JP2851160B2 - 超弾性合金線材の製造方法 - Google Patents
超弾性合金線材の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真直性の優れた超弾性合金線材の製造方法
に関するものである。
に関するものである。
超弾性効果あるいは形状記憶効果を有するNi−Ti系合
金線材は、カテーテル用ガイドワイヤ、アクチュエータ
ー用材料、バネ材などの用途に広く使用されている。
金線材は、カテーテル用ガイドワイヤ、アクチュエータ
ー用材料、バネ材などの用途に広く使用されている。
これらの材料に用いられる合金線材は、上記の超弾性
効果などの特性の他にその特性を発揮し得るような線材
としてその真直性が要求される。
効果などの特性の他にその特性を発揮し得るような線材
としてその真直性が要求される。
通常超弾性合金線材の真直性を得る製造方法として
は、直線状に或る大きさの張力をかけた状態で加熱炉中
に装入し加熱して直線状にする方法がある。
は、直線状に或る大きさの張力をかけた状態で加熱炉中
に装入し加熱して直線状にする方法がある。
しかし、この方法では十分な真直性を得ることはでき
ず、特に加熱温度が低い場合（１次再結晶温度より低い
場合）においては矯正が不十分であり、また熱処理温度
が高い場合（１次再結晶温度より高い場合）では、その
ときにかける張力で線材が伸びてしまうことから線径が
細くなり、上記のバッチ式の場合においては十分な真直
性が得られない問題があった。
ず、特に加熱温度が低い場合（１次再結晶温度より低い
場合）においては矯正が不十分であり、また熱処理温度
が高い場合（１次再結晶温度より高い場合）では、その
ときにかける張力で線材が伸びてしまうことから線径が
細くなり、上記のバッチ式の場合においては十分な真直
性が得られない問題があった。
そこで図１に示すような通常の金属合金線材の矯正に
用いられる一般的なローラーレベラーを用いて超弾性合
金線材の矯正を行うことが考えられるが、次のような問
題がある。
用いられる一般的なローラーレベラーを用いて超弾性合
金線材の矯正を行うことが考えられるが、次のような問
題がある。
図２に超弾性線材の負荷側のみの応力−歪線図を示
す。図のεＡはオーステナイト相の弾性歪、εＢは応力
誘起マルテンサイト変態による歪、εＣは応力誘起マル
テンサイト相の弾性歪、εＤは応力誘起マルテンサイト
相の塑性歪をそれぞれ示し、いわゆる超弾性特性を示す
領域εRmは εRm＝εＡ＋εＢ＋εＣ であり、およそ10％位の回復歪を有す。また図３には負
荷および除荷の応力−歪線図を示す。
す。図のεＡはオーステナイト相の弾性歪、εＢは応力
誘起マルテンサイト変態による歪、εＣは応力誘起マル
テンサイト相の弾性歪、εＤは応力誘起マルテンサイト
相の塑性歪をそれぞれ示し、いわゆる超弾性特性を示す
領域εRmは εRm＝εＡ＋εＢ＋εＣ であり、およそ10％位の回復歪を有す。また図３には負
荷および除荷の応力−歪線図を示す。
図２の如く超弾性記憶熱処理を施した合金線材の場
合、矯正加工に必要な負荷歪はεＤの領域となる。
合、矯正加工に必要な負荷歪はεＤの領域となる。
したがって超弾性合金線材の矯正加工に必要な負荷歪
はおよそ10％以上となる。
はおよそ10％以上となる。
このため線径ｄとローラーレベラーのロール径Ｄとの
比d/Dは一般の金属合金のときのd/Dより大きくする必要
があり、ローラ径Ｄは小さくしなければならない。
比d/Dは一般の金属合金のときのd/Dより大きくする必要
があり、ローラ径Ｄは小さくしなければならない。
またNi−Ti系合金は耐力が通常の鋼線に比較して著し
く高いことから大きな張力をかけながらローラーレベラ
ーのロール間を通過させなければならない。
く高いことから大きな張力をかけながらローラーレベラ
ーのロール間を通過させなければならない。
しかしこの大きな張力とロール径の関係からローラー
レベラーを設計するには種々の難しい問題がある。
レベラーを設計するには種々の難しい問題がある。
また一度記憶熱処理を施したものに、再び塑性歪を入
