JPH0533086A - 合金細線及びその製造方法 - Google Patents
合金細線及びその製造方法Info
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- JPH0533086A JPH0533086A JP31932691A JP31932691A JPH0533086A JP H0533086 A JPH0533086 A JP H0533086A JP 31932691 A JP31932691 A JP 31932691A JP 31932691 A JP31932691 A JP 31932691A JP H0533086 A JPH0533086 A JP H0533086A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷間加工性が良く安価で高温作動機能を有す
る形状記憶合金の細線及びその製造方法を提供すること
にある。 【構成】 本発明の合金細線は、Ｐｄ：４５〜５１原子
％、残ＴｉからなるＴｉＰｄ合金において、前記Ｐｄの
一部をＷで１〜２０原子％置換したことである。また、
本発明の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と形成し、この液体層中
にＴｉＰｄＷ系合金の溶湯をジェットとして噴射し、前
記溶湯を凝固させ細線を得ることである。更に、本発明
の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、この液体層中にＴｉ
ＰｄＷＸ系合金（但し、ＸはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉから選択された少なくとも一種）の溶湯をジェ
ットとして噴射し、前記溶湯を凝固させることである。
る形状記憶合金の細線及びその製造方法を提供すること
にある。 【構成】 本発明の合金細線は、Ｐｄ：４５〜５１原子
％、残ＴｉからなるＴｉＰｄ合金において、前記Ｐｄの
一部をＷで１〜２０原子％置換したことである。また、
本発明の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と形成し、この液体層中
にＴｉＰｄＷ系合金の溶湯をジェットとして噴射し、前
記溶湯を凝固させ細線を得ることである。更に、本発明
の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、この液体層中にＴｉ
ＰｄＷＸ系合金（但し、ＸはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉから選択された少なくとも一種）の溶湯をジェ
ットとして噴射し、前記溶湯を凝固させることである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は約１００℃〜５００℃程
度の高温にて作動する高温型形状記憶合金材であるＴｉ
ＰｄＷ系及びＴｉＰｄＷＸ系（ＸはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉの少なくとも一種）の合金細線及びその
製造方法に関するものである。
度の高温にて作動する高温型形状記憶合金材であるＴｉ
ＰｄＷ系及びＴｉＰｄＷＸ系（ＸはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉの少なくとも一種）の合金細線及びその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、形状記憶効果を用いた形状記憶素
子の用途開発は着実に拡がり、最近では、アクチュエー
タ・ブラジャーから原子力用配管継ぎ手、岩石破砕機等
多岐の分野において実用に供されている。
子の用途開発は着実に拡がり、最近では、アクチュエー
タ・ブラジャーから原子力用配管継ぎ手、岩石破砕機等
多岐の分野において実用に供されている。
【０００３】この形状記憶効果は、熱弾性型マルテンサ
イト変態の逆変態に付随して起こる現象であることが確
かめられている。この形状記憶効果を示す合金として種
々の合金系が知られているが、その中で実用合金として
供しているのは、ＴｉＮｉ系合金及びＣｕＡｌＺｎ等Ｃ
ｕ基合金ぐらいである。しかし、これらの合金の形状回
復温度は、ＴｉＮｉ系合金でせいぜい１２０℃、Ｃｕ基
合金で１６０℃であり、使用温度範囲は当然この温度以
下に限定されてきた。このようなことから形状回復温度
の高い形状記憶合金材の開発が望まれてきた。
イト変態の逆変態に付随して起こる現象であることが確
かめられている。この形状記憶効果を示す合金として種
々の合金系が知られているが、その中で実用合金として
供しているのは、ＴｉＮｉ系合金及びＣｕＡｌＺｎ等Ｃ
ｕ基合金ぐらいである。しかし、これらの合金の形状回
復温度は、ＴｉＮｉ系合金でせいぜい１２０℃、Ｃｕ基
合金で１６０℃であり、使用温度範囲は当然この温度以
下に限定されてきた。このようなことから形状回復温度
の高い形状記憶合金材の開発が望まれてきた。
