JPH05277663A - ＴｉＮｉ系形状記憶合金細線及びその製造方法 - Google Patents
ＴｉＮｉ系形状記憶合金細線及びその製造方法Info
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- JPH05277663A JPH05277663A JP7383692A JP7383692A JPH05277663A JP H05277663 A JPH05277663 A JP H05277663A JP 7383692 A JP7383692 A JP 7383692A JP 7383692 A JP7383692 A JP 7383692A JP H05277663 A JPH05277663 A JP H05277663A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＴｉＮｉ系形状記憶合金としての特性を損な
わずに比較的線径の太いＴｉＮｉ系形状記憶合金細線及
びその製造方法を提供するものである。 【構成】 回転する円筒状ドラム１内に生じる遠心力に
より冷却液体層５を形成し、該冷却液体層５にＴｉＮｉ
系合金の溶湯をノズル７よりジェット噴射して溶融金属
を凝固させる溶融金属凝固工程において、ＴｉＮｉ系合
金の容湯として、Ｔｉが４９〜５１原子％，Ｐｄが５〜
１５原子％，残部がＮｉから成るＴｉＮｉＰｄ合金の容
湯９を用いる。これにより、比較的線径の太いＴｉＮｉ
系形状記憶合金としての紡糸線材を得ている。
わずに比較的線径の太いＴｉＮｉ系形状記憶合金細線及
びその製造方法を提供するものである。 【構成】 回転する円筒状ドラム１内に生じる遠心力に
より冷却液体層５を形成し、該冷却液体層５にＴｉＮｉ
系合金の溶湯をノズル７よりジェット噴射して溶融金属
を凝固させる溶融金属凝固工程において、ＴｉＮｉ系合
金の容湯として、Ｔｉが４９〜５１原子％，Ｐｄが５〜
１５原子％，残部がＮｉから成るＴｉＮｉＰｄ合金の容
湯９を用いる。これにより、比較的線径の太いＴｉＮｉ
系形状記憶合金としての紡糸線材を得ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばバネ材やアクチ
ュエータ等に用いられるＴｉＮｉ系形状記憶合金細線及
びその製造方法に関する。
ュエータ等に用いられるＴｉＮｉ系形状記憶合金細線及
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＴｉＮｉ系形状記憶合金は、そ
の素材を溶解鋳造後、熱間加工により線径５〜１０mmで
線状加工した後、ダイス引き等の冷間加工によって更に
所定の寸法の線径に加工される。このようなＴｉＮｉ系
合金線の製造工程では、冷間加工時の硬化が激しいの
で、繰り返し焼鈍を行う必要がある。この為、冷間加工
には多くの費用を要し、その費用はＴｉＮｉ系合金線の
製造コストの大部分を占めている。そこで、最近の研究
開発では、溶融金属から合金細線を製造する方法が幾つ
か提案されている。例えば、その一つとしては回転液中
紡糸方法が挙げられる。この紡糸方法は、例えば特開昭
５５−６４９４８号公報に開示されている如く、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、この冷却液体層中に溶融した金属をジェット噴射
して凝固させ、円形断面である金属の連続細線を製造す
るものである。又、特開昭５９−４９８４公報には、同
様な方法でＴｉＮｉ系形状記憶合金細線としての紡糸線
材を製造する技術が開示されている。
の素材を溶解鋳造後、熱間加工により線径５〜１０mmで
線状加工した後、ダイス引き等の冷間加工によって更に
所定の寸法の線径に加工される。このようなＴｉＮｉ系