れることになり超弾性特性を劣化させるという問題もあ
る。
れることになり超弾性特性を劣化させるという問題もあ
る。
さらに図４に示すように線材の矯正加工において曲げ
加工を受ける線材の表面部に導入される転位の応力場で
は応力誘起マルテンサイトが残留しており、オーステナ
イト相の界面にはこの変態歪による応力が蓄積され、結
果として内部応力の不均一性を招く問題もある。
加工を受ける線材の表面部に導入される転位の応力場で
は応力誘起マルテンサイトが残留しており、オーステナ
イト相の界面にはこの変態歪による応力が蓄積され、結
果として内部応力の不均一性を招く問題もある。
一方伸線加工上り材を矯正加工する場合には、線材は
加工歪がはいっていることから10％の歪をかける必要は
ないが、スプリングバック量が大きいため依然としてd/
Dは一般の金属合金の場合より大きく、ローラーレベラ
ーの設計上問題がある。
加工歪がはいっていることから10％の歪をかける必要は
ないが、スプリングバック量が大きいため依然としてd/
Dは一般の金属合金の場合より大きく、ローラーレベラ
ーの設計上問題がある。
本発明は、上記の問題について検討の結果なされたも
ので、一般の金属合金に使用される通常のローラーレベ
ラーを用いて線材に大きな加工歪を与えることなく、連
続的に真直性の優れた線材が得られ、しかも記憶熱処理
も同時に施すことが可能な超弾性合金線材の製造方法を
開発したものである。
ので、一般の金属合金に使用される通常のローラーレベ
ラーを用いて線材に大きな加工歪を与えることなく、連
続的に真直性の優れた線材が得られ、しかも記憶熱処理
も同時に施すことが可能な超弾性合金線材の製造方法を
開発したものである。
本発明は、Ni50.7〜53.0at％、残部Tiからなる合金線
材を150〜750℃の温度範囲でローラーレベラーにより熱
間矯正加工を施す超弾性合金線材の製造方法であって、
前記超弾性合金線材の線型ｄとローラーレベラーのロー
ル径Ｄとの比d/Dをd/D＝3/1000〜5/100とすることを特
徴とする超弾性合金線材の製造方法である。また、Ni5
0.7〜53.0at％、Ti49.3〜47.0at％のNiまたは／およびT
iの一部をCr、Fe、Co、Mo、Ｖ、Pd、Ｗ、Cuの何れか１
種または２種以上を各0.01〜5.0at％の範囲で置換して
なる合金線材を150〜750℃の温度範囲でローラーレベラ
ーにより熱間矯正加工を施す超弾性合金線材の製造方法
であって、前記超弾性合金線材の線型ｄとローラーレベ
ラーのロール径Ｄとの比d/Dをd/D＝3/1000〜5/100とす
ることを特徴とする超弾性合金線材の製造方法である。
材を150〜750℃の温度範囲でローラーレベラーにより熱
間矯正加工を施す超弾性合金線材の製造方法であって、
前記超弾性合金線材の線型ｄとローラーレベラーのロー
ル径Ｄとの比d/Dをd/D＝3/1000〜5/100とすることを特
徴とする超弾性合金線材の製造方法である。また、Ni5
0.7〜53.0at％、Ti49.3〜47.0at％のNiまたは／およびT
iの一部をCr、Fe、Co、Mo、Ｖ、Pd、Ｗ、Cuの何れか１
種または２種以上を各0.01〜5.0at％の範囲で置換して
なる合金線材を150〜750℃の温度範囲でローラーレベラ
ーにより熱間矯正加工を施す超弾性合金線材の製造方法
であって、前記超弾性合金線材の線型ｄとローラーレベ
ラーのロール径Ｄとの比d/Dをd/D＝3/1000〜5/100とす
ることを特徴とする超弾性合金線材の製造方法である。
すなわち本発明は、上記のNi−Ti合金或いはNiまたは
／およびTiの一部を上記の元素で置換したNi−Ti系合金
の超弾性線材を特定の温度範囲において熱間矯正加工す
ることにより通常のローラーレベラーを用いて真直性に
優れ、かつ加工歪の少ない線材が連続的に得られるよう
にしたものである。
／およびTiの一部を上記の元素で置換したNi−Ti系合金
の超弾性線材を特定の温度範囲において熱間矯正加工す
ることにより通常のローラーレベラーを用いて真直性に
優れ、かつ加工歪の少ない線材が連続的に得られるよう
にしたものである。
