JPH0382727A - TiNiCu系形状記憶合金細線及びその製造方法 - Google Patents

TiNiCu系形状記憶合金細線及びその製造方法

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JPH0382727A JP21590389A JP21590389A JPH0382727A JP H0382727 A JPH0382727 A JP H0382727A JP 21590389 A JP21590389 A JP 21590389A JP 21590389 A JP21590389 A JP 21590389A JP H0382727 A JPH0382727 A JP H0382727A
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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、Cuを含むTiNi系形状記憶合金細線等の
TiNiCu合金細線及びその製造方法に関する。
[従来の技術] TiNiCu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、Cu含有量(添加量)が増えれば、増
えるほどTiNi系合金以上に顕著な形状記憶効果を示
すことが知られており、工業的に非常に有望視されてい
る。
そして、このTiNi系形状記憶合金の合金細線は、原
子%でCuを10a t%以上含むTi−NiCu合金
細線については、実験室規模においてすら得られていな
いのが実情である。
その1つとして、TiNi系合金は、通常溶解鋳造では
、凝固冷却の速度が極めて遅いために、もともとTiN
i系合金に対して固溶しないCuの殆どが比較的低い融
点であるTi)(Cuyの化合物を生成して、凝固時に
その多くは、結晶粒内というよりは、結晶粒界に析出す
る。
そのことで、結晶粒界が著しく脆弱なものとなり、その
材料の機械的性質が劣化する。
さらに、その粒界の脆弱さ、即ち、その合金材料の機械
的性質は、Cuの含有量が増えれば、増えるほど、そし
て特にCu含有が10at%を境として、それ以上の合
金でその傾向が強くなる。
その為に、従来の溶解鋳造法によるTiNiCu系合金
は、おおよそ、Cu含有量が10a t%を越えないT
iNiCu合金について、その合金細線が製造されてい
るといっても、その製造過程において、溶解鋳造後のイ
ンゴットを熱間加工によって直径5〜10mmにする際
、従来のTiNi系合金よりも熱間での機械的性質が小
さいため、熱間加工では加工率を可能な限り小さくする
と同時に、焼鈍を交互に繰り返し行っている。
更に、前述のTizCuyなる析出物が比較的低い融点
であるために、約800℃以上の温度での加工では、熱
間脆性を示し、熱間割れを生じる。
このように、数多くの問題点等があり、工業的に安定し
て得られているとは言えない。
熱間加工でのこのような問題点及び制約は、全て溶解鋳
造時の小さな凝固速度のために生成するTi、(Njy
化合物の粒界析出によるものである。
そこで、最近ではその凝固速度を大きくするために鋳造
時の鋳型を水冷銅モールドとしての実験研究が行われて
いるが、Ti、NiY化合物の析出を抑制する程の凝固
速度の改善とはなっていないのが実状である。
また、Cuを10a t%以上含有するものについて、
前述のような熱間加工工程での問題点が解決されたとし
ても、その後の冷間加工においては、加工硬化が激しい
ために、繰返し焼鈍を要する。
つまり、トータルとして冷間加工に要する費用は、Ti
NiCu合金線のコストの大部分を占めるという大問題
がある。
[発明が解決しようとする課題] そこで、最近では、この合金細線のコスト問題を解決す
るために、製造プロセスの短縮の研究に力が注がれてき
た。
その研究方法の1つは、連続鋳造であり、溶融合金を漸
次、固体状態へと変化(凝固)させるものである。
この方法は、溶融金属の凝固速度が比較的小さく、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、比較的偏析し易く、後工程において、割れ等の問題
を起こすことが知られており、未だTiNiCu合金は
おろかTiNi系形状記憶合金ですら実用化には至って
いない。
そこで、本発明の技術的課題は、Tiz Niy析出物
を抑制して合金細線を製造し、安価で且つ円形断面であ
るCuを10at%以上含むTi−NiCu系形状記憶
合金細線及びそれを直接製造する方法を提供することに
ある。
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、Niが49〜51at%、残部が実質
的にTiからなる合金の10at%以上のNiをCuで
置換したことを特徴とするTiNiCu合金細線が得ら
れる。
本発明によれば、回転している円筒状ドラム内に、遠心
力により冷却液体層を形成し、前記冷却液体層中にTi
Ni系合金の溶湯をジェットとして噴射し、前記溶融金
属を凝固させるTiNi系合金細線の製造方法であって
、前記TiNi系合金の溶湯は、Ntが49〜51at
%、残部が実質的にTfからなる合金の10at%以上
のNiをCuで置換したことを特徴とするTiNiCu
合金細線の製造方法が得られる。
[実施例] 以下、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TiNiCu合金細線の
製造装置を示す図、第2図は第1図のA−A断面図であ
る。
第1図において、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3,3とを有する。
また、両すべり軸受3゜3に介在し軸2に固着されたベ
