜し、軸の周りに所定のピッチで巻き付けられて形成された層11と、複合線2が前記一方向とは逆向きの方向に傾斜し、軸の周りに所定のピッチで巻き付けられて形成された層12とが、順次に積層されているとともに、複合線同士は接合されている。なお、図2は、金属製多孔体1を構成する複合線2によって形成された層を2層分(符号11の層と符号12の層)だけ示している。
(Winding form)
As shown in FIG. 2, the metal porous body 1 includes a layer 11 in which the composite wire 2 is inclined in one direction and is wound around the axis at a predetermined pitch, and the composite wire 2 is in the one direction. Is inclined in the opposite direction, and the layer 12 formed by being wound around the axis at a predetermined pitch is sequentially laminated, and the composite wires are joined to each other. Note that FIG. 2 shows only two layers (the reference numeral 11 layer and the reference numeral 12 layer) formed by the composite wire 2 constituting the metal porous body 1.

金属製多孔体1の代表的な形態として、図1に示した管状の金属製多孔体を挙げることができる。この金属製多孔体1は、長手方向の両端が開放された形態である。管状の金属製多孔体1は、図1に示した形態の他に、長手方向の一端が開放され、他端が閉じた形態の金属製多孔体(図示しない)や、円錐状の金属製多孔体(図示しない)等を挙げることができる。   As a typical form of the metal porous body 1, the tubular metal porous body shown in FIG. 1 can be mentioned. This metallic porous body 1 has a form in which both ends in the longitudinal direction are opened. In addition to the form shown in FIG. 1, the tubular metal porous body 1 is a metal porous body (not shown) in which one end in the longitudinal direction is open and the other end is closed, or a conical metal porous body. Examples include a body (not shown).

なお、積層の数は、金属製多孔体1の厚さに応じて500層〜3000層に設定される。例えば、後述の実施例の場合は、1000層〜1500層に設定されている。こうした金属製多孔体1は、焼結されることによって、複合線同士が接合されている。   The number of layers is set to 500 layers to 3000 layers according to the thickness of the metal porous body 1. For example, in the case of the below-mentioned Example, it is set to 1000 layers-1500 layers. Such a metal porous body 1 is bonded to each other by being sintered.

複合線2の巻き角度は、5°以上、90°未満の範囲内で金属製多孔体1を形成することができる角度である。より具体的には、巻き角度は40°以上、80°以下の範囲内である。なお、「巻き角度」とは、図4のθで表されている角度であり、一方向に傾斜された複合線11と、この一方向とは逆向きの方向に傾斜された複合線12とがなす角度を意味する。金属製多孔体1の空隙率は、特に限定されないが、例えば、32%以上、62%以下の範囲内である。「空隙率」とは、[(材料比重-製品密度)/材料比重]×100によって表すことができる製品の全容積に対する隙間の容積の割合のことである。また、金属製多孔体1の寸法としては、外径が1mm以上、15mm以下の範囲内に形成され、内径が0.5mm以上、14mm以下の範囲内に形成されている。   The winding angle of the composite wire 2 is an angle at which the metal porous body 1 can be formed within a range of 5 ° or more and less than 90 °. More specifically, the winding angle is in the range of 40 ° to 80 °. The “winding angle” is an angle represented by θ in FIG. 4, and the composite wire 11 inclined in one direction and the composite wire 12 inclined in a direction opposite to the one direction Means the angle between The porosity of the metal porous body 1 is not particularly limited, but is, for example, in the range of 32% or more and 62% or less. “Void ratio” is the ratio of the volume of the gap to the total volume of the product, which can be expressed by [(material specific gravity−product density) / material specific gravity] × 100. Moreover, as a dimension of the metal porous body 1, the outer diameter is formed within a range of 1 mm or more and 15 mm or less, and the inner diameter is formed within a range of 0.5 mm or more and 14 mm or less.

