JPH0617555B2 - 高弾性ばねの製造法 - Google Patents
高弾性ばねの製造法Info
- Publication number
- JPH0617555B2 JPH0617555B2 JP60081073A JP8107385A JPH0617555B2 JP H0617555 B2 JPH0617555 B2 JP H0617555B2 JP 60081073 A JP60081073 A JP 60081073A JP 8107385 A JP8107385 A JP 8107385A JP H0617555 B2 JPH0617555 B2 JP H0617555B2
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- Japan
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- spring
- coil
- heat
- temperature
- treated
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属間化合物Ｎi Ｔi を主成分とする合金から
なる高弾性ばねの製造法に関し、特に加工硬化した上記
合金の高弾性を損うことなく、寸法その他の経時変化を
低減したものである。
なる高弾性ばねの製造法に関し、特に加工硬化した上記
合金の高弾性を損うことなく、寸法その他の経時変化を
低減したものである。
［従来の技術］ Ｎi とＴi を原子比で約１対１の割合で含む金属間化合
物Ｎi Ｔi 及びそのＮi 又はＴi の一部をＡｌ、Ｆe 、
Ｃo 、Ｃr 、Ｖ、Ｐd 、Ｚr その他の金属で置換した合
金（以下Ｎi Ｔi 系合金と呼ぶ）は形状記憶効果や超弾
性などの特異な現象を示し、特に冷間加工により加工硬
化した状態では見かけの弾性限が非常に大きくなること
が知られている。このように弾性限が非常に大きいこと
はばねとして優れた特性であり、当然ばねとして使用す
ることが考えられるが、未だ実用化されていない。
物Ｎi Ｔi 及びそのＮi 又はＴi の一部をＡｌ、Ｆe 、
Ｃo 、Ｃr 、Ｖ、Ｐd 、Ｚr その他の金属で置換した合
金（以下Ｎi Ｔi 系合金と呼ぶ）は形状記憶効果や超弾
性などの特異な現象を示し、特に冷間加工により加工硬
化した状態では見かけの弾性限が非常に大きくなること
が知られている。このように弾性限が非常に大きいこと
はばねとして優れた特性であり、当然ばねとして使用す
ることが考えられるが、未だ実用化されていない。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記Ｎi Ｔi 系合金のばねとしての実用化を妨げている
理由は、寸法の経時変化である。即ち加工硬化したＮi
Ｔi 系合金では寸法の経時変化が大きく、コイルばねや
板材の成形ばねのように成形加工するものでは、室温又
は使用温度に放置すると、コイル径やその他の寸法が時
間と共に変化し、著しい場合はコイルばねの巻数まで変
化する。
理由は、寸法の経時変化である。即ち加工硬化したＮi
Ｔi 系合金では寸法の経時変化が大きく、コイルばねや
板材の成形ばねのように成形加工するものでは、室温又
は使用温度に放置すると、コイル径やその他の寸法が時
間と共に変化し、著しい場合はコイルばねの巻数まで変
化する。
ばねの特性は、例えばコイルばねのばね定数がコイル径
の３乗に比例し、板材を円弧状に成形したばねのたわみ
が曲率半径の３乗に比例するように、寸法に対して高次
の変化を示すものが多く、寸法の微細な変化がばね特性
が大きく左右する。このため寸法の経時変化はばねにと
って致命的な欠点である。
の３乗に比例し、板材を円弧状に成形したばねのたわみ
が曲率半径の３乗に比例するように、寸法に対して高次
の変化を示すものが多く、寸法の微細な変化がばね特性
が大きく左右する。このため寸法の経時変化はばねにと
って致命的な欠点である。
［問題点を解決するための手段］ 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、熱処理により寸法
その他の経時変化が低減することを知見し、更に検討の
結果、高弾性ばねの製造法を開発したもので、Ｎi Ｔi
系合金を冷間加工により加工硬化させた後、ばねに成形
し、しかる後５０〜１５０℃の温度範囲でばねの使用温
度より２０℃以上高い温度で熱処理することを特徴とす
るものである。
その他の経時変化が低減することを知見し、更に検討の
結果、高弾性ばねの製造法を開発したもので、Ｎi Ｔi
系合金を冷間加工により加工硬化させた後、ばねに成形
し、しかる後５０〜１５０℃の温度範囲でばねの使用温
度より２０℃以上高い温度で熱処理することを特徴とす
るものである。
［作 用］ 本発明は上記の如く、Ｎi Ｔi 系合金を冷間加工によっ
て加工硬化させることにより、合金の弾性限を高め、こ
れをばねに成形してから、５０〜１５０℃の温度範囲で
ばねの使用温度より２０℃以上高い温度で熱処理するこ
とにより、ばねを安定化させて形状回復に基づく経時変