ルト車4と、ベルト車4に装架され直流モータにより回
転されるVベルト5とを有する。
更に、このドラム1の縁には、中心軸に向かって突出し
た面を有する流出防止板6が設けられ、このドラム1の
一面側からドラム1内に冷却用液体9を供給する矩形に
屈曲した給液バイブ7とを有し、このバイブには調節弁
8が設けられている。
ドラム1内に供給された冷却用液体9は、このドラム1
の回転の遠心力により冷却液体層9を形成する。このド
ラムの一面側開口部内に、一端を挿入した基板10を有
し、この基板10の一端より延出した部分は、水平方向
に移動自在となるように複数のコロ11により支持され
ている。
基板10を挾んでコロ11と対向するように、ラック1
2が設けられ、このラック12はピニオン13に噛合し
ている。さらに、この基板の一端には、溶融金属の噴射
装置14が設けられている。
噴射装置14はノズル部を有し、アルゴンガス圧により
、このノズル部から、溶融金属のジェット15が噴出す
る。
尚、ドラム1は壁部内の仕切壁17で分割された隙間2
0内を冷却液を通じて冷却される。
このような構成の本発明の実施例に係る装置の動作につ
いて説明する。
■ベルト5の回転により、ドラム1の回転が所定の値に
なったときに、給液バイブ7により、水等の冷却バイブ
を経てドラム1内面に注入される。
注入された液体は、遠心力によって、冷却液体層9を形
成するとともに、流出防止板6により、液体ドラム1か
らの流出が防止される。
そして、この液体層9中に合金インゴットを再溶解した
溶融金属15を噴射装置14から適当な速度で溶湯ジェ
ットとして噴射し、TfNiCu系形状記憶台形状記憶
合金を製造するものである。
実施例1゜ 第1図に示したドラム1として、内径500mmφで冷
却液体層9として深さ20mm、温度0℃の水を用いた
装置により、Ti5ONi20Cu30なる組成の合金
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、孔径D−200(μm)の噴射装置14の紡
糸用ノズルからアルゴンガス圧を制御して430mm/
分の速度でこの溶融金属を、冷却液体層9中に噴出した
。このときのドラム1の速度は、500mm/分であっ
た。
比較の為に、Tf 5ONi45Cu5なる組成の合金
を同様な方法で紡糸した(比較例1)。
使用した合金の組成、紡糸用ノズルの径D(μm)、細
線形成性、及び表面形状と、更に、生成した細線を80
0℃で2Hr熱処理したそれぞれの試料について、示差
走査熱量計(D S C)によりマルテンサイト変態温
度(M s )及び逆変態終了温度(Af)を測定した
尚、参考としてダイス法による細線試料(比較例2及び
比較例3)の結果についても併記した。
第1表のように、本発明の実施例の方法により、従来に
おいて製造することが不可能なCuを10原子%以上含
有するTiNiCu合金細線が得られる。また、得られ
た合金細線の断面を光学顕微鏡及びX線のマイクロアナ
ライザーでクラック等の問題がないか否かについて調べ
たが、いずれも、全長に渡ってその種のものは、認めら
れなかった。
[発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、Tf)Niy析
出物を抑制して合金細線を製造し安価且つ円形断面であ
るCuを10原子%以上含むTiNfCu系形状記憶台
形状記憶合金直接製士する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TiNiCu合金細線の製ぶ方法を実
施するための装置の一例を示す図、第二図は第1図の装
置の断面図である。 図中、1・・・円筒状ドラム、2・・・回転軸、3・・
・1べり軸受、4・・・ベルト車、5・・・Vベルト、
6・・・抄出防止板、7・・・給液バイブ、8・・・調
節弁、9・・・8卵液体層、10・・・基板、11・・
・コロ、12・・・う・;り、13・・・ピニオン、1
4・・・噴射装置、15・・・4融金属。 1 に 手続補正書(自発) 平成/年りθ月、17日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、Niが49〜51at%、残部が実質的にTiから
    なる合金の10at%以上のNiをCuで置換したこと
    を特徴とするTiNiCu合金細線。 2、回転している円筒状ドラム内に、遠心力により冷却
    液体層を形成し、前記冷却液体層中にTiNi系合金の
    溶湯をジェットとして噴射し、前記溶融金属を凝固させ
    るTiNi系合金細線の製造方法であって、 前記TiNi系合金の溶湯は、Niが49〜51at%
    、残部が実質的にTiからなる合金の10at%以上の
    NiをCuで置換したことを特徴とするTiNiCu合
    金細線の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006348319A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 National Institute For Materials Science Ti−Ni−Cu三元系形状記憶合金とその製造法
WO2007141988A1 (ja) 2006-06-02 2007-12-13 National Institute For Materials Science 高強力Ti-Ni-Cu形状記憶合金とその製造方法
JP2009280877A (ja) * 2008-05-21 2009-12-03 Technische Univ Wien クラスレート化合物の製造方法

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