JPH04202749A - 超弾性合金線材の製造方法 - Google Patents

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、真直性の優れた超弾性合金線材の製造方法に
関するものである。

〔従来の技術とその課題〕

超弾性効果あるいは形状記憶効果を有するＮｉ−Ｔ　ｉ
系合金線材は、カテーテル用ガイドワイヤ、アクチュエ
ーター用材料、バネ材などの用途に広く使用されている
。

これらの材料に用いられる合金線材は、上記の超弾性効
果などの特性の他にその特性を発揮し得るような線材と
してその真直性が要求される。

通常超弾性合金線材の真直性を得る製造方法としては、
直線状に成る大きさの張力をかけた状態で加熱炉中に装
入し加熱して直線状にする方法がある。

しかし、この方法では十分な真直性を得ることはできず
、特に加熱温度が低い場合（１次再結晶温度より低い場
合）においては矯正が不十分であり、また熱処理温度が
高い場合（１次再結晶温度より高い場合）では、そのと
きにかける張力で線材が伸びてしまうことがら線径が細
くなり、上記のバッチ式の場合においては十分な真直性
が得られない問題があった。

そこで図１に示すような通常の金属合金線材の矯正に用
いられる一般的なローラーレベラーを用いて超弾性合金
線材の矯正を行うことが考えられるが、次のような問題
がある。

図２に超弾性線材の負荷側のみの応力−歪線図を示す。

図の６６はオーステナイト相の弾性歪、ε、は応力誘起
マルテンサイト変態による歪、ε。

は応力誘起マルテンサイト相の弾性歪、と。は応力誘起
マルテンサイト相の塑性歪をそれぞれ示し、いわゆる超
弾性特性を示す領域と３．はε魔、＝ε＾十ε墓＋εＣ であり、およそ１０％位の回復歪を有す。また図３には
負荷および除荷の応力−歪線図を示す。

図２の如く超弾性記憶熱処理を施した合金線材の場合、
矯正加工に必要な負荷歪はεゎの領域となる。

したがって超弾性合金線材の矯正加工に必要な負荷歪は
およそ１０％以上となる。

二のため線径ｄとローラーレベラーのロール径りとの比
ｄ／Ｄは一般の金属合金のときのｄ／Ｄより太き（する
必要があり、ロール径りは小さくしなければならない。

またＮｉ−Ｔｉ系合金は耐力が通常の鋼線に比較して著
しく高いことから大きな張力をかけながらローラーレベ
ラーのロール間を通過させなければならない。

しかしこの大きな張力とロール径の関係からローラーレ
ベラーを設計するには種々の難しい問題がある。

また−度記憶熱処理を施したものに、再び塑性歪を入れ
ることになり超弾性特性を劣化させるという問題もある
。

さらに図４に示すように線材の矯正加工において曲げ加
工を受ける線材の表面部に導入される転位の応力場では
応力誘起マルテンサイトが残留しており、オーステナイ
ト相の界面にはこの変態歪による応力が蓄積され、結果
として内部応力の不均一性を招く問題もある。

一方伸線加工上り材を矯正加工する場合には、線材は加
工歪がはいっていることから１０％の歪をかける必要は
ないが、スプリングバ、り量が大きいため依然としてｄ
／Ｄは一般の金属合金の場合より大きく、ローラーレベ
ラーの設計上問題がある。

〔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なされたもの
で、一般の金属合金に使用される通常のローラーレベラ
ーを用いて線材に大きな加工歪を与えることなく、連続
的に真直性の優れた線材が得られ、しかも記憶熱処理も
同時に施すことが可能な超弾性合金線材の製造方法を開
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、Ｎ
ｉ　５０．７〜５３．０ａｔ％、残部Ｔｉからなる合金
線材を１５０〜７５０℃の温度範囲でローラーレベラー
により熱間矯正加工を施すことを特徴とする超弾性合金
線材の製造方法であり、また、Ｎｉ　５０．７〜５３．
０ａｔ％、Ｔ　ｉ　４９．３〜４７．０ａｔ％のＮｉま
たは／およびＴ１の一部をＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＭＯ１■
、Ｐｄ　、Ｗ、Ｃｕの何れか１種または２種以上を各０
１０１〜５．０ａｔ％の範囲で置換してなる合金線材を
１５０〜７５０℃の温度範囲でローラーレベラーにより
熱間矯正加工を施すことを特徴とする超弾性合金線材の
製造方法である。