こうした金属製多孔体1は、フィルター、センサーカバー、カテーテル、消音材、発泡、拡散材、ガイド等の用途に用いることができる。なお、金属製多孔体をフィルターとして使用する場合、長手方向の一端が開放され、他端が閉じているようにしてもよく、金属製多孔体1の周面だけでなく、閉じた他端もフィルターとして機能する。また、円環状の金属製多孔体は、フィルター、消音材、発泡、拡散材、流動材等の用途に用いることができる。   Such a metal porous body 1 can be used for applications such as a filter, a sensor cover, a catheter, a silencer, a foam, a diffusion material, and a guide. When using a metal porous body as a filter, one end in the longitudinal direction may be opened and the other end may be closed. Not only the peripheral surface of the metal porous body 1 but also the other closed end Functions as a filter. In addition, the annular metal porous body can be used for applications such as a filter, a silencer, a foam, a diffusion material, and a fluid material.

[金属製多孔体の製造方法]
本発明に係る金属製多孔体1の製造方法は、第1金属成分を含む金属線3’の外周に第1金属成分と化合して形状記憶層4を形成する第2金属成分を含む金属層4’が設けられた素線2’を準備する工程と、素線2’を一方向に傾斜させながら軸の周りに所定のピッチで巻き付ける第1サブ工程と素線2’を前記一方向とは逆向きの方向に傾斜させながら前記軸の周りに所定のピッチで巻き付ける第2サブ工程とを繰り返す巻き付け工程と、巻き付けた素線2’を加熱して、第1金属成分と第2金属成分とを拡散させた形状記憶層4を外周に有する複合線2を形成する工程と、複合線同士2,2を接合させる工程と、を有する。
[Method for producing metal porous body]
The manufacturing method of the metal porous body 1 according to the present invention includes a metal layer including a second metal component that forms a shape memory layer 4 by combining with the first metal component on the outer periphery of the metal wire 3 ′ including the first metal component. A step of preparing a strand 2 'provided with 4', a first sub-step of winding the strand 2 'around a shaft while tilting the strand 2' in one direction and the strand 2 'in the one direction Is a winding step that repeats the second sub-step of winding around the axis at a predetermined pitch while inclining in the opposite direction, and heating the wound wire 2 'to provide a first metal component and a second metal component And the step of forming the composite wire 2 having the shape memory layer 4 diffused on the outer periphery and the step of joining the composite wires 2 and 2 together.

この製造方法は、素線2’を軸に巻き付けた後に加熱して、金属線3’に含まれる第1金属成分と金属層4’に含まれる第2金属成分とを拡散させた形状記憶層4を外周に有する複合線2を形成するので、形状記憶層4が持つ変態点を境にして複合線2の形状を変化させ、金属製多孔体1の形状を変化させることができる。その結果、変態点未満の温度での形状と、その変態点以上の温度での形状とを変化させることができ、目開きの程度を任意に変化させることができる金属製多孔体1を製造することができ、様々なフィルター等に使用することができる。また、複合線同士2,2の接合部が接合されるので、全体形状を大きな乱れなく保持可能な金属製多孔体を製造することができる。   In this manufacturing method, the shape memory layer in which the first metal component contained in the metal wire 3 ′ and the second metal component contained in the metal layer 4 ′ are diffused by heating after winding the wire 2 ′ around the shaft. Since the composite wire 2 having 4 on the outer periphery is formed, the shape of the composite wire 2 can be changed at the transformation point of the shape memory layer 4 and the shape of the metal porous body 1 can be changed. As a result, the metal porous body 1 that can change the shape at a temperature lower than the transformation point and the shape at a temperature higher than the transformation point and can arbitrarily change the degree of opening is manufactured. Can be used for various filters. Moreover, since the joint part of composite wires 2 and 2 is joined, the metal porous body which can hold | maintain the whole shape without big disorder | damage | failure can be manufactured.

以下、製造工程について説明する。ここでは、主にニッケルチタン金属間化合物層を形状記憶層4として形成する場合を例にして説明するが、それに限定されない。   Hereinafter, the manufacturing process will be described. Here, a case where a nickel titanium intermetallic compound layer is mainly formed as the shape memory layer 4 will be described as an example, but the present invention is not limited thereto.

