JP3691579B2 - 形状記憶合金部材及びその製造方法 - Google Patents
形状記憶合金部材及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3691579B2 JP3691579B2 JP10658796A JP10658796A JP3691579B2 JP 3691579 B2 JP3691579 B2 JP 3691579B2 JP 10658796 A JP10658796 A JP 10658796A JP 10658796 A JP10658796 A JP 10658796A JP 3691579 B2 JP3691579 B2 JP 3691579B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape memory
- memory alloy
- temperature
- alloy member
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Springs (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、板バネ、クリップファスナー、コネクター等に用いられる形状記憶合金部材及びその製造方法に関するものであり、主にNi−Ti系の形状記憶合金部材及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
Ni−Ti系形状記憶合金は、超弾性特性、制振特性に優れた合金として、種々の分野への利用が検討されており、一部実用化がはかられている。従来、断面が円形の線材を中心に検討されてきたが、近年、上記合金の板材が得られるようになり、皿バネ、板バネ、クリップ、ファスナ等への利用も検討されるようになってきた。従来、前記板材から上記のような部品を製造する場合、あらかじめNi−Ti系合金の所定寸法の板材を製造した後、これを打ち抜きあるいは切断等の加工を施し、さらに曲げ加工を行う方法が一般的に行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような方法で得られた形状記憶合金部材は、繰り返し特性に劣り、寿命が短いという問題があった。
【0004】
【問題を解決するための手段】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、強度的な性能を維持したまま、繰り返し特性に優れた長寿命の形状記憶合金部材及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0005】
即ち、本発明の請求項1は、Ni−Ti系形状記憶合金板材に、完成品の形状記憶合金部材と同じ形状にまで成形する二次加工を施し、形状記憶合金部材を製造する方法において、前記二次加工以前または二次加工と同時に200〜400℃の温度で低温熱処理を行なった後、部分的に400〜700℃の温度にレーザ加熱方法、または、赤外線加熱方法で急速加熱し、次いで急速冷却処理を施すことを特徴とするNi−Ti系形状記憶合金板材の製造方法である。
【0006】
また、本発明の請求項2は、Ni−Ti系形状記憶合金板材に、完成品の形状記憶合金部材と同形状にまで成形する二次加工を施し、形状記憶合金部材を製造する方法において、前記二次加工以前または二次加工と同時に200〜400℃の温度で低温熱処理を行なった後、前記形状記憶合金部材の使用時に応力集中する部分を400〜700℃の温度にレーザ加熱方法、または、赤外線加熱方法で急速加熱し、次いで急速冷却処理を施すことを特徴とするNi−Ti系形状記憶合金板材の製造方法である。
【0007】
また、本発明請求項3は、Ni−Ti系形状記憶合金板材に、完成品の形状記憶合金部
材と同じ形状にまで成形する二次加工を施し、形状記憶合金部材を製造する方法において
、前記形状記憶合金板材に200〜400℃の温度で低温熱処理を行なった後、前記形状
記憶合金部材の使用時に応力集中する部分を400〜700℃の温度にレーザ加熱方法、または、赤外線加熱方法で急速加熱しながら、前記二次加工を施すことを特徴とするNi−Ti系形状記憶合金板材の製造方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるNi−Ti系形状記憶合金としては、Ni49.5at%〜52.0at%、Ti50.5at%〜48.0at%、さらに必要に応じてNi及び又はTiの一部をV,Cr、Fe、Co、Nb、Zr、Cuから選ばれる1種で0.01〜10at%置換したNi−Ti系形状記憶合金である。なお、本発明で言う形状記憶合金とは、超弾性合金も含むものである。
【0011】
以下、本発明を図面を用いて更に詳細に説明する。
図1〜3は本発明の形状記憶合金部材の一例を示すものである。図1はクリップ、図2は板バネ、図3はU字バネを示すものであり、(11)は、いずれも最も大きな機械的な応力を受ける部分である。図1に示されるものは、予め部材全体を200〜400℃の比較的低温で熱処理した後、(11)のみに400〜700℃の温度で、局部的に急熱、急冷処理を施したものである。しかして、局部処理を行った(11)の部分は、その他の部分よりもヤング率(弾性係数)が大きい。したがって、前記部材を繰り返し使用した場合、機械的な歪は(11)以外の部分で受けるため、歪が分散し、疲労特性を改善することができる。
【0012】
次に、本発明の形状記憶合金部材の製造方法について、その一例を説明する。Ni−Ti系形状記憶合金の場合、先ずその板材を製造するわけであるが、その方法は、Ni、Tiのそれぞれを予め所定の原子比に配合、溶解して得られたNi−Ti系合金母材を製造した後、熱間加工を施し、熱処理や冷間加工を繰り返し行う工程を経ることにより製造することができる。
【0013】
さらに、前記工程により得られた板材に、打ち抜き、切断、曲げ加工などの二次加工を施し、完成品の形状記憶合金部材と同じ形にまで成形する。
【0014】
その後に、200〜400℃の温度で低温熱処理を施すことにより、形状記憶処理し、ヤング率を小さくするが、200℃未満では熱処理の効果がなく、400℃を越えるとヤング率が大きくなってしまうので好ましくない。なお、前記二次加工と同時に前記低温熱処理を行うと、板材に割れが生じなく、打ち抜き等の工具が長寿命化する等の利点がある。
【0015】
その後部分的に400〜700℃の温度に急速加熱、急速冷却処理を施すことにより、部分的にヤング率を高くするが、前記加熱温度が400℃未満では十分にヤング率を高くすることができず、700℃を越えると、部材及び治具が酸化してしまうので好ましくない。また、急速加熱、急速冷却処理は、二次加工と同時に行ってもよく、その場合でも同様に部分的にヤング率を高くすることができる。