合金線の製造工程では、冷間加工時の硬化が激しいの
で、繰り返し焼鈍を行う必要がある。この為、冷間加工
には多くの費用を要し、その費用はＴｉＮｉ系合金線の
製造コストの大部分を占めている。そこで、最近の研究
開発では、溶融金属から合金細線を製造する方法が幾つ
か提案されている。例えば、その一つとしては回転液中
紡糸方法が挙げられる。この紡糸方法は、例えば特開昭
５５−６４９４８号公報に開示されている如く、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、この冷却液体層中に溶融した金属をジェット噴射
して凝固させ、円形断面である金属の連続細線を製造す
るものである。又、特開昭５９−４９８４公報には、同
様な方法でＴｉＮｉ系形状記憶合金細線としての紡糸線
材を製造する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た紡糸方法では、円形断面の紡糸線材を容易に得ること
はできても、この紡糸方法によって製造された紡糸線材
は、線径φが２００μｍ以上の比較的太いものでは線内
部に空孔が生じ、実用面で不適当になってしまう。この
為、線径φが２００μｍ以上の紡糸線材を得ようとする
場合には、バルク材からの伸線加工を行わなければなら
ない。このような理由により、上述した紡糸方法によっ
て紡糸線材を得ようとすると、線径φが２００μｍ以下
の極細線に限られてしまうという不便がある。
た紡糸方法では、円形断面の紡糸線材を容易に得ること
はできても、この紡糸方法によって製造された紡糸線材
は、線径φが２００μｍ以上の比較的太いものでは線内
部に空孔が生じ、実用面で不適当になってしまう。この
為、線径φが２００μｍ以上の紡糸線材を得ようとする
場合には、バルク材からの伸線加工を行わなければなら
ない。このような理由により、上述した紡糸方法によっ
て紡糸線材を得ようとすると、線径φが２００μｍ以下
の極細線に限られてしまうという不便がある。
【０００４】そこで、本発明の技術的課題は、従来の紡
糸方法を改善し、ＴｉＮｉ系形状記憶合金としての特性
を損なわずに比較的線径の太いＴｉＮｉ系形状記憶合金
細線及びその製造方法を提供することにある。
糸方法を改善し、ＴｉＮｉ系形状記憶合金としての特性
を損なわずに比較的線径の太いＴｉＮｉ系形状記憶合金
細線及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】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って冷却液体層を形
成し、冷却液体層にＴｉＮｉ系合金の溶湯をジェットと
して噴射し、溶融金属を凝固させるＴｉＮｉ系合金細線
の製造方法において、ＴｉＮｉ系合金の溶湯として、Ｔ
ｉが４９〜５１原子％、残部が実質的にＮｉから成るＴ
ｉＮｉ系合金のうち、Ｎｉの一部をＰｄによって全体比
で５〜１５原子％置換したＴｉＮｉＰｄ合金の溶湯を用
いることによって、ＴｉＮｉ系形状記憶合金としての特
性を損なわない紡糸線材を得るＴｉＮｉ系形状記憶合金
細線の製造方法が得られる。
ている円筒状ドラム内に遠心力によって冷却液体層を形
成し、冷却液体層にＴｉＮｉ系合金の溶湯をジェットと
して噴射し、溶融金属を凝固させるＴｉＮｉ系合金細線
の製造方法において、ＴｉＮｉ系合金の溶湯として、Ｔ
ｉが４９〜５１原子％、残部が実質的にＮｉから成るＴ
ｉＮｉ系合金のうち、Ｎｉの一部をＰｄによって全体比
で５〜１５原子％置換したＴｉＮｉＰｄ合金の溶湯を用
いることによって、ＴｉＮｉ系形状記憶合金としての特
性を損なわない紡糸線材を得るＴｉＮｉ系形状記憶合金
細線の製造方法が得られる。
【０００６】又、本発明によれば、回転する容器内に生