(素線の準備工程)
素線2’の準備工程は、第1金属成分を含む金属線3’の外周に、金属層4’が設けられた素線2’を準備する工程である。金属層4’は、金属線3’が有する第1金属成分に化合して形状記憶層4を形成する第2金属成分を含んでいる。
(Wire preparation process)
The preparation step of the strand 2 ′ is a step of preparing the strand 2 ′ in which the metal layer 4 ′ is provided on the outer periphery of the metal wire 3 ′ including the first metal component. The metal layer 4 ′ includes a second metal component that forms a shape memory layer 4 by combining with the first metal component of the metal wire 3 ′.

素線2’は、その後の熱処理によって形状記憶層4を形成することができる層構造を有する線材である。素線3’としては、図6(A)に示すように、具体的には、例えばチタンからなる金属線3’の外周に、そのチタンと化合してニッケルチタン金属間化合物層(形状記憶層4)を形成するための例えばニッケル層4’が設けられたものを挙げることができる。ニッケルチタン金属間化合物層(形状記憶層4)は、素線2’を加熱して得られるものである。   The element wire 2 ′ is a wire material having a layer structure in which the shape memory layer 4 can be formed by a subsequent heat treatment. As shown in FIG. 6 (A), the element wire 3 ′ is specifically a nickel-titanium intermetallic compound layer (shape memory layer) combined with the titanium on the outer periphery of a metal wire 3 ′ made of titanium, for example. For example, a layer provided with a nickel layer 4 ′ for forming 4) can be mentioned. The nickel titanium intermetallic compound layer (shape memory layer 4) is obtained by heating the strand 2 '.

素線2’は、丸線でも平角線でもよいが、図6(A)に示すように、予め圧延された平角線であることが好ましい。平角線の形態や圧延率は、上記した複合線2の説明欄で説明したのでここでは省略する。   The strand 2 'may be a round wire or a flat wire, but is preferably a pre-rolled flat wire as shown in FIG. Since the form of the flat wire and the rolling rate have been described in the explanation section of the composite wire 2 described above, they are omitted here.

(巻き付け工程)
巻き付け工程は、素線2’を一方向に傾斜させながら軸の周りに所定のピッチで巻き付ける第1サブ工程と、素線2’を前記一方向とは逆向きの方向に傾斜させながら前記軸の周りに所定のピッチで巻き付ける第2サブ工程とを繰り返す工程である。
(Winding process)
The winding step includes a first sub-step of winding the strand 2 'around one axis while tilting the strand 2' in one direction, and the axis while tilting the strand 2 'in a direction opposite to the one direction. Is a step of repeating the second sub-step of winding around a predetermined pitch.

この巻き付け工程は、圧延された素線3’を巻き軸(図示しない)に巻き付けるワインド工程と、巻き軸に巻き付けられた素線3’を焼結する焼結工程と、焼結された素線3’を、巻き軸に巻き付けられた状態でスウェージングするスウェージング工程と、スウェージング工程が終了した後に、素線3’が巻き付けられている巻き軸を抜き取る巻き軸抜き取り工程とを備えている。   The winding process includes a winding process of winding the rolled strand 3 'around a winding shaft (not shown), a sintering step of sintering the strand 3' wound around the winding shaft, and a sintered strand A swaging step of swaging 3 ′ while being wound around the winding shaft, and a winding shaft extraction step of extracting the winding shaft around which the strand 3 ′ is wound after the swaging step is completed. .

ワインド工程は、巻き軸に素線3’を巻き付けて管状の部材を形成する工程である。ワインド工程は、素線3’を巻き軸に巻き付ける際に一般的に使用されているワインダー(巻き付け装置)を用いて行われる。素線3’は、圧延機で事前に圧延加工されたものを使用してワインダーで巻き軸の外周面に巻き付けられたり、ワインダーの内部で圧延しつつ巻き軸の外周面に巻き付けられたりする。   The winding process is a process of forming a tubular member by winding the wire 3 'around a winding shaft. The winding process is performed using a winder (winding device) that is generally used when winding the wire 3 ′ around a winding shaft. The strand 3 'is wound around the outer peripheral surface of the winding shaft with a winder using a material previously rolled by a rolling mill, or is wound around the outer peripheral surface of the winding shaft while being rolled inside the winder.

