JP3239382B2 - 超弾性材料及びその製造方法 - Google Patents
超弾性材料及びその製造方法Info
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Description
ブラジャー,カテーテルガイドワイヤー,歯列矯正用ア
ーチワイヤー等に使用される超弾性材料及びその製造方
法に関する。
材料としては、軽量で優れた弾性がありしかも強度が大
きな性質が要求されており、そのためNi−Ti合金等
の各種の材料が使用されている。
超弾性(一定の応力状態の下で変形が進行し、応力除去
に伴って変形歪みが消失する現象)を備えることができ
るので、眼鏡フレーム等の金属材料として注目されてい
る。ところが、この超弾性は、変態温度Af以上の温度
で出現するものの、完全に焼鈍した状態では、変形中に
発生する転位等の欠陥によって超弾性特性が劣化してく
る。そのため、一般にNi−Ti合金では、超弾性特性
を改善するために、冷間加工を付与し低温焼鈍(400
〜500℃)することによって加工組織を残存し、変形
抵抗を高めている。尚、超弾性特性とは無関係に、Ni
−Ti合金に、強冷間加工を付与した組織とし、ばね特
性を出現させることによって、超弾性の代替えとしてい
る場合もある。
らなる超弾性材料では、必ずしも眼鏡フレーム等の材料
として十分ではなかった。つまり、従来のNi−Ti合
金からなる超弾性材料は、温度の低下に伴って超弾性の
性質が消失するので、低温時には十分な弾性を保持する
ことができなかった。従って、低温時に変形すると元に
戻り難く、また低温時の大きな変形に対する耐破壊性能
が十分ではない問題という問題があった。特に、従来の
材料では、例えば眼鏡フレームに使用した場合には、低
温時の装着感が悪いという問題があった。
度を確保するために、部材の径を大きくすると、軽量化
ができないという別な問題が生じてしまう。本発明は上
記課題を解決するためになされ、低温においても十分に
超弾性を発揮し、耐破壊性能が大きくしかも軽量化が実
現できる超弾性材料及びその製造方法を提供することを
目的とする。
めの、請求項1の発明は、Ni−Ti−Co合金におい
て、Ni/Ti比が重量比で1.2以上1.3以下であ
り、Co合金の濃度が1.0重量%以上5.0重量%以
下であり、更に、変態温度Afが4℃以下で、且つ、超
弾性降伏応力σyが83kgf/mm 2 以上であること
を特徴とする超弾性材料を要旨とする。
重量比で1.2以上1.3以下であり、Co合金の濃度
が1.0重量%以上5.0重量%以下のNi−Ti−C
o合金を、600℃以上750℃以下の温度にて焼鈍処
理と冷間加工とを繰り返し、最終的に冷間加工を受けた
材料を400℃以上600℃以下の温度にて15分から
1時間の保持時間で形状記憶処理を行なうことを特徴と
する超弾性材料の製造方法を要旨とする。
以上750℃以下の温度にて行なうのは、600℃未満
では焼鈍処理が十分に行えないからであり、750℃を
超えると合金の酸化の問題が発生するからである。尚、
焼鈍処理と冷間加工との繰り返し回数は、5〜6回程度
が好適である。
00℃以上600℃以下の温度にて加熱するのは、40
0℃未満では形状を記憶させることができないからであ
り、600℃を超えると結晶組織が成長して超弾性特性
が劣化するからである。
で、超弾性降伏応力σyが83kgf/mm 2 以上であ
る。よって、超弾性を発揮する温度の範囲が広く、耐破
壊強度が高い。また、上記構成を有する請求項1の超弾
性材料を、請求項2の製造方法によって製造することに
よって、加工性を低下させることなく、超弾性材料の変
態温度Afを下げる。それによって、超弾性を発揮する
温度の範囲を広げるとともに、降伏応力を増大させて耐
破壊強度を向上させる。
i濃度の増加とともに変態温度Afは低下するが、45
0〜600℃の記憶熱処理を行った場合、Af=50℃
より低くなることはない。ところが、本発明の様に、N
i−Ti合金にCoを添加した場合には、変態温度はC
o濃度の増加とともに低下する。例えばNi/Ti=
1.26,Co;2.05重量%では、Af=0℃を示
し、Ni/Ti=1.28,Co;4.5重量%では、
Af=−28℃を示す。
合、Co濃度の増加とともに冷間加工性は低下する。こ
のため、冷間加工を行なう場合には、焼鈍処理を施すこ
とが必須の条件となる。
方法の実施例について説明する。 (実施例 1)材料として、Ni;54.1重量%,C
o;1.60重量%,残部Ti,Ni/Ti=1.22
の組成のものを使用する。
の鍛造,圧延,伸線工程によって、φ3.0mmに加工し
た後、冷間伸線と680℃の焼鈍を繰り返し、最終的に
φ1.0mmの冷間加工線材を製造する。更に、この線材
を、真空雰囲気にて500℃で30分間加熱して、記憶
熱処理を施す。
は、Af=4℃であり、超弾性降伏応力は、室温にてσ
y=83kgf/mm2であった。 (実施例 2)材料として、Ni;54.6重量%,C
o;2.05重量%,残部Ti,Ni/Ti=1.26
の組成のものを使用する。
の鍛造,圧延,伸線工程によって、φ3.0mmに加工し
た後、冷間伸線と700℃の焼鈍を繰り返し、最終的に
φ1.0mmの冷間加工線材を製造する。更に、この線材
を、真空雰囲気にて500℃で30分間加熱して、記憶
熱処理を施す。
は、Af=0℃であり、超弾性降伏応力は、室温にてσ
y=94kgf/mm2であった。 (実施例 3)材料として、Ni;53.6重量%,残
部Ti,Ni/Ti=1.28の組成のものを使用す
る。
の鍛造,圧延,伸線工程によって、φ3.0mmに加工し
た後、冷間伸線と730℃の焼鈍を繰り返し、最終的に
φ1.0mmの冷間加工線材を製造する。更に、この線材
を、真空雰囲気にて500℃で30分間加熱して、記憶
熱処理を施す。
は、Af=−28℃であり、超弾性降伏応力は、室温に
てσy=126kgf/mm2であった。 (比較例 1)材料として、Ni;56.2重量%,残
部Ti,Ni/Ti=1.28の組成のものを使用す
る。
の鍛造,圧延,伸線工程によって、φ8.5mmに加工し
た後、冷間伸線と焼鈍を繰り返し、最終的にφ1.0mm
の冷間加工線材を製造する。次いで、この線材を、真空
雰囲気にて500℃で30分間加熱して、記憶熱処理を
施す。
は、Af=46℃であり、室温での超弾性は十分でな
く、残留歪みが存在する。この場合の超弾性降伏応力
は、室温にてσy=35kgf/mm2であった。ここで、前
記実施例1〜3及び比較例1をまとめて下記表1に記
す。
では、Ni/Ti比が重量比で1.22以上1.28以
下で、Co合金の濃度が1.6重量%以上4.5重量%
以下の範囲のNi−Ti−Co合金を、680℃以上7
30℃以下の温度範囲にて焼鈍処理と冷間加工とを繰り
返し、最終的に冷間加工を受けた材料を500℃にて3
0分の保持時間で形状記憶処理を行なって、超弾性材料
を製造しているので、変態温度はAf≦4℃と極めて低
く、低温でも優れた超弾性を有している。
83kgf/mm2であるので、耐破壊強度が大きく、それに
よって、部材の軽量化を促進できる。従って、本実施例
の合金を、例えば図1に示す様な眼鏡フレーム1のテン
プル2,やま3,あし4或はわたり5等の材料に用いる
と、装着感にも優れ、弾性及び強度も十分であるので好
適である。
がAf=46℃と高いので、通常の室温では十分にその
超弾性の特徴を発揮できず、しかも超弾性降伏応力はσ
y=35kgf/mm2と小さいので、耐破壊強度が小さく望
ましくない。尚、本発明は、上記実施例に何等限定され
ず、本発明の要旨の範囲内において各種の態様で実施で
きることは勿論である。
料は前述の組成からなり、変態温度Afが4℃以下で、
超弾性降伏応力σyが83kgf/mm 2 以上である。
よって、超弾性を発揮する温度の範囲が広く、耐破壊強
度が高い。 また、請求項1の超弾性材料は、請求項2の
製造方法にて製造することができるので、材料の加工性
を損なうことなく、超弾性材料の変態温度を下げること
ができる。それによって、超弾性を発揮する温度の範囲
を広げることができ、また降伏応力が増大するので耐破
壊強度が向上する。つまり、低温時にも十分な弾性を保
持するとともに、低温時の耐破壊性能を十分に確保する
ことができ、しかも例えば眼鏡フレーム等に使用した場
合には、装着感が良いという利点がある。
らなる部材の径を大きくする必要がないので、部材の軽
量化ができるという効果がある。
斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 Ni−Ti−Co合金において、 Ni/Ti比が重量比で1.2以上1.3以下であり、
Co合金の濃度が1.0重量%以上5.0重量%以下で
あり、 更に、変態温度Afが4℃以下で、且つ、超弾性降伏応
力σyが83kgf/mm 2 以上である ことを特徴とす
る超弾性材料。 - 【請求項2】 Ni/Ti比が重量比で1.2以上1.
3以下であり、Co合金の濃度が1.0重量%以上5.
0重量%以下のNi−Ti−Co合金を、600℃以上
750℃以下の温度にて焼鈍処理と冷間加工とを繰り返
し、最終的に冷間加工を受けた材料を400℃以上60
0℃以下の温度にて15分から1時間の保持時間で形状
記憶処理を行なうことを特徴とする超弾性材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21395891A JP3239382B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 超弾性材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21395891A JP3239382B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 超弾性材料及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0551682A JPH0551682A (ja) | 1993-03-02 |
JP3239382B2 true JP3239382B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=16647879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21395891A Expired - Lifetime JP3239382B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 超弾性材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3239382B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5799836B2 (ja) * | 2012-01-31 | 2015-10-28 | 新日鐵住金株式会社 | コイルばね及びその製造方法 |
CN105986322B (zh) * | 2015-03-03 | 2018-10-19 | 中国科学院物理研究所 | 一种磁相变材料 |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP21395891A patent/JP3239382B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0551682A (ja) | 1993-03-02 |
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