化の小さい高弾性ばねの製造を可能にしたものである。
て加工硬化させることにより、合金の弾性限を高め、こ
れをばねに成形してから、５０〜１５０℃の温度範囲で
ばねの使用温度より２０℃以上高い温度で熱処理するこ
とにより、ばねを安定化させて形状回復に基づく経時変
化の小さい高弾性ばねの製造を可能にしたものである。
冷間加工による加工硬化の程度は、引張強さが１００kg
f ／mm2以上となるように加工することが望ましく、引
張強さの向上と共に弾性限も高くなる。またばねに成形
した後の熱処理では、ばねを治具に固定して５０〜１５
０℃の温度範囲でばねの使用温度より２０℃以上高い温
度で数分乃至数時間処理し、ばねを治具に固定しないで
熱処理する場合は、予め熱処理時の形状回復による寸法
変化を見込んでばねを成形する。
f ／mm2以上となるように加工することが望ましく、引
張強さの向上と共に弾性限も高くなる。またばねに成形
した後の熱処理では、ばねを治具に固定して５０〜１５
０℃の温度範囲でばねの使用温度より２０℃以上高い温
度で数分乃至数時間処理し、ばねを治具に固定しないで
熱処理する場合は、予め熱処理時の形状回復による寸法
変化を見込んでばねを成形する。
しかして成形したばねの熱処理温度が５０℃未満では経
時変化を十分に低減することができず、１５０℃を越え
るとばねの弾性限が低下する。
時変化を十分に低減することができず、１５０℃を越え
るとばねの弾性限が低下する。
尚ばねは通常室温で使用することが多いが、室温より高
い温度で使用する場合には、使用温度より２０℃以上高
い温度で熱処理する。
い温度で使用する場合には、使用温度より２０℃以上高
い温度で熱処理する。
［実施例］ 電解ニッケルとスポンジチタンを用いてＮi 56.5wt％、
残部Ｔi からなる合金を真空（10-5Ｔorr ）中で溶製
し、水冷鋳型に鋳造して円柱状の鋳塊とした。これを熱
間圧延、スエージングにより直径２mmの線材とし、これ
に冷間伸線と中間焼鈍を繰返し、直径 0.6mmの細線に仕
上げた。尚最終の伸線加工により細線の引張強さが１５
０kgf ／mm2となるように加工硬化させた。
残部Ｔi からなる合金を真空（10-5Ｔorr ）中で溶製
し、水冷鋳型に鋳造して円柱状の鋳塊とした。これを熱
間圧延、スエージングにより直径２mmの線材とし、これ
に冷間伸線と中間焼鈍を繰返し、直径 0.6mmの細線に仕
上げた。尚最終の伸線加工により細線の引張強さが１５
０kgf ／mm2となるように加工硬化させた。
次に上記細線を通常のコイル成形機によりコイル径 3.5
mmの密着コイルに成形し、種々の温度で１時間の熱処理
を施した。この熱処理において、成形したコイルを治具
に固定した場合はコイル径にほとんど変化が認められな
かったが、治具に固定しない場合は熱処理後のコイル径
が 5.0mmとなった。このように治具を使用しないで熱処
理する場合は、予め熱処理時の形状回復による寸法変化
を見込んでコイル成形を行なう必要がある。
mmの密着コイルに成形し、種々の温度で１時間の熱処理
を施した。この熱処理において、成形したコイルを治具
に固定した場合はコイル径にほとんど変化が認められな
かったが、治具に固定しない場合は熱処理後のコイル径
が 5.0mmとなった。このように治具を使用しないで熱処
理する場合は、予め熱処理時の形状回復による寸法変化
を見込んでコイル成形を行なう必要がある。
上記治具に固定して熱処理したコイルについて、荷重−
歪線図を測定した。これを第１図（a ）〜（f ）に示
す。（a ）は４０℃、（b ）は５０℃、（c ）は１００
℃、（d ）は１５０℃、（e ）は２００℃、（f ）は２
３０℃で熱処理したもので、図から明らかなように１５
０℃以下の温度で熱処理したコイルが２％程度の高い弾
性限を示すのに対し、２３０℃で熱処理したコイルは同
じ変形歪の変形に対して残留歪が見られ、明らかに弾性
特性の低下が認められる。
歪線図を測定した。これを第１図（a ）〜（f ）に示
す。（a ）は４０℃、（b ）は５０℃、（c ）は１００
℃、（d ）は１５０℃、（e ）は２００℃、（f ）は２
３０℃で熱処理したもので、図から明らかなように１５
０℃以下の温度で熱処理したコイルが２％程度の高い弾
性限を示すのに対し、２３０℃で熱処理したコイルは同
じ変形歪の変形に対して残留歪が見られ、明らかに弾性
特性の低下が認められる。
次に熱処理を施さない成形のままのコイルと上記治具に
固定して熱処理したコイルを室温と６５℃の温度に放置
し、コイル径を連続的に２日間測定した。その結果、室
温では成形のままのコイル及び４０℃で熱処理したコイ
ルにはわずかであるが、寸法変化が認められたが、５０
℃以上で熱処理したコイルには寸法変化が全く認められ
なかった。また６５℃の温度では成形のままのコイル及
び４０℃と５０℃で熱処理したコイルにはわずかである
が寸法変化が認められたが、１００℃以上で熱処理した
コイルには寸法変化が全く認められなかった。
固定して熱処理したコイルを室温と６５℃の温度に放置
し、コイル径を連続的に２日間測定した。その結果、室
温では成形のままのコイル及び４０℃で熱処理したコイ
ルにはわずかであるが、寸法変化が認められたが、５０