素線3’を巻き軸に巻き付けるとき、素線3’は、巻き軸に対して一方向に傾斜されて、巻き軸の軸方向に所定のピッチで巻き軸の一端側から他端側に向けて順次巻き付けられる。このように巻き軸に巻き付けられた素線3’は、図2に示すように、巻き軸の外周面で1つの層11を形成する。素線3’は、こうして形成された1つの層11の外周にさらに巻き付けられて、図2に示すように、別の層12が形成される。この際、素線3’は、巻き軸に対して上記した一方向とは逆方向に傾斜されて、巻き軸の軸方向に所定のピッチで巻き軸の他端側から一端側に向けて巻き付けられる。   When the strand 3 ′ is wound around the winding shaft, the strand 3 ′ is inclined in one direction with respect to the winding shaft, and is directed from one end side to the other end side of the winding shaft at a predetermined pitch in the axial direction of the winding shaft. Are wound sequentially. The strand 3 ′ wound around the winding shaft in this way forms one layer 11 on the outer peripheral surface of the winding shaft as shown in FIG. 2. The strand 3 ′ is further wound around the outer periphery of one layer 11 formed in this way, and another layer 12 is formed as shown in FIG. 2. At this time, the strand 3 'is inclined in a direction opposite to the one direction described above with respect to the winding axis, and wound from the other end side of the winding axis toward the one end side at a predetermined pitch in the axial direction of the winding axis. It is done.

ワインド工程は、こうした、一方向に傾斜させて巻き軸の周りに所定のピッチで巻き付けて形成された層11と、一方向とは逆向きの方向に傾斜させて巻き軸の周りに所定のピッチで巻き付けて形成された層12とを順次に形成して素線3’の層を積層して管状の部材を形成する工程である。   In the winding process, the layer 11 formed by inclining in one direction and wound around the winding axis at a predetermined pitch, and inclined in a direction opposite to the one direction and inclined at a predetermined pitch around the winding axis. In this step, the layer 12 formed by winding is sequentially formed, and the layer of the strand 3 'is laminated to form a tubular member.

(複合線の形成工程)
複合線2の形成工程は、巻き付けた素線2’を加熱して、第1金属成分と第2金属成分とを拡散させた形状記憶層4を外周に有する複合線2を形成する工程である。素線2’を加熱するによって、金属線3’を構成するチタン成分と、金属層4を構成するニッケル成分とが熱拡散して化合し、ニッケルチタン金属間化合物層が形成される。こうした複合線2は、ニッケルチタン金属間化合物層が有する変態点を境にして形状記憶特性を発揮することができる。
(Composite line forming process)
The formation process of the composite wire 2 is a process of forming the composite wire 2 having a shape memory layer 4 on the outer periphery by heating the wound wire 2 ′ and diffusing the first metal component and the second metal component. . By heating the strand 2 ', the titanium component constituting the metal wire 3' and the nickel component constituting the metal layer 4 are thermally diffused and combined to form a nickel titanium intermetallic compound layer. Such a composite wire 2 can exhibit shape memory characteristics at the transformation point of the nickel titanium intermetallic compound layer.

形成された複合線2の断面積Aと、複合線2のうち形状記憶層4の断面積Bとの比(B/A)が、0.3以上0.8以下の範囲内であることが好ましい。断面積比(B/A)が上記範囲内のときに、変態点を境にした変形がより効果的に生じ、目開き状態を変化させることができるので、例えば温度によって目開きを制御できるフィルター用途として好ましく適用できる。   The ratio (B / A) between the cross-sectional area A of the formed composite wire 2 and the cross-sectional area B of the shape memory layer 4 in the composite wire 2 is in the range of 0.3 to 0.8. preferable. When the cross-sectional area ratio (B / A) is within the above range, deformation at the transformation point occurs more effectively, and the opening state can be changed. For example, the filter can control the opening according to temperature. It can be preferably applied as a use.

