JPH02115362A - 黄金色を呈するNi−Ti形状記憶合金およびその製造方法 - Google Patents

黄金色を呈するNi−Ti形状記憶合金およびその製造方法

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JPH02115362A
JPH02115362A JP63267671A JP26767188A JPH02115362A JP H02115362 A JPH02115362 A JP H02115362A JP 63267671 A JP63267671 A JP 63267671A JP 26767188 A JP26767188 A JP 26767188A JP H02115362 A JPH02115362 A JP H02115362A
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JP
Japan
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shape memory
memory alloy
alloy
color
tin
Prior art date
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Pending
Application number
JP63267671A
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English (en)
Inventor
Kiichi Akasaka
赤坂 喜一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP63267671A priority Critical patent/JPH02115362A/ja
Publication of JPH02115362A publication Critical patent/JPH02115362A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は、装飾的な分野、例えばメガネフレーム、プレ
スレッド用金具、歯科用矯正ワイヤーなどに好適な黄金
色を呈するNi−Ti形状記憶合金およびその製造方法
に関するものである。
〔従来の技術とその課題〕
N1−Tj茶系形記憶合金は記憶効果および熱サイクル
特性が優れていることから工業用品や家庭用品まで広(
使用されている。そして主として機能部品として工業的
に利用されているものであり、構成部品の一部であるこ
とが多いため、その表面の色彩については殆ど問題にな
らなかった。
ところで最近、装飾的な分野、例えばメガネフレーム、
プレスレッド、歯科用矯正ヤイヤーなどに使用されるよ
うになってNi−Ti合金の呈する色彩が問題となって
来た。
Ni−Ti合金の色彩は、本来は銀灰色であるが、材料
の製造工程や材料保管中に生じる酸化膜により黒灰色を
呈することがある。このため上記のような美感を要する
用途の場合は、メツキやイオンブレーティング等の表面
処理が必要であった。
従来から金属材料の表面処理方法として、TiをN雰囲
気中で蒸気化、イオン化して、イオンプレーティングに
よりTiNを付着させて表面を黄色にする技術は公知で
あり、実用化されている。
しかし形状記憶合金材料は、その性質上、3〜5にの変
形の繰り返し応力が常に負荷されるため表面コーティン
グに微細なりランクが発生し、さらに繰り返し応力が加
えられると剥離する問題がある。
また、TI原子を含有する金属を窒素雰囲気中で熱処理
することにより黄色表面を得ることも知られている。し
かし発明者の試みによれば上記の方法は雰囲気中の窒素
と母材中のTiとを結合するために高温において熱処理
が必要となり、この結果、Ni−Ti合金の場合におい
ては形状記憶材料の記憶特性が喪失してしまう問題が生
じた。
このように従来のTiの表面処理技術を応用してNi−
Ti形状記憶合金に黄金色を呈する表面を形成すること
は困難であることが判明した。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は上記の問題について検討の結果、コーティング
原料として工業的に安価で入手し易い窒素を使用して、
材料の伸縮作用にも剥離しない、かつ形状記憶特性を損
なうことのない、美麗な黄金色を呈するNi−Ti形状
記憶合金とその製造方法を開発したものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明はNi
〜40〜60at%含み残部がTiと通常の不純物とか
らN i −T i合金の表面にTINからなる黄金色
の化合物層を形成してなる黄金色を呈するNi−Ti形
状記憶合金であり、またNi〜40〜60at%含み残
部がTiと通常の不純物とからなるN1−T4合金の表
面にイオン注入法により窒素を注入した後、真空または
不活性ガス中において450〜550℃で0.5〜3.
5時間熱処理を施すことを特徴とする黄金色を呈するN
i−Ti形状記憶合金の製造方法である。
すなわち本発明は予め形状記憶処理した上記組成のNi
−Ti合金の表面に窒素をイオン化して加速し、注入処
理を行ない、Ni−Ti母材の中に窒素原子を浸入させ
、表層から深さ方向に0.5−程度の間に分布させる。
注入された窒素原子の多くはNi−Ti母材中では浸入
型で存在して化合物TiNとなるものが少ない、このた
め窒素の注入量を増加しても母材の表面色はTiN特有
の黄金色は呈さないか、または呈色しても僅かである。
そこで上記の窒素イオン注入した材料を真空または、ア
ルゴン、窒素などの不活性ガス中で450〜550℃で
0.5〜3.5時間熱処理を施すことにより美麗な黄金
色を呈するTiNの化合物層が母材表面に形成されるも
のである。
しかして本発明においてはNi−Ti合金の組成をNi
40〜60at%としたのは、この範囲を外れると良好
な記憶効果を示さな(なるからである、但しNiが40
〜60at%の範囲であればNlおよびT1の通常の不
純物の混入は差支えない。
さらにNiとTiの何れか一方または双方の一部をFe
、C0%Cu、Cr等の他元素で置換したN i −T
 I系合金にも適用できる。
また上記の黄金色のTiN化合物層の厚さは1μ以下と
することが望ましい、これは前記の窒素イオンをN i
 −T i合金の表面に注入する際に1−以上の深さま
で窒素原子を浸入させるのが困難であり、経済的に好ま
しいからである。またあまりTiNの化合物層が薄過ぎ