また本発明は、上記の150〜750℃の温度の中でも特に
250〜750℃の温度域では矯正加工と同時に超弾性熱処理
を行うことができる効果がある。
250〜750℃の温度域では矯正加工と同時に超弾性熱処理
を行うことができる効果がある。
そして上記の矯正加工に際して線材の線径ｄとローラ
ーレベラーのロール径Ｄとの比d/Dをd/D＝3/1000〜5/10
0とすることにより、真直性の優れた線材が得られるも
のである。
ーレベラーのロール径Ｄとの比d/Dをd/D＝3/1000〜5/10
0とすることにより、真直性の優れた線材が得られるも
のである。
本発明において合金組成を50.7〜53.0at％、残部Tiと
したのはNiが50.7at％未満では室温で超弾性特性を示さ
ず、Ni量が53.0at％を超えると伸線加工が困難になるた
めである。またNi 50.7〜52.0at％、Ti 49.3〜47.0at％
のNiまたは／およびTiの一部をCr、Fe、Co、Mo、Ｖ、P
d、Ｗ、Cuの何れか１種または２種以上で各0.01〜5.0at
％の範囲で置換するのは、これらの元素は上記した超弾
性特性を阻害せず、加工性、引張り強さ、耐食性などの
向上に寄与するからであり、0.01at％未満では上記の特
性の効果が少なく、5.0at％を超えると加工性が悪くな
るからである。
したのはNiが50.7at％未満では室温で超弾性特性を示さ
ず、Ni量が53.0at％を超えると伸線加工が困難になるた
めである。またNi 50.7〜52.0at％、Ti 49.3〜47.0at％
のNiまたは／およびTiの一部をCr、Fe、Co、Mo、Ｖ、P
d、Ｗ、Cuの何れか１種または２種以上で各0.01〜5.0at
％の範囲で置換するのは、これらの元素は上記した超弾
性特性を阻害せず、加工性、引張り強さ、耐食性などの
向上に寄与するからであり、0.01at％未満では上記の特
性の効果が少なく、5.0at％を超えると加工性が悪くな
るからである。
本発明の製造方法において矯正加工の温度範囲を150
〜750℃としたのは、この範囲において矯正加工を施す
ことにより線材に十分な真直性を与えることが出来、特
に250〜750℃に範囲においては同時に直線記憶熱処理が
施されるというコスト的なメリットもあり、150℃以下
では上記の真直性が不十分であり、750℃を越えると急
激に変形抵抗が小さくなり矯正加工中の張力によって線
径の変革が起こり易く張力のコントロールが難しくなる
ばかりか、特に大気中で行う場合は徒に厚く酸化皮膜を
付けるだけとなり不適切である。
〜750℃としたのは、この範囲において矯正加工を施す
ことにより線材に十分な真直性を与えることが出来、特
に250〜750℃に範囲においては同時に直線記憶熱処理が
施されるというコスト的なメリットもあり、150℃以下
では上記の真直性が不十分であり、750℃を越えると急
激に変形抵抗が小さくなり矯正加工中の張力によって線
径の変革が起こり易く張力のコントロールが難しくなる
ばかりか、特に大気中で行う場合は徒に厚く酸化皮膜を
付けるだけとなり不適切である。
次に矯正対象の線材の径ｄと矯正用レベルのローラ径
Ｄとの比d/Dを d/D＝3/1000〜5/100 としたのはこの範囲で矯正加工で施すことにより線材に
十分な真直性を与えることが出来るからであり、d/D＜3
/1000では上記の真直性が不十分であり、d/D＞5/100で
はローラーレベラーの設計上に問題を来たし、ロール径
を小さく設計しなければならないこと及び大きな張力が
線材にかけなければならなくなりそのためにロール軸の
たわみが起こる等の問題があるからである。
Ｄとの比d/Dを d/D＝3/1000〜5/100 としたのはこの範囲で矯正加工で施すことにより線材に
十分な真直性を与えることが出来るからであり、d/D＜3
/1000では上記の真直性が不十分であり、d/D＞5/100で
はローラーレベラーの設計上に問題を来たし、ロール径
を小さく設計しなければならないこと及び大きな張力が
線材にかけなければならなくなりそのためにロール軸の
たわみが起こる等の問題があるからである。