(接合工程)
接合工程は、複合線同士2,2を接合させる工程である。焼結工程は、複合線2からなる管状の部材を巻き軸ごと炉に入れて焼結し、複合線同士を接合する。炉は、真空炉であってもよいし、酸化を防ぐための還元ガスを含む炉であってもよい。焼結は、800℃以上、1300℃以下の範囲内の温度で180分程度行われる。こうした焼結工程によって複合線同士は、拡散接合される。なお、この焼結工程は、次のスウェージング工程の前後の2回に分けて行ってもよい。
(Joining process)
The joining process is a process of joining the composite wires 2 and 2 together. In the sintering step, a tubular member made of the composite wire 2 is put into a furnace together with the winding shaft and sintered, and the composite wires are joined together. The furnace may be a vacuum furnace or a furnace containing a reducing gas for preventing oxidation. Sintering is performed at a temperature in the range of 800 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower for about 180 minutes. By such a sintering process, the composite wires are diffusion bonded. Note that this sintering step may be performed in two steps before and after the next swaging step.

このときのスウェージング工程は、複合線2からなる管状の部材の外径を所望の寸法に整える冷間鍛造加工工程である。スウェージング工程は、例えば、分割された金型を回転させて、叩きながら管状の部材の外径を絞っていくことによって行われる。   The swaging process at this time is a cold forging process for adjusting the outer diameter of the tubular member made of the composite wire 2 to a desired dimension. The swaging step is performed, for example, by rotating the divided molds and reducing the outer diameter of the tubular member while hitting.

巻き軸抜き取り工程は、複合線2からなる管状の部材から巻き軸を抜き出して、所望の内径と外径とを有する金属製多孔体1を形成させる工程である。巻き軸が抜き出された管状の部材は、図5(A)(B)に示すように、巻き軸の外径と一致する内径を有すると共に、積層された複合線2の層の数に応じた外径を有する金属製多孔体1となる。   The winding shaft extraction step is a step of extracting the winding shaft from the tubular member made of the composite wire 2 to form the metal porous body 1 having a desired inner diameter and outer diameter. As shown in FIGS. 5A and 5B, the tubular member from which the winding shaft is extracted has an inner diameter that matches the outer diameter of the winding shaft, and corresponds to the number of layers of the laminated composite wire 2. The metal porous body 1 has an outer diameter.

以上に説明した工程を経た後、金属製多孔体1は洗浄され、必要な検査を経て完成される。   After passing through the process demonstrated above, the metal porous body 1 is wash | cleaned and completed through a required test | inspection.

以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。本発明は以下の実施例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
素線2’として、図6(A)に示すように、直径0.1mmのチタン線3’の外周に、そのチタン線のチタン成分と化合して形状記憶層4であるニッケルチタン金属間化合物層を形成する厚さ12μmのニッケルめっき層4’が設けられたものを圧延率40%で圧延して準備した。この素線2’を用いて金属製多孔体1を作製した。作製した金属製多孔体1は、内径が1.6mm、外径が2.5mm、全長が34.9mm、重量が0.27gである。また、金属製多孔体1は、嵩密度が2.61g/cm、空隙率が67.2%である。また、巻き角度は、47.4°である。
[Example 1]
As the strand 2 ', as shown in FIG. 6A, a nickel titanium intermetallic compound which is a shape memory layer 4 combined with the titanium component of the titanium wire on the outer periphery of a titanium wire 3' having a diameter of 0.1 mm. A layer provided with a nickel plating layer 4 ′ having a thickness of 12 μm was prepared by rolling at a rolling rate of 40%. A metal porous body 1 was produced using this strand 2 ′. The produced metal porous body 1 has an inner diameter of 1.6 mm, an outer diameter of 2.5 mm, a total length of 34.9 mm, and a weight of 0.27 g. The metal porous body 1 has a bulk density of 2.61 g / cm 3 and a porosity of 67.2%. The winding angle is 47.4 °.