℃以上で熱処理したコイルには寸法変化が全く認められ
なかった。また６５℃の温度では成形のままのコイル及
び４０℃と５０℃で熱処理したコイルにはわずかである
が寸法変化が認められたが、１００℃以上で熱処理した
コイルには寸法変化が全く認められなかった。
これ等の結果から加工硬化したＮi Ｔi 系合金で成形し
たばねを５０〜１５０℃の温度範囲でばねの使用温度よ
り２０℃以上高い温度で熱処理すれば、加工硬化したＮ
i Ｔi 系合金の弾性特性を損うことなく、形状回復に基
づく寸法の経時変化の起きない高性能ばねが得られるこ
とが判る。
たばねを５０〜１５０℃の温度範囲でばねの使用温度よ
り２０℃以上高い温度で熱処理すれば、加工硬化したＮ
i Ｔi 系合金の弾性特性を損うことなく、形状回復に基
づく寸法の経時変化の起きない高性能ばねが得られるこ
とが判る。
尚治具に固定して熱処理したばねについて説明したが、
治具に固定しないで熱処理したばねもほぼ同様の結果を
示した。
治具に固定しないで熱処理したばねもほぼ同様の結果を
示した。
［発明の効果］ このように本発明によれば、Ｎi Ｔi 系合金からなる高
性能ばねの製造が可能となり、各種機器に使用し、その
性能を一段と向上させることができる顕著な効果を奏す
るものである。
性能ばねの製造が可能となり、各種機器に使用し、その
性能を一段と向上させることができる顕著な効果を奏す
るものである。
第１図（a ）〜（f ）は加工硬化したＮi Ｔi 系合金を
成形後、熱処理したばねの荷重−歪線図で、（a ）は４
０℃、（b ）は５０℃、（c ）は１００℃、（d ）は１
５０℃、（e ）は２００℃、（f ）は２３０℃で熱処理
したばねの荷重−歪線図である。
成形後、熱処理したばねの荷重−歪線図で、（a ）は４
０℃、（b ）は５０℃、（c ）は１００℃、（d ）は１
５０℃、（e ）は２００℃、（f ）は２３０℃で熱処理
したばねの荷重−歪線図である。
Claims (1)
- 【請求項１】金属間化合物ＮｉＴｉを主成分とする合金
を冷間加工により加工硬化させた後、ばねに成形し、し
かる後50〜 150℃の温度範囲でばねの使用温度より20℃
以上高い温度で熱処理することを特徴とする高弾性ばね
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60081073A JPH0617555B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 高弾性ばねの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60081073A JPH0617555B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 高弾性ばねの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238951A JPS61238951A (ja) | 1986-10-24 |
| JPH0617555B2 true JPH0617555B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=13736212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60081073A Expired - Lifetime JPH0617555B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 高弾性ばねの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617555B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2547200B2 (ja) * | 1986-11-06 | 1996-10-23 | 古河電気工業株式会社 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金コイルばねの製造法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58161753A (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-26 | Kazuhiro Otsuka | Ｔｉ−Ｎｉ系超弾性材料の製造方法 |
| JPH0665741B2 (ja) * | 1983-04-05 | 1994-08-24 | 古河電気工業株式会社 | 超弾性ＮｉＴｉ合金の製造方法 |
-
1985
- 1985-04-16 JP JP60081073A patent/JPH0617555B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61238951A (ja) | 1986-10-24 |
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