【0016】
部分的に加熱する方法は、レーザ加熱、直接通電加熱、赤外線加熱等のうちいずれかの方法により行われるが、形状記憶合金板材から形状記憶合金部材を切り離した後に加熱する方法の他、当該板材と部材とが部分的に連結したまま二次加工を行い、低温熱処理、部分加熱処理を施し、その後に、当該板材と部材とを切り離すことも可能である。
【0017】
【実施例】
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
【0018】
(実施例1) 実施例に使用した形状記憶合金はNi51at%、Ti49at%のNi−Ti系合金である。前記合金を高周波真空溶解法により鋳塊とし、熱間加工を施した後に、熱処理と冷間圧延を繰り返し行う工程を経て、幅50mm、厚さ0.8mmの長尺板材とした。この板材に打ち抜き加工、曲げ加工を施して、図1に示すようなクリップを製造した。次にこれらの部材に表1に示す種々の温度で低温熱処理した。さらに、図1の(11)の部分にレーザを照射して局部的に加熱し、冷却した。この時の温度を輻射温度計で測定し、得られた部材について繰り返し曲げ特性を評価した。その結果を表1に示す。表1から、本発明品は従来品及び比較品よりも疲労特性が格段に優れていることが分かる。
【0019】
【表1】
【0020】
(実施例2)実施例1で得られた形状記憶合金製長尺板材に、実施例1と同様に打ち抜き加工、曲げ加工を行い、表2に示す種々の温度で低温熱処理し、次いで図2の(11)の部分に赤外線加熱で表2に示す種々の温度に急速加熱・急速冷却する部分熱処理を施して、図2に示すような板バネを製造した。これらの板バネについても実施例1と同様な繰り返し曲げ試験を行った。その結果は表2に示す。表2から、本発明品は従来品及び比較品よりも疲労特性が格段に優れていることが分かる。
【0021】
【表2】
【0022】
(実施例3)打ち抜き加工を300℃で行った他は、実施例2と同様の製造方法、製造条件で、実施例2と同一の板バネを製造した。これらの板バネについても実施例2と同様に繰り返し曲げ試験を行ったが、実施例2と全く同じ結果が得られた。しかし、実施例3では打ち抜き工具の寿命が実施例2よりも長かった。
【0023】
(実施例4)実施例1で得られた形状記憶合金製長尺板材にテンションローラーレベラーを使用して表3に示す温度で整直形状記憶処理を施し、これを打ち抜いて表3に示す温度で曲げ加工部のみを局部的に通電加熱しながら曲げ加工を行い、図3に示すようなU字バネを作成した。これらのU字バネについても実施例1と同様な繰り返し曲げ試験を行った。結果は表3に示す。表3から、本発明品は従来品び比較品よりも疲労特性が格段に優れていることが分かる。
【0024】
【表3】
【0025】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、疲労特性及び繰り返し特性に優れた形状記憶合金部材が得られる等工業上顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)本発明の実施例1に係るクリップの斜視図である。
(b)本発明の実施例1に係るクリップの断面図である。
【図2】(a)本発明の実施例2、3に係る板バネの斜視図である。
(b)本発明の実施例2、3に係る板バネの断面図である。
【図3】(a)本発明の実施例4に係るU字バネの斜視図である。
(b)本発明の実施例4に係るU字バネの断面図である。
【符号の説明】
1 クリップ
2 板バネ
3 U字バネ
11 形状記憶合金部材の使用時に応力集中する部分
Claims (3)
- Ni−Ti系形状記憶合金板材に、完成品の形状記憶合金部材と同じ形状にまで成形する二次加工を施し、形状記憶合金部材を製造する方法において、前記二次加工以前または二次加工と同時に200〜400℃の温度で低温熱処理を行なった後、部分的に400〜700℃の温度にレーザ加熱方法、または、赤外線加熱方法で急速加熱し、次いで急速冷却処理を施すことを特徴とするNi−Ti系形状記憶合金板材の製造方法。
- Ni−Ti系形状記憶合金板材に、完成品の形状記憶合金部材と同じ形状にまで成形する二次加工を施し、形状記憶合金部材を製造する方法において、前記二次加工以前または二次加工と同時に200〜400℃の温度で低温熱処理を行なった後、前記形状記憶合金部材の使用時に応力集中する部分を400〜700℃の温度にレーザ加熱方法、または、赤外線加熱方法で急速加熱し、次いで急速冷却処理を施すことを特徴とするNi−Ti系形状記憶合金板材の製造方法。
- Ni−Ti系形状記憶合金板材に、完成品の形状記憶合金部材と同じ形状にまで成形する二次加工を施し、形状記憶合金部材を製造する方法において、前記形状記憶合金板材に200〜400℃の温度で低温熱処理を行なった後、前記形状記憶合金部材の使用時に応力集中する部分を400〜700℃の温度にレーザ加熱方法、または、赤外線加熱方法で急速加熱しながら、前記二次加工を施すことを特徴とするNi−Ti系形状記憶合金板材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10658796A JP3691579B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 形状記憶合金部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10658796A JP3691579B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 形状記憶合金部材及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09291347A JPH09291347A (ja) | 1997-11-11 |
JP3691579B2 true JP3691579B2 (ja) | 2005-09-07 |
Family
ID=14437338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10658796A Expired - Fee Related JP3691579B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 形状記憶合金部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3691579B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2786790B1 (fr) * | 1998-12-04 | 2001-02-23 | Ecole Polytech | Procede de traitement par laser d'un objet en materiau a memoire de forme |