実施例1の金属製多孔体1の作製は、以下の工程を経て行った。最初にワインダーの内部で丸線を圧延加工し、図6(A)に示すように、圧延率が40%の素線を形成した。次に、圧延加工された素線を巻き軸(図示しない)に巻き付けて巻き軸の外周面に管状の部材を形成した。具体的には、図2に示すように、まず、素線3’を巻き軸に対して一方向に傾斜させ、巻き軸の周りに一定のピッチで巻き軸の軸方向の一方向に順次巻き付けて1つの層11を形成した。次に、この1つの層11の外周から素線3’を巻き軸に対して逆向きの方向に傾斜させ、巻き軸の周りに一定のピッチで巻き軸の軸方向の逆方向に巻き付けてさらに層12を形成した。こうした手順を300回繰り返して行い、複合線2からなる複数の層を巻き軸の外周面に形成して管状の部材を巻き軸の外周面に作製した。   The metal porous body 1 of Example 1 was produced through the following steps. First, a round wire was rolled inside the winder to form a strand having a rolling rate of 40% as shown in FIG. Next, the rolled wire was wound around a winding shaft (not shown) to form a tubular member on the outer peripheral surface of the winding shaft. Specifically, as shown in FIG. 2, first, the wire 3 ′ is inclined in one direction with respect to the winding axis, and is sequentially wound around the winding axis in one direction in the axial direction of the winding axis. One layer 11 was formed. Next, the strand 3 ′ is inclined from the outer periphery of the one layer 11 in the direction opposite to the winding axis, and wound around the winding axis at a constant pitch in the direction opposite to the axial direction of the winding axis. Layer 12 was formed. Such a procedure was repeated 300 times to form a plurality of layers composed of the composite wire 2 on the outer peripheral surface of the winding shaft, thereby producing a tubular member on the outer peripheral surface of the winding shaft.

次いで、熱処理を行った。熱処理は、管状の部材を巻き軸ごと真空炉に入れて、温度を900℃にして180分行った。こうした熱処理を行うことによって、素線2’にニッケルチタン金属間化合物層を形成し、ニッケルチタン金属間化合物層が形成された複合線2に変化させた。この変化と同時に、複合線同士を焼結した。図6(B)は、焼結後の複合線2の断面形態である。   Next, heat treatment was performed. The heat treatment was performed for 180 minutes at a temperature of 900 ° C. by placing the tubular member together with the winding shaft in a vacuum furnace. By performing such heat treatment, a nickel titanium intermetallic compound layer was formed on the wire 2 ′, and the composite wire 2 was formed with the nickel titanium intermetallic compound layer formed thereon. Simultaneously with this change, the composite wires were sintered together. FIG. 6B shows a cross-sectional form of the composite wire 2 after sintering.

その後、管状の部材の外径が所定の寸法に形成されるように、巻き軸の外周面に巻かれた管状の部材をスウェージングした。スウェージングを行った後、管状の部材を巻き軸ごと真空炉に入れてもう一度熱処理を行った。熱処理は、温度を900℃にして180分行った。2回目の熱処理後、巻き軸を取り外し、図5(A)(B)に示すような実施例1の金属製多孔体1を得た。   Thereafter, the tubular member wound around the outer peripheral surface of the winding shaft was swaged so that the outer diameter of the tubular member was formed to a predetermined dimension. After performing the swaging, the tubular member was placed in the vacuum furnace together with the winding shaft, and heat treatment was performed again. The heat treatment was performed at a temperature of 900 ° C. for 180 minutes. After the second heat treatment, the winding shaft was removed, and a metal porous body 1 of Example 1 as shown in FIGS. 5A and 5B was obtained.

図5は、実施例1の金属製多孔体1の平面写真(A)とその拡大写真である。図7(A)は、実施例1の金属製多孔体1を、その長手方向である軸方向に室温(25℃前後)で引っ張り延ばした形態であり、図7(B)は、引っ張り延ばした金属製多孔体1を180℃で加熱した後の形態である。図示のように、加熱によって、形状記憶層4が形状記憶効果を発現し、延びていた金属製多孔体1が初期形状に回復したことを確認した。   FIG. 5 is a plan photograph (A) of the metal porous body 1 of Example 1 and an enlarged photograph thereof. FIG. 7A shows a form in which the metal porous body 1 of Example 1 is stretched at room temperature (around 25 ° C.) in the axial direction, which is the longitudinal direction, and FIG. 7B is stretched. It is the form after heating the metal porous body 1 at 180 degreeC. As shown in the figure, it was confirmed that the shape memory layer 4 exhibited a shape memory effect by heating, and the extended metal porous body 1 recovered to the initial shape.