じる遠心力により冷却液体層を形成し、該冷却液体層に
ＴｉＮｉ系合金の溶湯をジェット噴射して溶融金属を凝
固させる溶融金属凝固工程を含むＴｉＮｉ系形状記憶合
金細線の製造方法において、Ｔｉを４９〜５１原子％，
Ｐｄを５〜１５原子％，残部Ｎｉより成るＴｉＮｉＰｄ
合金をＴｉＮｉ系合金として用いて紡糸線材を得るＴｉ
Ｎｉ系形状記憶合金細線の製造方法が得られる。
じる遠心力により冷却液体層を形成し、該冷却液体層に
ＴｉＮｉ系合金の溶湯をジェット噴射して溶融金属を凝
固させる溶融金属凝固工程を含むＴｉＮｉ系形状記憶合
金細線の製造方法において、Ｔｉを４９〜５１原子％，
Ｐｄを５〜１５原子％，残部Ｎｉより成るＴｉＮｉＰｄ
合金をＴｉＮｉ系合金として用いて紡糸線材を得るＴｉ
Ｎｉ系形状記憶合金細線の製造方法が得られる。
【０００７】更に、本発明によれば、上記ＴｉＮｉ系形
状記憶合金細線の製造方法によって製造された紡糸線材
が得られる。
状記憶合金細線の製造方法によって製造された紡糸線材
が得られる。
【０００８】加えて、本発明によれば、上記紡糸線材に
おいて、摂氏３０〜６０℃の変態温度を有し、且つ線径
が５００μｍ以下である紡糸線材が得られる。
おいて、摂氏３０〜６０℃の変態温度を有し、且つ線径
が５００μｍ以下である紡糸線材が得られる。
【０００９】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明のＴｉＮｉ系形
状記憶合金細線及びその製造方法について、図面を参照
して詳細に説明する。
状記憶合金細線及びその製造方法について、図面を参照
して詳細に説明する。
【００１０】第１図は、本発明の一実施例に係るＴｉＮ
ｉ系形状記憶合金細線を製造するための合金製造装置の
基本構成を示すものである。
ｉ系形状記憶合金細線を製造するための合金製造装置の
基本構成を示すものである。
【００１１】この合金製造装置は、一面が開口された円
筒状ドラム１と、ドラム１の他面の中心に一端が固定さ
れると共に、他端がモータ１０に結合された回転軸２
と、この回転軸２を回転可能とする為、回転軸２の延在
方向の所定箇所に設けられた滑り軸受３とを有する。こ
れにより、ドラム１はモータ１０の回転駆動に従う回転
軸２の回動に伴って回転する。又、ドラム１の側縁に
は、この側縁に沿うと共に、ドラム１の中心軸に向かう
方向に鍔部を成す流出防止板４が設けられ、ドラム１及
び流出防止板４の内壁面に沿った部分には、ドラム１の
回転により生じる遠心力により液体層５が形成されてい
る。
筒状ドラム１と、ドラム１の他面の中心に一端が固定さ
れると共に、他端がモータ１０に結合された回転軸２
と、この回転軸２を回転可能とする為、回転軸２の延在
方向の所定箇所に設けられた滑り軸受３とを有する。こ
れにより、ドラム１はモータ１０の回転駆動に従う回転
軸２の回動に伴って回転する。又、ドラム１の側縁に
は、この側縁に沿うと共に、ドラム１の中心軸に向かう
方向に鍔部を成す流出防止板４が設けられ、ドラム１及
び流出防止板４の内壁面に沿った部分には、ドラム１の
回転により生じる遠心力により液体層５が形成されてい
る。
【００１２】一方、ドラム１内には、後述する如く、Ｔ
ｉＮｉ系形状記憶合金としてのＴｉＮｉＰｄ合金を溶融
するためのるつぼ６がドラム１の中心から下方に延在し
て配設されている。このるつぼ６は鉛直方向及び水平方
向に位置調節可能となるように、支持部材１１により支
持されている。又、るつぼ６の先端には、溶融紡糸用の
噴射ノズル７が設けられ、このノズル７から溶融金属ジ
ェット８がドラム１内の冷却液体層５に噴射される。更
に、るつぼ６内には、アルゴンガス導入管１２よりアル
ゴンガスが注入される。加えて、るつぼ６の下方には加
熱コイル１３が設けられ、この加熱コイル１３がるつぼ