【０００４】この形状回復温度を高める手段として、Ｔ
ｉＰｄ合金を素子として用いることが研究されている。
等原子比組成ＴｉＰｄ合金は、５３０℃付近の温度で熱
弾性型マルテンサイト変態の逆変態に付随して形状記憶
効果を示すことが知られている。また、ＴｉＰｄ合金の
Ｐｄの一部をＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉで置換
した合金は、置換量に応じて形状回復温度が低下するこ
とが発見されている。このようにＴｉＰｄ系合金は比較
的低温かつ高温までの形状記憶材として非常に注目を浴
びてきているのである。最近の研究では、Ｐｄ量と形状
回復温度の関係および機械的性質について明らかにされ
つつあるが、未だ研究段階であり、工業的合金細線の製
造方法についての報告は皆無である。
ｉＰｄ合金を素子として用いることが研究されている。
等原子比組成ＴｉＰｄ合金は、５３０℃付近の温度で熱
弾性型マルテンサイト変態の逆変態に付随して形状記憶
効果を示すことが知られている。また、ＴｉＰｄ合金の
Ｐｄの一部をＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉで置換
した合金は、置換量に応じて形状回復温度が低下するこ
とが発見されている。このようにＴｉＰｄ系合金は比較
的低温かつ高温までの形状記憶材として非常に注目を浴
びてきているのである。最近の研究では、Ｐｄ量と形状
回復温度の関係および機械的性質について明らかにされ
つつあるが、未だ研究段階であり、工業的合金細線の製
造方法についての報告は皆無である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＴｉＰｄ合金が未だ研
究段階に留まっており、工業化に至っていないのは、大
きく２つの問題点があるからである。
究段階に留まっており、工業化に至っていないのは、大
きく２つの問題点があるからである。
【０００６】第１に、冷間加工性が著しく悪いことであ
る。即ち、ＴｉＰｄ系合金は金属間化合物であり、金属
間化合物特有の材料の脆さを有しているからである。従
来の形状記憶材であるＴｉＮｉ系合金も金属間化合物で
あり、難加工材であるにもかかわらず工業化できるのは
次のような理由が考えられる。つまり一般的に形状記憶
効果を示す合金は逆変態を示す温度（Ａｆ）近傍で冷間
加工性が良好であり、この温度（Ａｆ）を基準にして、
冷間加工時の温度との差が大きくなるにつれその加工性
が少しずつ低下する。ＴｉＮｉ合金の場合、形状回復温
度は室温近傍であり、冷間加工温度との差が大きくない
ことから冷間加工が可能となる。ところで、ＴｉＰｄ系
合金の形状回復温度（Ａｆ）は高いもので５００℃程度
もあることから、冷間加工温度との差が大きく冷間加工
性が低下しているため線材化が難しい。
る。即ち、ＴｉＰｄ系合金は金属間化合物であり、金属
間化合物特有の材料の脆さを有しているからである。従
来の形状記憶材であるＴｉＮｉ系合金も金属間化合物で
あり、難加工材であるにもかかわらず工業化できるのは
次のような理由が考えられる。つまり一般的に形状記憶
効果を示す合金は逆変態を示す温度（Ａｆ）近傍で冷間
加工性が良好であり、この温度（Ａｆ）を基準にして、
冷間加工時の温度との差が大きくなるにつれその加工性
が少しずつ低下する。ＴｉＮｉ合金の場合、形状回復温
度は室温近傍であり、冷間加工温度との差が大きくない
ことから冷間加工が可能となる。ところで、ＴｉＰｄ系
合金の形状回復温度（Ａｆ）は高いもので５００℃程度
もあることから、冷間加工温度との差が大きく冷間加工
性が低下しているため線材化が難しい。
【０００７】第２の問題点としてＴｉＰｄ系合金中のＰ
ｄが貴金属であり原料費が極めて高く、実用上の障害と
なっている。さらに第１の問題点とも関連するが、難加
工材であるＴｉＰｄ系合金は冷間加工を施すことにより
著しく硬化することが知られている。このため、従来の
ダイス引抜き法によって細線を製造する場合、繰り返し
不活性ガス雰囲気にて焼鈍する必要がある。よってＴｉ
Ｐｄ系合金の細線化に占める冷間加工コストは、トータ
ルコストの大部分を占めることになる。このようにＴｉ
Ｐｄ系合金の細線化に関しては高原料費、高加工費とい
う問題を抱えているため、現在のところ実用化に至って
いない。
ｄが貴金属であり原料費が極めて高く、実用上の障害と
なっている。さらに第１の問題点とも関連するが、難加
工材であるＴｉＰｄ系合金は冷間加工を施すことにより
著しく硬化することが知られている。このため、従来の
ダイス引抜き法によって細線を製造する場合、繰り返し
不活性ガス雰囲気にて焼鈍する必要がある。よってＴｉ
Ｐｄ系合金の細線化に占める冷間加工コストは、トータ
ルコストの大部分を占めることになる。このようにＴｉ
Ｐｄ系合金の細線化に関しては高原料費、高加工費とい
う問題を抱えているため、現在のところ実用化に至って
いない。
【０００８】そこで、本発明の技術的課題は、冷間加工
性が良く安価で高温作動機能を有する形状記憶合金の細
線及びその製造方法を提供することにある。