以下に本発明の一実施例について説明する。
表１に示す組成のNi−Ti系合金線材の線径の異なるも
のについて図１に示すローラーレベラーを用い、矯正温
度とd/Dを変えて熱間矯正加工を行った。そして超弾性
特性、線径の変化性、加工性、真直性及びwhipping性を
調べ表１に併記した。なお超弾性特性、線径の変化性、
真直性及びwhipping性の試験方法と評価方法は下記の通
りである。
のについて図１に示すローラーレベラーを用い、矯正温
度とd/Dを変えて熱間矯正加工を行った。そして超弾性
特性、線径の変化性、加工性、真直性及びwhipping性を
調べ表１に併記した。なお超弾性特性、線径の変化性、
真直性及びwhipping性の試験方法と評価方法は下記の通
りである。
（＊１）超弾性特性 図３において負荷歪８％まで負荷した後、応力が０に
なるまで除荷して、その時残留する歪εｒが、 εｒ＜0.1％ ： ○ 0.1％≦εｒ＜0.2％ ： △ 0.2％≦εｒ ： × （＊２）線径の変化性 矯正加工前の線径がd0に対して矯正加工後の線径d1の
変化率（（d0−d1）/d0）が （d0−d1）/d0＜２％： ○ ２％≦（d0−d1）/d0: × （＊３）直真性及びwhipping性 矯正加工後の真直性はwhipping性として評価すること
が出来る。このwhipping性とは図５の線に線径ｄの矯正
加工後の線材を直径Ｄのループ状に１巻きないし数巻し
た状態のパイプ内径5dのパイプ内に通し片端に回転トル
クを与えた時、反対側の片端から出ている線材がスムー
ズに回転する特性をいう。
なるまで除荷して、その時残留する歪εｒが、 εｒ＜0.1％ ： ○ 0.1％≦εｒ＜0.2％ ： △ 0.2％≦εｒ ： × （＊２）線径の変化性 矯正加工前の線径がd0に対して矯正加工後の線径d1の
変化率（（d0−d1）/d0）が （d0−d1）/d0＜２％： ○ ２％≦（d0−d1）/d0: × （＊３）直真性及びwhipping性 矯正加工後の真直性はwhipping性として評価すること
が出来る。このwhipping性とは図５の線に線径ｄの矯正
加工後の線材を直径Ｄのループ状に１巻きないし数巻し
た状態のパイプ内径5dのパイプ内に通し片端に回転トル
クを与えた時、反対側の片端から出ている線材がスムー
ズに回転する特性をいう。
（ただしＤはD/d＝200とする） トルクの伝達性 whipping性 スムーズ ○ スムーズでなくひっかかる感じ × 表から明らかなように、No.6、No.16、No.46、はいず
れも成分のNiが少ないため、またNo.7、No.17、No.47は
Niが多いため超弾性特性が悪い。Niの多いものは加工性
も良くない。
れも成分のNiが少ないため、またNo.7、No.17、No.47は
Niが多いため超弾性特性が悪い。Niの多いものは加工性
も良くない。
またNo.8、No.18、No.48は、矯正温度が高過ぎるため
線径の変化が大きく、No.9、No.19、No.49は温度が低過
ぎて真直性及びwhipping性が悪い、さらにNo.10、No.2
0、No.50はd/Dが小さ過ぎるため真直性及びwhipping性
が悪い。
線径の変化が大きく、No.9、No.19、No.49は温度が低過
ぎて真直性及びwhipping性が悪い、さらにNo.10、No.2
0、No.50はd/Dが小さ過ぎるため真直性及びwhipping性
が悪い。
これに対し、No.1〜５、No.11〜15、No.41〜45のよう
に本発明の条件を満すものは、いずれも良好な特性を示
す。
に本発明の条件を満すものは、いずれも良好な特性を示
す。
以上に説明したように本発明によれば、比較的簡単な
方法により連続的に真直性の優れた超弾性合金線材が得
られるもので工業上顕著な効果を奏するものである。
方法により連続的に真直性の優れた超弾性合金線材が得
られるもので工業上顕著な効果を奏するものである。
図１は本発明に用いられるローラーレベラーの概略図、
図２は超弾性合金線材の応力−歪特性を示すグラフ、図
３は超弾性合金線材の負荷及び除荷の応力−歪線図、図
４は、ローラーレベラー矯正加工の際の線材の歪を示す