６の下方を加熱する結果、るつぼ６内に充填されたＴｉ
ＮｉＰｄ合金がアルゴンガス雰囲気中で溶融され、この
ＴｉＮｉＰｄ合金の溶湯９が生成される。
ｉＮｉ系形状記憶合金としてのＴｉＮｉＰｄ合金を溶融
するためのるつぼ６がドラム１の中心から下方に延在し
て配設されている。このるつぼ６は鉛直方向及び水平方
向に位置調節可能となるように、支持部材１１により支
持されている。又、るつぼ６の先端には、溶融紡糸用の
噴射ノズル７が設けられ、このノズル７から溶融金属ジ
ェット８がドラム１内の冷却液体層５に噴射される。更
に、るつぼ６内には、アルゴンガス導入管１２よりアル
ゴンガスが注入される。加えて、るつぼ６の下方には加
熱コイル１３が設けられ、この加熱コイル１３がるつぼ
６の下方を加熱する結果、るつぼ６内に充填されたＴｉ
ＮｉＰｄ合金がアルゴンガス雰囲気中で溶融され、この
ＴｉＮｉＰｄ合金の溶湯９が生成される。
【００１３】本発明のＴｉＮｉ系形状記憶合金細線の製
造方法は、このような構成の合金製造装置を用いて、以
下に説明する製造工程を経ることによって得られるＴｉ
ＮｉＰｄ合金細線（紡糸線材）を用いるものである。
尚、合金製造装置においては、回転ドラム１の内径φを
５００mm、ノズル７の内口径φを５００μｍとする。
造方法は、このような構成の合金製造装置を用いて、以
下に説明する製造工程を経ることによって得られるＴｉ
ＮｉＰｄ合金細線（紡糸線材）を用いるものである。
尚、合金製造装置においては、回転ドラム１の内径φを
５００mm、ノズル７の内口径φを５００μｍとする。
【００１４】本発明の場合も、従来の技術で説明した紡
糸方法を行う。即ち、紡糸方法では、先ず回転するドラ
ム１内に生じる遠心力により冷却液体層５を形成する液
体層形成工程を経た後、これにより得られる冷却液体層
５にＴｉＮｉ系合金の溶湯をジェット噴射して溶融金属
を凝固させる溶融金属凝固工程を行う。但し、溶融金属
凝固工程では、ＴｉＮｉ系合金の容湯として、Ｔｉを４
９〜５１原子％，Ｐｄを５〜１５原子％，残部をＮｉと
したＴｉＮｉＰｄ合金の容湯９を用いる。
糸方法を行う。即ち、紡糸方法では、先ず回転するドラ
ム１内に生じる遠心力により冷却液体層５を形成する液
体層形成工程を経た後、これにより得られる冷却液体層
５にＴｉＮｉ系合金の溶湯をジェット噴射して溶融金属
を凝固させる溶融金属凝固工程を行う。但し、溶融金属
凝固工程では、ＴｉＮｉ系合金の容湯として、Ｔｉを４
９〜５１原子％，Ｐｄを５〜１５原子％，残部をＮｉと
したＴｉＮｉＰｄ合金の容湯９を用いる。
【００１５】このＴｉＮｉＰｄ合金は、Ｔｉが４９〜５
１原子％で、残部がＮｉから成るＴｉＮｉ系合金のう
ち、Ｎｉの一部をＰｄによって全体比で５〜１５原子％
置換することによって得られるものである。
１原子％で、残部がＮｉから成るＴｉＮｉ系合金のう
ち、Ｎｉの一部をＰｄによって全体比で５〜１５原子％
置換することによって得られるものである。
【００１６】又、合金製造装置において、このようなＴ
ｉＮｉＰｄ合金の容湯９を得るためには、アルゴンガス
導入管１２を通してるつぼ６内に導入するアルゴンガス
圧を適当に制御すると共に、加熱コイル１３による加熱
温度を充分考慮し、アルゴンガス雰囲気中でＴｉＮｉＰ
ｄ合金が良好に溶融されるようにする必要がある。
ｉＮｉＰｄ合金の容湯９を得るためには、アルゴンガス
導入管１２を通してるつぼ６内に導入するアルゴンガス
圧を適当に制御すると共に、加熱コイル１３による加熱
温度を充分考慮し、アルゴンガス雰囲気中でＴｉＮｉＰ
ｄ合金が良好に溶融されるようにする必要がある。
【００１７】次に、ＴｉＮｉＰｄ合金の容湯９を口径φ
５００μｍのノズル７から深さ１０mmの冷却液体層５に
噴射し、線径φが５００μｍの溶体化試料としての紡糸