性が良く安価で高温作動機能を有する形状記憶合金の細
線及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、Ｐｄ：
４５〜５１原子％、残ＴｉからなるＴｉＰｄ合金におい
て前記Ｐｄの一部をＷで１〜２０原子％置換した組成を
有することを特徴とする合金細線が得られる。
４５〜５１原子％、残ＴｉからなるＴｉＰｄ合金におい
て前記Ｐｄの一部をＷで１〜２０原子％置換した組成を
有することを特徴とする合金細線が得られる。
【００１０】また、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ＴｉＰｄＷ
系合金の溶湯をジェットとして噴射し、前記溶湯を凝固
させることを特徴とする合金細線の製造方法が得られ
る。
心力により液体層を形成し、前記液体層中にＴｉＰｄＷ
系合金の溶湯をジェットとして噴射し、前記溶湯を凝固
させることを特徴とする合金細線の製造方法が得られ
る。
【００１１】更に、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ＴｉＰｄＷ
Ｘ系合金（但し、ＸはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉから選択された少なくとも一種）の溶湯をジェットと
して噴射し、前記溶湯を凝固させることを特徴とする合
金細線の製造方法が得られる。
心力により液体層を形成し、前記液体層中にＴｉＰｄＷ
Ｘ系合金（但し、ＸはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉから選択された少なくとも一種）の溶湯をジェットと
して噴射し、前記溶湯を凝固させることを特徴とする合
金細線の製造方法が得られる。
【００１２】本発明によれば、前記合金細線において前
記Ｐｄの３０原子％以下をＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉからなるグループから選択された少なくとも一
種の金属で置換したことを特徴とする合金細線が得られ
る。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ＴｉＰｄＷＸ系合金（但し、
ＸはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉからなるグルー
プから選択された少なくとも一種）の溶湯をジェットと
して噴射し、前記溶湯を凝固させることを特徴とする合
金細線の製造方法が得られる。
記Ｐｄの３０原子％以下をＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉからなるグループから選択された少なくとも一
種の金属で置換したことを特徴とする合金細線が得られ
る。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ＴｉＰｄＷＸ系合金（但し、
ＸはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉからなるグルー
プから選択された少なくとも一種）の溶湯をジェットと
して噴射し、前記溶湯を凝固させることを特徴とする合
金細線の製造方法が得られる。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の一実施例の合金細線及びその
製造方法を説明する。
製造方法を説明する。
【００１４】図１は本発明の一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。図１において、合
金細線製造装置は、一面が開口された円筒状ドラムと１
と、この円筒状ドラム１の他面の中心に一端を有する回
転軸２と、この回転軸２を回転可能に支持するすべり軸
受け３とを有する。
製造するための装置を示す図である。図１において、合
金細線製造装置は、一面が開口された円筒状ドラムと１
と、この円筒状ドラム１の他面の中心に一端を有する回
転軸２と、この回転軸２を回転可能に支持するすべり軸
受け３とを有する。
【００１５】また、このドラム１の縁には、中心軸２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１の内壁面の上には、ドラム１の回転による遠
心力により冷却用液体層５が形成されている。
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１の内壁面の上には、ドラム１の回転による遠
心力により冷却用液体層５が形成されている。
【００１６】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の中心かつ下方に向け
て配されている。るつぼ６の先端には、溶融紡糸のため
の噴射ノズル７が設けられ、このノズル７から溶融金属
ジェット８がドラムの液体層５に射出される。
ためのるつぼ６が、このドラム１の中心かつ下方に向け
て配されている。るつぼ６の先端には、溶融紡糸のため