ると黄金色を呈さなくなる。したがってTi化合物の範
囲は0.2〜1μとすることが好ましい。
また本発明の製造方法において窒素イオンを注入した材
料を真空または不活性ガス中において450〜550℃
の温度で0.5〜3.5時間熱処理を施すのは、注入さ
れた窒素とNi−Ti母材中のTlとの結合を促進させ
て美麗な黄金色を得るためであるが、450″C未満で
は黄金色が得られず、550℃を越えると形状記憶特性
が劣化する。また上記の温度範囲においても熱処理時間
が0.5時間未満では黄金色の程度が少なく、3.5時
間を越えると形状記憶特性が劣化し易くなる。
本発明は上記のように形状記憶処理したNi−T1合金
の表面に窒素イオンを注入し、この材料に形状記憶材料
の記憶特性を阻害しない範囲の熱処理を施すことにより
TLNの結合を促進せしめて美麗な黄金色を呈するNi
−Ti形状記憶合金を得たものである。
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例について説明する。
49.6at%Ni  50.4at%TiからなるN
i−Ti合金の0.8 mφの長さ100鵬の線材に予
めMS点−17℃、A1点35℃に形状記憶処理を施し
た試料を用意した。その表面は酸化膜を剥離するために
研磨を行ない、材料特有の銀灰色を呈しているものであ
る。
この試料について下記の条件によりイオン注入処理と、
イオン注入処理後熱処理を施したものを作製した。
イオン注入処理: ■注入装置槽内の真空度I X 10−’Torr■試
料保持台は注入イオン源に対して直角にセットして試料
を線径の円周方向に回転すると共に長さ方向に約501
1I11スライドする繰り返し運動をさせた。
■イオン注入条件、フリーマン型イオン源を使用して3
条件により作製した。
試料Nal  100KeV 1mAで3 X I O
”1ons/dのNイオンを注入。
試料Na2 100KeV 1mAで5 X l O”
tons/cdのNイオンを注入。
試料m3 100KeV 1+Aで2.5X10”1o
ns/cjのNイオンを注入。
熱処理:上記の試料階2について下記の条件により熱処
理した。
試料に4 400“Cで2時間真空中で熱処理。
試料N115 450℃で1時間真空中で熱処理。
試料Th6 500℃で2時間真空中で熱処理。
試料NQ7 500℃で2時間Arガス中で熱処理。
試料Nα8550’Cで0.5時間真空中で熱処理。
試料に9 600℃で2時間真空中で熱処理。
上記の各試料について、形状記憶を顕示する組織である
マルテンサイト変態開始点(MS点)を測定して形状記
憶特性を、また目視により材料の表面色を観察して色調
を判定した。これらの結果を第1表に示す。
第1表から明らかなように形状記憶合金材料で窒素イオ
ン注入を行なう前の試料表面は銀灰色であったのに比し
て、イオン注入処理を行なった試料Na1〜患3は表面
色は、ややうすい黄色を呈するが、イオン注入量を3X
10”〜2.5X10”Ions/c4と変化させても
黄金色は呈さない、これに対して本発明の条件である胤
5〜に8はイオン注入後400〜550℃の温度で熱処
理を施したものをは黄金色を呈し、また、MS点も変ら
ないことが判る。また熱処理温度の低い石4は黄金色に
ならず、熱処理温度の高い?Jl19は黄金色は呈する
がMS点が消失してしまう。
〔効果〕
以上に説明したように本発明によれば、比較的容易にN
i−Ti形状記憶合金の記憶特性を阻害せずに美麗な黄
金色を呈するNi−Ti形状記憶合金が得られるもので
工業上顕著な効果を奏するものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Ni40〜60at%含み残部がTiと通常の不
    純物とからなるNi−Ti合金の表面にTiNからなる
    黄金色の化合物を形成してなる黄金色を呈するNi−T
    i形状記憶合金。
  2. (2)化合物層の厚さが1μm以下であることを特徴と
    する請求項1記載のNi−Ti形状記憶合金。
  3. (3)Ni40〜60at%含み残部がTiと通常の不
    純物とからなるNi−Ti合金の表面にイオン注入法に
    より窒素を注入した後、真空または不活性ガス中におい
    て450〜550℃で0.5〜3.5時間熱処理を施す
    ことを特徴とする黄金色を呈するNi−Ti形状記憶合
    金の製造方法。
JP63267671A 1988-10-24 1988-10-24 黄金色を呈するNi−Ti形状記憶合金およびその製造方法 Pending JPH02115362A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004108983A3 (de) * 2003-06-05 2005-05-26 Rossendorf Forschzent Verfahren zur herstellung einer nickelarmen oberfläche auf nitinol
US6910273B2 (en) * 1999-12-23 2005-06-28 Tmi Technologies, Inc. Manufacturing method for jewelry including shape memory alloy elements
WO2008064517A1 (fr) * 2006-11-27 2008-06-05 Lifetech Scientific (Shenzhen) Co., Ltd. Procédé de préparation d'un revêtement destiné à être déposé sur la surface de dispositifs médicaux constitués d'un alliage nickel-titane
US7704073B2 (en) 2004-03-29 2010-04-27 National Tsing Hua University Orthodontic archwires of various colors and their preparation methods
CN104294233A (zh) * 2005-01-13 2015-01-21 港大科桥有限公司 经表面处理的形状记忆材料及其制造方法
JP2019505683A (ja) * 2016-01-20 2019-02-28 ケルテック 着色金属を製造するために一価または多価ガスイオンのビームを使用する処理方法

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