US9186853B2 (en) | 2009-08-07 | 2015-11-17 | Smarter Alloys Inc. | Methods and systems for processing materials, including shape memory materials |
DE102013008396B4 (de) | 2013-05-17 | 2015-04-02 | G. Rau Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Umschmelzen und/oder Umschmelzlegieren metallischer Werkstoffe, insbesondere von Nitinol |
GB2578591B (en) * | 2018-10-31 | 2020-12-02 | Laser Micromachining Ltd | Processing a shape memory material by a laser |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP10658796A patent/JP3691579B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09291347A (ja) | 1997-11-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5885381A (en) | Ni-Ti-Pd superelastic alloy material, its manufacturing method, and orthodontic archwire made of this alloy material | |
JP3949228B2 (ja) | 形状記憶合金の処理方法 | |
KR920021236A (ko) | 터빈 블레이드 및 그 제조방법 | |
EP0709482B1 (en) | Method of manufacturing high-temperature shape memory alloys | |
JP5099865B2 (ja) | マルエージ鋼の鋼製品の製造方法、及びこの製造方法により得られる鋼製品 | |
US6557993B2 (en) | Eyeglasses and parts thereof made with specially processed NiTi shape memory alloy | |
JP2935812B2 (ja) | 車両扉用ストライカー装置およびその製造方法 | |
EP0824931A3 (en) | Superelastic guiding member | |
JP2003507576A5 (ja) | ||
JPH0665742B2 (ja) | 形状記憶TiNiV合金の製造方法 | |
JP3691579B2 (ja) | 形状記憶合金部材及びその製造方法 | |
EP0167221A1 (en) | Iron-nickel-titanium-cobalt alloy with shape memory effect and pseudo-elasticity, and method of producing the same | |
US4022640A (en) | Process for cold-working and stress-relieving non-heat hardenable ferritic stainless steels | |
JP3085099B2 (ja) | NiTi基合金眼鏡部材とその製法 | |
JPH0665740B2 (ja) | NiTi系形状記憶材の製造方法 | |
JP2002020849A (ja) | 超弾性合金の加工・熱処理方法 | |
JPH0238547A (ja) | Ti−Ni系形状記憶合金の製造方法 | |
JPS58217834A (ja) | 超弾性ばね | |
JP2724815B2 (ja) | 形状記憶合金コイルばね及びその製造方法 | |
JPS63127225A (ja) | 眼鏡部品 | |
JPH0665741B2 (ja) | 超弾性NiTi合金の製造方法 | |
JP2002105559A (ja) | Cu−Al−Mn系合金製二方向素子 | |
JP3589846B2 (ja) | シャー切断性に優れた冷鍛用フェライト系ステンレス鋼材の製造方法 | |
WO2006009538A1 (en) | Copper beryllium alloy strip | |
JPS622027B2 (ja) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050301 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050426 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050603 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050616 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080624 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090624 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090624 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100624 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100624 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110624 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120624 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120624 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130624 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |