JPH0366461A

JPH0366461A - ＴｉＮｉ系合金細線の製造方法，及びＴｉＮｉ系合金

Info

Publication number: JPH0366461A
Application number: JP1201306A
Authority: JP
Inventors: Itsuo Onaka; 大中　逸雄; Kiyoshi Yamauchi; 清山内; Hiroshi Ishikawa; 洋石川
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1991-03-22

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、バネ材及びアクチュエータ等に用いられるＴ
ｉＮｉ系形状記憶合金細線の製造方法及びそれに用いる
ＴＬＮＬ系合金に関する。

［従来の技術］ＴｉＮ１合金は、熱弾性型マルテンサイト変態の逆変態
に付随して顕著な形状記憶効果を示す合金である。そし
て、そのＴ”ｌ　Ｎ　ｉ形状記憶合金細線の製造は、ダ
イスによる引抜き法によって、主に行われているのが現
状である。

ダイス引抜き法は、機械化、自動化されたが、この方法
は、本質的には変わっておらず、多くの関連する問題や
制約がまだ残っている。

その１つとして、ＴｉＮｉ系合金は、通常溶解鋳造後、
熱間加工によって、直径５〜１０ｍｍに加工されたのち
ダイス引き等の冷間加工によって、所定の寸法に加工さ
れる。この際ＴｉＮｉ系合金線は、・加工硬化が激しい
ために、繰り返し焼鈍を要する。このため、冷間加工に
要する費用は、ＴＬＮｉ合金線のコストの大部分を占め
るという問題がある。

このため、近年の研究は、ダイス引抜き法の問題を避け
る合金の細線の形成法の開発に向けられてきた。

その研究の一つは、連続鋳造であり、モールド中で溶融
金属を漸次、固体状態へと変化（凝固）させるものであ
る。この方法では、溶融金属の凝固速度が極めて小さく
、そのため、合金インゴットの中心部（断面上の最終凝
固部）は、比較的偏析しやすく、後工程において、割れ
等の問題を引起すことが知られている。また、モールド
材にセラミックスや、カーボンを使用しても、凝固中の
金属とモールド材との反応、侵蝕が起こる。

このため、この方法で製造された線材は、不純物含有量
が高く、且つＴｉＮ１合金が金属間化合物であることも
あり、著しく脆いことが確認されており、実用化には至
っていない。

さらに、最近の研究では、特開昭５５−６４９４８号公
報に記載の紡糸方法のように、回転する円筒状ドラム内
に遠心力により液体層を形成し、この液体層中に溶融金
属をジェットとして噴射し、凝固させて合金細線を製造
することが検討されている。

［発明が解決しようとする課題］上記の紡糸方法により、ＴｉＮｉ系合金細線を製造する
と、溶融金属粒が安定せず、これまで、せいぜい数珠状
の短線が得られているに過ぎなかった。

そこで、本発明の技術的課題は、上記の紡糸方法を用い
て、比較的安定に製造できるＴｉＮｉ系合金及びその合
金を用いた細線製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］この課題を解決するために、本発明のＴｉＮｉ系合金細
線の製造方法は、回転している円筒状ドラム内に、遠心
力により液体層を形成し、前記液体層中にＴｉＮｉ系合
金の溶湯をジェ・ントとして噴射し、前記溶湯を凝固さ
せるＴｉＮｉ系合金細線の製造方法において、前記Ｔｉ
Ｎｉ系合金の溶湯はＢｅを原子％で０．０５〜３．０％
添加されているものを用いることを特徴とする。

更に、本発明のＴｉＮｉ系合金は、原子％でＴｉ５０％
、Ｂｅ０．０５〜３．０％、残部が実質的にＮｉよりな
ることを特徴とする。

［実施例］以下に実施例により、本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の実施例に係る合金細線を製造するため
の装置を示す図である。

第１図において、合金製造装置は、−面が開口された円
筒状ドラム１と、円筒状ドラム１の他面の中心に一端を
有する回転軸２と、この軸２を回転可能に支持するすべ
り軸受け３．３とを有する。

また、このドラム１の縁には、中心軸に向って突出した
面を有する流出防止板４が設けられ、このドラムの内壁
面の上には、ドラムの回転による遠心力により液体層５
が形成されている。

一方、このドラム１内に、合金を溶融するためのるつぼ
６が、このドラム１の中心から下方に延在して配されて
いる。るつぼ先端には、溶融紡糸のための噴射ノズル７
が設けられ、このノズルから溶融金属ジェット８が、ド
ラムの液体層５に噴出される。また、このるつぼ内には
、合金の溶湯９が、加熱コイル１３により生成される。