図、図５は線材の真直性及びwhipping性の試験方法を示
す図である。
図２は超弾性合金線材の応力−歪特性を示すグラフ、図
３は超弾性合金線材の負荷及び除荷の応力−歪線図、図
４は、ローラーレベラー矯正加工の際の線材の歪を示す
図、図５は線材の真直性及びwhipping性の試験方法を示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22F 1/10 C22F 1/18 B21F 1/02 B21D 1/00
Claims (2)
- 【請求項１】Ni50.7〜53.0at％、残部Tiからなる合金線
材を150〜750℃の温度範囲でローラーレベラーにより熱
間矯正加工を施す超弾性合金線材の製造方法であって、
前記超弾性合金線材の線型ｄとローラーレベラーのロー
ル径Ｄとの比d/Dをd/D＝3/1000〜5/100とすることを特
徴とする超弾性合金線材の製造方法。 - 【請求項２】Ni50.7〜53.0at％、Ti49.3〜47.0at％のNi
または／およびTiの一部をCr、Fe、Co、Mo、Ｖ、Pd、
Ｗ、Cuの何れか１種または２種以上を各0.01〜5.0at％
の範囲で置換してなる合金線材を150〜750℃の温度範囲
でローラーレベラーにより熱間矯正加工を施す超弾性合
金線材の製造方法であって、前記超弾性合金線材の線型
ｄとローラーレベラーのロール径Ｄとの比d/Dをd/D＝3/
1000〜5/100とすることを特徴とする超弾性合金線材の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33655590A JP2851160B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 超弾性合金線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33655590A JP2851160B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 超弾性合金線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04202749A JPH04202749A (ja) | 1992-07-23 |
| JP2851160B2 true JP2851160B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=18300353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33655590A Expired - Fee Related JP2851160B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 超弾性合金線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2851160B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103567664B (zh) * | 2013-10-30 | 2015-08-26 | 西安理工大学 | 钛-管线钢复合板焊接用Ti-Ni焊丝及其制备方法 |
| CN115121644B (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-22 | 西安赛特思迈钛业有限公司 | 一种超弹性镍钛形状记忆合金超细丝材连续矫直方法 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33655590A patent/JP2851160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04202749A (ja) | 1992-07-23 |
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