すなわち本発明は、上記のＮｉ−Ｔｉ合金或いはＮ】ま
たは／およびＴ１の一部を上記の元素で置換したＮｉ−
Ｔｉ系合金の超弾性線材を特定の温度範囲において熱間
矯正加工することにより通常のローラーレベラーを用い
て真直性に優れ、かつ加工歪の少ない線材が連続的に得
られるようにしたものである。

また本発明は、上記の１５０〜７５０℃の温度の中でも
特に２５０〜７５０℃の温度域では矯正加工と同時に超
弾性熱処理を行うことができる効果がある。

そして上記の矯正加工に際して線材の線径ｄとローラー
レベラーのロール径りとの比ｄ／Ｄをｄ／　Ｄ　＝　３
　／１０００〜５　／１００とすることにより、真直性
の優れた線材が得られるものである。

本発明において合金組成を５０．７〜５３．０ａｔ％、
残部Ｔ１としたのはＮｉが５０．７ａｔ％未満では室温
で超弾性特性を示さず、Ｎｉ量が５３．０ａｔ％を超え
ると伸線加工が困難になるためである。またＮｉ５０．
７〜５２．０ａｔ％、Ｔ　ｉ　４９．３〜４７．０ａｔ
％のＮｉまたは／およびＴｉ　の一部をＣｒ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｍｏ、■、Ｐｄ　、Ｗ、Ｃｕの何れか１種または２
種以上で各０，０１〜５．０ａｔ％の範囲で置換するの
は、これらの元素は上記した超弾性特性を阻害せず、加
工性、引張り強さ、耐食性などの向上に寄与するからで
あり、０．０１ａｔ％未満では上記の特性の効果が少な
く、５．Ｑａｔ％を超えると加工性が悪くなるからであ
る。

本発明の製造方法において矯正加工の温度範囲を１５０
〜７５０℃としたのは、この範囲において矯正加工を施
すことにより線材に十分な真直性を与えることが出来、
特に２５０〜７５０’Ｃの範囲においては同時に直線記
憶熱処理が施されるというコスト的なメリットもあり、
１５０℃以下では上記の真直性が不十分であり、７５０
℃を越えると象徴に変形抵抗が小さくなり矯正加工中の
張力によって線径の変化が起こり易く張力のコントロー
ルが難しくなるばかりか、特に大気中で行う場合は徒に
厚く酸化皮膜を付けるだけとなり不適切である。

次に矯正対象の線材の径ｄと矯正用レベラのロール径り
との比ｄ／Ｄを ｄ　／Ｄ　＝　３　／１０００〜５　／１００としたの
はこの範囲で矯正加工を施すことにより線材に十分な真
直性を与えることが出来るからであり、ｄ／Ｄ＜３／１
０００では上記の真直性が不十分であり、ｄ／Ｄ＞５／
１００ではローラーレベラーの設計上に問題を来たし、
ロール径を小さく設計しなければならないこと及び大き
な張力が線材にかけなければならなくなりそのためにロ
ール軸のたわみが起こる等の問題があるからである。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例について説明する。

表１に示す組成のＮｉ−Ｔｉ系合金線材の線径の異なる
ものについて図１に示すローラーレベラーを用い、矯正
温度とｄ／Ｄを変えて熱間矯正加工を行った。そして超
弾性特性、線径の変化性、加工性、真直性及びｗｈｉｐ
ｐｉｎｇ性を調べ表１に併記した。なお超弾性特性、線
径の変化性、真直性及びｗｈｉｐｐｉｎｇ性の試験方法
と評価方法は下記の通りである。