このドラムの回転軸２の他端は、モータ１０に接続され
、駆動される。

るつぼ６は、鉛直方向及び水平方向に位置調節可能に支
持部材１１　ａ、　　１１　ｂ、　　１１　ｃ、及び１
１ｄにより支持されている。

また、るつぼ６の上部には、合金溶湯を噴射する圧力源
となるアルゴンガスの導入管１２が設けられている。

第１図に示した回転ドラム１として、内径５００ｍｍφ
で液体層５として深さ２０ｍｍ、温度０℃の水を用いた
装置により、Ｔ１５０　　ＢｅＯ〜４．Ｏ，Ｎ１ｂａｌ
の組成を有する合金（実施例１〜４．比較例１〜３）の
夫々をアルゴン雰囲気中で融点より５０℃高い温度で溶
融し、アルゴンガスの導入管１２を通してるつぼ６に導
入するアルゴンガス圧を制御して、種々の孔径Ｄ（μｍ
）の表面にアルミナコートを施した紡糸ノズルから４３
０　ｍｍ／分の速度で溶融金属を、液体層５である水中
に噴出した。このときのドラムの速度は％　５００　ｍ
　ｍ　７分であった。ここで使用した合金の組成、紡糸
ノズル径Ｄ（μｍ）において、細線形成性を調べ、また
生成した細線及び比較例の合金試料を８００℃で２時間
、アルゴン雰囲気中で熱処理した夫々の合金試料につい
て、示差走査熱量計（ＤＳＣ）によりマルテンサイト変
態温度（Ｍ　ｓ　）の測定及び酸素分析を行った。その
結果を、第１表に示す。

一方、ダイス引抜き法により製造した合金（比較例４．
実施例５）についても併記した。

実施例１〜４と比較例１，２との比較において、Ｂｅの
微量添加が非常に効果があることが判明した。

しかしながら、Ｂｅ０．０２％以下の合金（比較例１，
２）は、真円性については、まだ部分的に細線断面が楕
円のところが何箇所か確認され円形断面が得られている
とは言えない。

Ｂｅ０．０２％以上の実施例１〜５．比較例３の合金細
線性については、いずれも真円（同一断面の最長軸直径
Ｒと最短軸直径ｒとの比ｒ／Ｒｘ１００−７０％以上の
ものをさす）のものが得られている。

従って、Ｂｅが微量元素として０．０５％以上のものが
好ましいことが判明した。

この事実は、細線形成性の向上のために、果たすＢｅの
割合が非常に大きいことを意味し、しかしＢｅ添加量が
少な過ぎては、効果が現れないといえる（比較例１及び
２）。

また、比較例３のように、Ｂｅが３．４０％を越えると
、効果は認められるものの、毒性の問題がある。

一方、Ｍｓ点については、Ｂｅの添加により多少高くな
る傾向が見られるが、殆どどダイス引抜き法によるもの
（比較例４．実施例５）と、同等と考えられる。

以　　下　　余　　白【発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、Ｂｅを適量含有
する合金を用いることにより、安定したＴＬＮｉ系合金
細線を提供することができる。

更に、本発明によれば、従来のダイス引抜き法によらず
、低価格で、比較的安定なＴｉＮｉ系合金細線の製造方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るＴｉＮｉ系合金細線を製
造するための装置の概略図である。図中、１・・・円筒状ドラム、２・・・回転軸、３・・
・すべり軸受け、４・・・流出防止板、５・・・液体層
、６・・・るつぼ、７・・・噴射ノズル、８・・・溶融
金属ジェット、９・・・合金の溶湯、１０・・・モータ
、ｌｌａ、ｌｌｂ。１１ｃ及び１１ｄ・・・支持部材、１２・・・アルゴン
ガス導入管。第１図手続補正書（自発）平成７年１０８２７日

Claims

【特許請求の範囲】１、回転している円筒状ドラム内に、遠心力により液体
層を形成し、前記液体層中にＴｉＮｉ系合金の溶湯をジ
ェットとして噴射し、前記溶湯を凝固させるＴｉＮｉ系
合金細線の製造方法において、前記ＴｉＮｉ系合金の溶
湯はＢｅを原子％で０．０５〜３．０％添加されている
ものを用いることを特徴とするＴｉＮｉ系合金細線の製
造方法。２、原子％でＴｉ５０％、Ｂｅ０．０５〜３．０％、残
部が実質的にＮｉよりなることを特徴とするＴｉＮｉ系
合金。