[実施例2]
実施例1と同様の素線2’を用い、実施例1と同様の方法で金属製多孔体1を作製し、形状記憶特性の発現を確認した。作製した金属製多孔体1は、内径が6.03mm、外径が8.28mm、全長が11.51mmで、重量が0.28gであった。なお、この金属製多孔体への熱処理は、900℃、8時間で行った。
[Example 2]
Using the same wire 2 ′ as in Example 1, a metal porous body 1 was produced in the same manner as in Example 1, and the expression of shape memory characteristics was confirmed. The produced metal porous body 1 had an inner diameter of 6.03 mm, an outer diameter of 8.28 mm, a total length of 11.51 mm, and a weight of 0.28 g. The heat treatment for the metal porous body was performed at 900 ° C. for 8 hours.

こうして作製した金属製多孔体をテンシロン万能試験機(株式会社オリエンテック製、型名:RTG−1310)で室温(25℃前後)にて圧縮し、その寸法を表1に示した。その後、熱風機で発生した400℃の熱風を1分間照射した後の寸法を測定した。実施例2での寸法測定は、ライトマチック(株式会社ミツトヨ製、型名:VL−50A)で行い。その結果を表1にまとめた。   The metal porous body thus produced was compressed at room temperature (around 25 ° C.) with a Tensilon universal testing machine (Orientec Co., Ltd., model name: RTG-1310), and the dimensions are shown in Table 1. Then, the dimension after irradiating 400 degreeC hot air generated with the hot air machine for 1 minute was measured. The dimension measurement in Example 2 is performed with Lightmatic (Mitutoyo Corporation, model name: VL-50A). The results are summarized in Table 1.

表1に示す形態の変化は、複合線2が有する形状記憶層4の作用であり、その結果、形状記憶層4の作用によって、金属製多孔体1の目開き状態を変化させることができることを確認した。   The change in the form shown in Table 1 is the action of the shape memory layer 4 of the composite wire 2, and as a result, the opening state of the metal porous body 1 can be changed by the action of the shape memory layer 4. confirmed.

図8は、実施例2の金属製多孔体1から剥がした複合線2の写真(A)と、その複合線2を180℃で加熱したときの形態(B)である。この結果より、金属製多孔体1から複合線2を剥がし取る際に延びた複合線2は、加熱によって形態が変化し、螺旋状に変形し、形状記憶特性を示した。   FIG. 8 is a photograph (A) of the composite wire 2 peeled from the metal porous body 1 of Example 2, and a form (B) when the composite wire 2 is heated at 180 ° C. From this result, the composite wire 2 extended when the composite wire 2 was peeled off from the metal porous body 1 was changed in shape by heating, deformed into a spiral shape, and exhibited shape memory characteristics.

また、図9は、実施例2の金属製多孔体から剥がした複合線2の形状記憶特性を示す示差走査熱量測定の結果(DSC曲線)である。DSC曲線は、示差走査熱量計(株式会社リガク製、型名:DSC8230)を用い、温度を180℃から−100℃に下げ、その後180℃まで上げて測定した。その結果、図9に見られるような、形状記憶特性を示した。なお、こうしたDSC曲線は、JIS H 7101に準拠して計測しているので、上記した示差走査熱量計以外の装置であっても同様の結果を測定できる。   Moreover, FIG. 9 is the result (DSC curve) of the differential scanning calorimetry which shows the shape memory characteristic of the composite wire 2 peeled from the metal porous body of Example 2. In FIG. The DSC curve was measured using a differential scanning calorimeter (manufactured by Rigaku Corporation, model name: DSC8230) with the temperature lowered from 180 ° C. to −100 ° C. and then raised to 180 ° C. As a result, the shape memory characteristic as shown in FIG. 9 was shown. In addition, since such DSC curve is measured based on JISH7101, the same result can be measured even if it is apparatuses other than the above-mentioned differential scanning calorimeter.