（＊１）超弾性特性 図３において負荷歪８％まで負荷した後、応力がＯにな
るまで除荷して、その時残留する歪ε、が、ε、　＜０
．１％　　　　　二　〇 Ｏ１１％≦ε、　＜０．２％　：　△ ０．２％≦ε、：× （＊２）線径の変化性 矯正加工前の線径がｄｏに対して矯正加工後の線径ｄ１
の変化率（（ｄ、−ｄｌ＞　／ｄｏ　）が（ｄｏ　　Ｌ
　）／ｄｏ　＜２％　；　０２％≦（ｄｏ　　ｄｌ）／
ｄ６　　　：　　Ｘ（＊３）真直性及び賀ｈｉｐｐｉＢ
性 矯正加工後の真直性はｗｈｉｐｐｉｎｇ性として評価す
ることが出来る。このｗｈｉｐｐｉｎｇ性とは図５の様
に線径ｄの矯正加工後の線材を直径りのループ状に１巻
きないし数巻した状態のパイプ内径５ｄのパイプ内に通
し片端に回転トルクを与えた時、反対側の片端から出て
いる線材がスムーズに回転する特性をいう。

（ただしＤはＤ／ｄ＝２００とする） トルクの伝達性　　　　　−ｈｉｐｐｉｎｇ性スムーズ
　　　　　　　　　　　　　　○スムーズでなくひっか
かる感し　　　　×表から明らかなように、陥６、Ｎ０
１６、Ｎα４６、はいずれも成分のＮｉが少ないため、
またＮｏ、　７、階１７、階４７はＮｉが多いため超弾
性特性が悪い。Ｎｉの多いものは加工性も良くない。

またに８、Ｎ０１８、Ｎα４８は、矯正温度が高過ぎる
ため線径の変化が大きく、Ｎｏ、９、Ｎｏ】９、Ｎｏ、
４９は温度が低過ぎて真直性及びｗｈｉｐｐｉｎｇ性が
悪い、さらにＮｃｔｌｏ、随２０、Ｎｉ１１５０はｄ／
Ｄが小さ過ぎるため真直性及びｗｈｉｐｐｉｎｇ性が悪
い。

これに対し、Ｎｏ、１〜５、Ｎ０１１〜Ｉ５、Ｎｏ、４
１〜４５のように本発明の条件を満すものは、いずれも
良好な特性を示す。

Ｃ効果〕 以上に説明したように本発明によれば、比較的簡単な方
法により連続的に真直性の優れた超弾性合金線材が得ら
れるもので工業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明に用いられるローラーレヘラーの概略図、
図２は超弾性合金線材の応力−歪特性を示すグラフ、図
３は超弾性合金線材の負荷及び除荷の応力−歪線図、図
４は、ローラーレヘラー矯正加工の際の線材の歪を示す
図、図５は線材の真直性及び−ｈｉｐｐｉｎｇ性の試験
方法を示す図である。 特許出願人　　　古河電気工業株式会社第２図 第６図 内径５ｄのパイプ 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎｉ５０．７〜５３．０ａｔ％、残部Ｔｉからな
   る合金線材を１５０〜７５０℃の温度範囲でローラーレ
   ベラーにより熱間矯正加工を施すことを特徴とする超弾
   性合金線材の製造方法。
2. （２）Ｎｉ５０．７〜５３．０ａｔ％、Ｔｉ４９．３〜
   ４７．０ａｔ％のＮｉまたは／およびＴｉの一部をＣｒ
   、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｖ、Ｐｄ、Ｗ、Ｃｕの何れか１種
   または２種以上を各０．０１〜５．０ａｔ％の範囲で置
   換してなる合金線材を１５０〜７５０℃の温度範囲でロ
   ーラーレベラーにより熱間矯正加工を施すことを特徴と
   する超弾性合金線材の製造方法。
3. （３）超弾性合金線材の線径ｄとローラーレベラーのロ
   ール径Ｄとの比ｄ／Ｄをｄ／Ｄ＝３／１０００〜５／１
   ００とすることを特徴とする請求項１または２記載の超
   弾性合金線材の製造方法。