の噴射ノズル７が設けられ、このノズル７から溶融金属
ジェット８がドラムの液体層５に射出される。
【００１７】また、このるつぼ６内には、ＴｉＰｄ系合
金の溶湯９が、加熱コイル１３により加熱されて生成さ
れる。このドラム１の回転軸２の他端は、モータ１０に
連結され、駆動される。
金の溶湯９が、加熱コイル１３により加熱されて生成さ
れる。このドラム１の回転軸２の他端は、モータ１０に
連結され、駆動される。
【００１８】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により支持されている。
調節可能に支持部材１１により支持されている。
【００１９】また、るつぼ６の上部には、合金溶湯９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。
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。
【００２０】このような構成の装置を用いて、以下のよ
うにＴｉＰｄＷ系合金細線を製造した。
うにＴｉＰｄＷ系合金細線を製造した。
【００２１】図１に示した回転ドラム１として、内径φ
５００mmで冷却用液体層５とした装置により、Ｐｄ：４
５〜５１原子％、残ＴｉからなるＴｉＰｄ合金において
Ｐｄの一部をＷで１〜２０原子％置換した合金及び前記
ＴｉＰｄＷ系合金のＰｄをさらにＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕで置換した組成を有する合金（実
施例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、溶湯９とする。アルゴンガスの導
入管を通してるつぼ６に導入するアルゴンガス圧を制御
して、種々の孔径５００μｍの紡糸用ノズル７から溶湯
９を深さ１０mmの液体層５に噴射した。このときのドラ
ム１の回転数は２００rpm であった。
５００mmで冷却用液体層５とした装置により、Ｐｄ：４
５〜５１原子％、残ＴｉからなるＴｉＰｄ合金において
Ｐｄの一部をＷで１〜２０原子％置換した合金及び前記
ＴｉＰｄＷ系合金のＰｄをさらにＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕで置換した組成を有する合金（実
施例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、溶湯９とする。アルゴンガスの導
入管を通してるつぼ６に導入するアルゴンガス圧を制御
して、種々の孔径５００μｍの紡糸用ノズル７から溶湯
９を深さ１０mmの液体層５に噴射した。このときのドラ
ム１の回転数は２００rpm であった。
【００２２】このようにして、得られた合金細線を石英
管中に真空封入し１０００℃で２時間溶体化後、水焼き
入れした試料について、示差捜査熱量径（ＤＳＣ）によ
り、マルテンサイト変態開始温度（Ｍｓ）の測定結果、
及び紡糸により得られた細線の酸素含有量の分析結果を
表１に示す。
管中に真空封入し１０００℃で２時間溶体化後、水焼き
入れした試料について、示差捜査熱量径（ＤＳＣ）によ
り、マルテンサイト変態開始温度（Ｍｓ）の測定結果、
及び紡糸により得られた細線の酸素含有量の分析結果を
表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】比較のために、従来法で作製した合金イン
ゴットの測定結果も表１に併記した（比較例１〜３）。
ゴットの測定結果も表１に併記した（比較例１〜３）。
【００２５】表１に示したように、本発明の紡糸法によ
って得られた線材は、従来よりもマルテンサイト変態開
始温度（Ｍｓ）が低く、優れた形状記憶特性を示すこと
がわかる。さらに、酸素含有量も合金インゴットに比較
して低くなっていることがわかる。
って得られた線材は、従来よりもマルテンサイト変態開
始温度（Ｍｓ）が低く、優れた形状記憶特性を示すこと
がわかる。さらに、酸素含有量も合金インゴットに比較
して低くなっていることがわかる。
【００２６】以上のことから、本発明法によってＴｉＰ
ｄＷ系形状記憶合金細線が溶湯９から直接得ることがで
きる。
ｄＷ系形状記憶合金細線が溶湯９から直接得ることがで
きる。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたごとく本発明によれば、高温
型形状記憶材であるＴｉＰｄＷ系合金細線が安価に製造
することが可能となった。
型形状記憶材であるＴｉＰｄＷ系合金細線が安価に製造
することが可能となった。
【図１】本発明の実施例に係るＴｉＰｄＷ系合金細線を
製造するための装置の概略図である。
製造するための装置の概略図である。
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
１１ 支持部材
１２ アルゴンガス導入管
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｐｄ：４５〜５１原子％、残Ｔｉからな
