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Info
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- Continuous Casting (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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
。
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。
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。
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
。
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
。
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
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21590389A JP2916924B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | TiNiCu系形状記憶合金細線及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21590389A JP2916924B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | TiNiCu系形状記憶合金細線及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0382727A true JPH0382727A (ja) | 1991-04-08 |
JP2916924B2 JP2916924B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=16680164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21590389A Expired - Fee Related JP2916924B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | TiNiCu系形状記憶合金細線及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2916924B2 (ja) |
Cited By (3)
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 |
-
1989
- 1989-08-24 JP JP21590389A patent/JP2916924B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
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 |
JP2008115456A (ja) * | 2006-06-02 | 2008-05-22 | 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 |
Also Published As
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---|---|
JP2916924B2 (ja) | 1999-07-05 |
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