線材を得る。最後に、この溶体化試料を、石英管中に真
空封入して摂氏１０００℃の温度条件下で２時間溶体化
した後、水焼き入れしてＴｉＮｉ系形状記憶合金として
のＴｉＮｉＰｄ合金材質の紡糸線材を得る。この紡糸線
材は、摂氏３０〜６０℃の変態温度を有する。
５００μｍのノズル７から深さ１０mmの冷却液体層５に
噴射し、線径φが５００μｍの溶体化試料としての紡糸
線材を得る。最後に、この溶体化試料を、石英管中に真
空封入して摂氏１０００℃の温度条件下で２時間溶体化
した後、水焼き入れしてＴｉＮｉ系形状記憶合金として
のＴｉＮｉＰｄ合金材質の紡糸線材を得る。この紡糸線
材は、摂氏３０〜６０℃の変態温度を有する。
【００１８】ここで、ＴｉＮｉＰｄ形状記憶合金の紡糸
線材を得る過程，即ち、溶体化処理中の溶体化試料の生
成特性を、示差走査熱量計（ＤＳＣ）によるマルテンサ
イト逆変態開始温度（Ｍｓ）の測定と、紡糸線材内部の
空孔の有無とに基づいて調べたところ、表１に示す結果
となった。
線材を得る過程，即ち、溶体化処理中の溶体化試料の生
成特性を、示差走査熱量計（ＤＳＣ）によるマルテンサ
イト逆変態開始温度（Ｍｓ）の測定と、紡糸線材内部の
空孔の有無とに基づいて調べたところ、表１に示す結果
となった。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１では比較の為、ＴｉＮｉ系合金におけ
るＰｄによるＮｉの一部置換量を５％未満，或いは１５
％を超過させた溶体化試料の溶体化処理中における生成
特性や、ＰｄによるＮｉの一部置換を行わず、従来の紡
糸方法によりＴｉＮｉ系合金の容湯から得た溶体化試料
の溶体化処理中における生成特性も併記している。
るＰｄによるＮｉの一部置換量を５％未満，或いは１５
％を超過させた溶体化試料の溶体化処理中における生成
特性や、ＰｄによるＮｉの一部置換を行わず、従来の紡
糸方法によりＴｉＮｉ系合金の容湯から得た溶体化試料
の溶体化処理中における生成特性も併記している。
【００２１】表１からは、Ｐｄ置換量を５原子％以上と
すると、その内部に空孔を生じないことや、Ｐｄ置換量
を１５原子％より増加させると変態温度が上昇し、Ｔｉ
Ｎｉ系形状記憶合金としての特性を損なうことが判か
る。従って、本発明に適当な紡糸線材は、整理番号２，
３のもの，即ち、Ｐｄ置換量を全体比で５〜１５原子％
の間としたものであるとできる。
すると、その内部に空孔を生じないことや、Ｐｄ置換量
を１５原子％より増加させると変態温度が上昇し、Ｔｉ
Ｎｉ系形状記憶合金としての特性を損なうことが判か
る。従って、本発明に適当な紡糸線材は、整理番号２，
３のもの，即ち、Ｐｄ置換量を全体比で５〜１５原子％
の間としたものであるとできる。
【００２２】尚、実施例ではＴｉＮｉＰｄ合金の容湯９
より線径φが５００μｍの紡糸線材を得るものとした
が、紡糸線材の線径φは２００〜５００μｍの範囲であ
れば良いので、本発明は実施例に限定されない。
より線径φが５００μｍの紡糸線材を得るものとした
が、紡糸線材の線径φは２００〜５００μｍの範囲であ
れば良いので、本発明は実施例に限定されない。
【００２３】
【発明の効果】以上に述べた如く、本発明のＴｉＮｉ系
形状記憶合金細線の製造方法によれば、線径φが２００
〜５００μｍの範囲と比較的太く、しかも内部に空孔を
生じることなく３０〜６０℃の変態温度を保持し、優れ
た形状記憶特性を有するＴｉＮｉ系合金細線（紡糸線
材）を安価に製造することが可能となる。
形状記憶合金細線の製造方法によれば、線径φが２００
〜５００μｍの範囲と比較的太く、しかも内部に空孔を
生じることなく３０〜６０℃の変態温度を保持し、優れ
た形状記憶特性を有するＴｉＮｉ系合金細線（紡糸線