るＴｉＰｄ合金において、前記Ｐｄの一部をＷで１〜２
０原子％置換したことを特徴とする合金細線。 - 【請求項２】 請求項１記載の合金細線において、前記
Ｐｄの２０原子％以下をＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉからなるグループから選択された少なくとも一種の
金属で置換したことを特徴とする合金細線。 - 【請求項３】 回転している円筒状ドラム内に、遠心力
により液体層と形成し、前記液体層中にＴｉＰｄＷ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
細線を得ることを特徴とする合金細線の製造方法。 - 【請求項４】 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ＴｉＰｄＷＸ系
合金（但し、ＸはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉか
ら選択された少なくとも一種）の溶湯をジェットとして
噴射し、前記溶湯を凝固させることを特徴とする合金細
線の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14277191 | 1991-05-20 | ||
| JP3-142771 | 1991-05-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533086A true JPH0533086A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=15323207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31932691A Withdrawn JPH0533086A (ja) | 1991-05-20 | 1991-12-03 | 合金細線及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0533086A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014058711A (ja) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | National Institute For Materials Science | ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金及びその製造方法 |
| CN104831108A (zh) * | 2015-04-21 | 2015-08-12 | 常熟锐钛金属制品有限公司 | 一种高透氢性抗氧化的钛钯管 |
| CN106756377A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-31 | 中国石油大学(北京) | 一种W/TiNi记忆合金复合材料及其制备方法 |
| CN109112344A (zh) * | 2018-10-04 | 2019-01-01 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种具有线性超弹性的Pd-In-Fe类弹热制冷材料的制备方法 |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP31932691A patent/JPH0533086A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014058711A (ja) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | National Institute For Materials Science | ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金及びその製造方法 |
| CN104831108A (zh) * | 2015-04-21 | 2015-08-12 | 常熟锐钛金属制品有限公司 | 一种高透氢性抗氧化的钛钯管 |
| CN106756377A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-31 | 中国石油大学(北京) | 一种W/TiNi记忆合金复合材料及其制备方法 |
| CN109112344A (zh) * | 2018-10-04 | 2019-01-01 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种具有线性超弹性的Pd-In-Fe类弹热制冷材料的制备方法 |
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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: 19990311 |