1 金属製多孔体
2 複合線
2’ 素線
3 芯材
3’ 金属線
4 形状記憶層
4’ ニッケル層
5 接合部
11 線を一方向に傾斜させて中心軸の周りに巻いて形成された層
12 線を逆方向に傾斜させて中心軸の周りに巻いて形成された層

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal porous body 2 Composite wire 2 'Elementary wire 3 Core material 3' Metal wire 4 Shape memory layer 4 'Nickel layer 5 Joint part 11 Layer formed by inclining a wire in one direction and winding around a central axis 12 Layer formed by inclining the wire in the opposite direction and winding it around the central axis

Claims (7)

形状記憶特性を有する形状記憶層を外周に有する複合線で巻き回され、当該複合線同士が接合されてなる多孔体であって、
前記多孔体の形状が前記形状記憶層の変態点を境にして変化することを特徴とする金属製多孔体。
It is a porous body that is wound with a composite wire having a shape memory layer having shape memory characteristics on the outer periphery, and the composite wires are joined together,
The metal porous body, wherein the shape of the porous body changes at the transformation point of the shape memory layer.
前記複合線は、チタン芯材の外周にニッケルチタン金属間化合物層を有している、請求項1に記載の金属製多孔体。   The said composite wire is a metal porous body of Claim 1 which has a nickel titanium intermetallic compound layer in the outer periphery of a titanium core material. 前記複合線の断面積Aと、前記複合線のうち前記形状記憶層の断面積Bとの比(B/A)が、0.3以上0.8以下の範囲内である、請求項1又は2に記載の金属製多孔体。   The ratio (B / A) between the cross-sectional area A of the composite wire and the cross-sectional area B of the shape memory layer of the composite wire is in the range of 0.3 or more and 0.8 or less. 2. A metal porous body according to 2. 前記複合線が平角線である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属製多孔体。   The metal porous body according to any one of claims 1 to 3, wherein the composite wire is a flat wire. 第1金属成分を含む金属線の外周に前記第1金属成分と化合して形状記憶層を形成する第2金属成分を含む金属層が設けられた素線を準備する工程と、
前記素線を一方向に傾斜させながら軸の周りに所定のピッチで巻き付ける第1サブ工程と前記素線を前記一方向とは逆向きの方向に傾斜させながら前記軸の周りに所定のピッチで巻き付ける第2サブ工程とを繰り返す巻き付け工程と、
前記巻き付けた素線を加熱して、前記第1金属成分と前記第2金属成分とを拡散させた形状記憶層を外周に有する複合線を形成する工程と、
前記複合線同士を接合させる工程と、を有することを特徴とする金属製多孔体の製造方法。
Preparing a strand provided with a metal layer containing a second metal component that forms a shape memory layer by combining with the first metal component on the outer periphery of a metal wire containing the first metal component;
A first sub-step of winding the strand in a direction while tilting the strand in one direction and a predetermined pitch around the axis while tilting the strand in a direction opposite to the one direction A winding step of repeating the second sub-step of winding;
Heating the wound wire to form a composite wire having a shape memory layer on the outer periphery in which the first metal component and the second metal component are diffused;
And a step of joining the composite wires to each other.
前記第1金属成分がチタンであり、前記第2金属成分がニッケルである、請求項5に記載の金属製多孔体の製造方法。   The method for producing a metal porous body according to claim 5, wherein the first metal component is titanium and the second metal component is nickel. 前記複合線の断面積Aと、前記複合線のうち前記形状記憶層の断面積Bとの比(B/A)が、0.3以上0.8以下の範囲内である、請求項5又は6に記載の金属製多孔体の製造方法。


The ratio (B / A) between the cross-sectional area A of the composite wire and the cross-sectional area B of the shape memory layer of the composite wire is in the range of 0.3 to 0.8, 6 or 6. A method for producing a metal porous body according to 6.


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