材）を安価に製造することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係るＴｉＮｉ系形状記憶合
金細線を製造するための合金製造装置の基本構成を示す
ものである。
金細線を製造するための合金製造装置の基本構成を示す
ものである。
１ 円筒状ドラム ２ 回転軸 ３ 滑り軸受 ４ 流出防止板 ５ 液体層 ６ るつぼ ７ ノズル ８ 溶融金属ジェット ９ ＴｉＮｉＰｄ合金の溶湯 １０ モータ １１ 支持部材 １２ アルゴンガス導入管 １３ 加熱コイル
Claims (4)
- 【請求項１】 回転している円筒状ドラム内に遠心力に
よって冷却液体層を形成し、前記冷却液体層にＴｉＮｉ
系合金の溶湯をジェットとして噴射し、溶融金属を凝固
させるＴｉＮｉ系合金細線の製造方法において、前記Ｔ
ｉＮｉ系合金の溶湯として、Ｔｉが４９〜５１原子％、
残部が実質的にＮｉから成るＴｉＮｉ系合金のうち、Ｎ
ｉの一部をＰｄによって全体比で５〜１５原子％置換し
たＴｉＮｉＰｄ合金の溶湯を用いることによって、Ｔｉ
Ｎｉ系形状記憶合金としての特性を損なわない紡糸線材
を得ることを特徴とするＴｉＮｉ系形状記憶合金細線の
製造方法。 - 【請求項２】 回転する容器内に生じる遠心力により冷
却液体層を形成し、該冷却液体層にＴｉＮｉ系合金の溶
湯をジェット噴射して溶融金属を凝固させる溶融金属凝
固工程を含むＴｉＮｉ系形状記憶合金細線の製造方法に
おいて、Ｔｉを４９〜５１原子％，Ｐｄを５〜１５原子
％，残部Ｎｉより成るＴｉＮｉＰｄ合金を前記ＴｉＮｉ
系合金として用いて紡糸線材を得ることを特徴とするＴ
ｉＮｉ系形状記憶合金細線の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のＴｉＮｉ系形状記
憶合金細線の製造方法によって製造された紡糸線材。 - 【請求項４】 請求項３記載の紡糸線材において、摂氏
３０〜６０℃の変態温度を有し、且つ線径が５００μｍ
以下であることを特徴とする紡糸線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7383692A JPH05277663A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | ＴｉＮｉ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 |
|---|---|---|---|
| JP7383692A JPH05277663A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | ＴｉＮｉ系形状記憶合金細線及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05277663A true JPH05277663A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=13529626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7383692A Withdrawn JPH05277663A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | ＴｉＮｉ系形状記憶合金細線及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05277663A (ja) |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP7383692A patent/JPH05277663A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |