JPH07124715A - ＴｉＮｉ系形状記憶合金細線の製造方法 - Google Patents
ＴｉＮｉ系形状記憶合金細線の製造方法Info
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- JPH07124715A JPH07124715A JP29443193A JP29443193A JPH07124715A JP H07124715 A JPH07124715 A JP H07124715A JP 29443193 A JP29443193 A JP 29443193A JP 29443193 A JP29443193 A JP 29443193A JP H07124715 A JPH07124715 A JP H07124715A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 径が２００μｍ以上のＴｉＮｉ系形状記憶合
金細線を回転液中紡糸法によって細線内部に空孔を生じ
ないように作製する方法を供する。 【構成】 ＴｉＮｉ系合金のＮｉを熱伝導率が１００Ｗ
／ｍＫ以上の元素によって１０％以上置換し、熱伝導率
が７０Ｗ／ｍＫ以上のＴｉＮｉ系合金溶湯を使用する。
金細線を回転液中紡糸法によって細線内部に空孔を生じ
ないように作製する方法を供する。 【構成】 ＴｉＮｉ系合金のＮｉを熱伝導率が１００Ｗ
／ｍＫ以上の元素によって１０％以上置換し、熱伝導率
が７０Ｗ／ｍＫ以上のＴｉＮｉ系合金溶湯を使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バネ材やアクチュエー
タなどに用いられるＴｉＮｉ系形状記憶合金細線の製造
方法に関するものである。
タなどに用いられるＴｉＮｉ系形状記憶合金細線の製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉＮｉ系形状記憶合金は、通常、溶解
鋳造後熱間加工によって、直径５〜１０ｍｍに加工され
た後、ダイス引き等の冷間加工によって所定の寸法に加
工される。この際ＴｉＮｉ系合金線は、加工硬化が激し
いために、繰り返し焼鈍を要する。このため、冷間加工
に要する費用は、ＴｉＮｉ系合金線のコストの大部分を
占めるという問題がある。
鋳造後熱間加工によって、直径５〜１０ｍｍに加工され
た後、ダイス引き等の冷間加工によって所定の寸法に加
工される。この際ＴｉＮｉ系合金線は、加工硬化が激し
いために、繰り返し焼鈍を要する。このため、冷間加工
に要する費用は、ＴｉＮｉ系合金線のコストの大部分を
占めるという問題がある。
【０００３】最近の研究は、溶融金属から合金細線を製
造する方法として、いくつかの方法が提案されている。
その一つとして、回転液中紡糸法がある。この紡糸法
は、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溶融した金属を噴
射し、凝固させて断面円形である金属の連続細線を製造
する方法で、その技術は特開昭５５−６４９４８号に開
示されている。
造する方法として、いくつかの方法が提案されている。
その一つとして、回転液中紡糸法がある。この紡糸法
は、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溶融した金属を噴
射し、凝固させて断面円形である金属の連続細線を製造
する方法で、その技術は特開昭５５−６４９４８号に開
示されている。
【０００４】また、ＴｉＮｉ系形状記憶合金細線を、こ
の方法で製造する技術も特開昭５９−４９８４号に開示
されている。
の方法で製造する技術も特開昭５９−４９８４号に開示
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
回転液中紡糸法では、断面が円形の金属細線が容易に得
られるが、この紡糸法によって製造されたＴｉＮｉ系合
金細線は、線径がφ２００μｍ以上の比較的太い細線に
おいては合金細線内部に空孔が生じ、実用上不適当であ
る。そのため、線径がφ２００μｍ以上の合金細線を得
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。この様な理由で、上記紡糸法によって
線材を得ようとする場合には、その適用範囲がφ２００
μｍ以下の極細線に限られていた。
回転液中紡糸法では、断面が円形の金属細線が容易に得
られるが、この紡糸法によって製造されたＴｉＮｉ系合
金細線は、線径がφ２００μｍ以上の比較的太い細線に
おいては合金細線内部に空孔が生じ、実用上不適当であ
る。そのため、線径がφ２００μｍ以上の合金細線を得
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。この様な理由で、上記紡糸法によって
線材を得ようとする場合には、その適用範囲がφ２００
μｍ以下の極細線に限られていた。
【０００６】そこで、本発明の技術的課題は、ＴｉＮｉ
系形状記憶合金細線が上記紡糸法で製造されてもＴｉＮ
ｉ系形状記憶合金としての特性を損なわず、φ５００μ
ｍまでの比較的線径の太い領域でも内部に空孔が生じな
いＴｉＮｉ系形状記憶合金細線を得ようとするものであ
る。
系形状記憶合金細線が上記紡糸法で製造されてもＴｉＮ
ｉ系形状記憶合金としての特性を損なわず、φ５００μ
ｍまでの比較的線径の太い領域でも内部に空孔が生じな
いＴｉＮｉ系形状記憶合金細線を得ようとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】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させ、前記冷
却液体層中に溶融金属を噴射し、凝固させてＴｉＮｉ系
合金細線を製造するに際し、ＴｉＮｉ系合金の溶湯組成
について、Ｎｉの一部を、０℃の熱伝導率が１００Ｗ／
ｍＫ以上であるＸで示される元素によって１０ａｔ％以
上置換したＴｉＮｉＸ合金を用いることで、φ２００ｍ
ｍ以上φ５００μｍまでの比較的線径の太い領域の細線
においても内部に空孔が生ぜず、ＴｉＮｉ系形状記憶合
金としての優れた形状記憶特性を有したＴｉＮｉ系形状
記憶合金細線が得られる。
ム内に、遠心力によって冷却液体層を形成させ、前記冷
却液体層中に溶融金属を噴射し、凝固させてＴｉＮｉ系
合金細線を製造するに際し、ＴｉＮｉ系合金の溶湯組成
について、Ｎｉの一部を、０℃の熱伝導率が１００Ｗ／
ｍＫ以上であるＸで示される元素によって１０ａｔ％以
上置換したＴｉＮｉＸ合金を用いることで、φ２００ｍ
ｍ以上φ５００μｍまでの比較的線径の太い領域の細線
においても内部に空孔が生ぜず、ＴｉＮｉ系形状記憶合
金としての優れた形状記憶特性を有したＴｉＮｉ系形状
記憶合金細線が得られる。
【０００８】
【作用】回転液中紡糸法によってＴｉＮｉ系形状記憶合
金細線を得る場合、線径がφ２００μｍ程度以上の合金
細線を得ようとするとこの合金細線の内部に空孔が生じ
てしまう。そこで、ＴｉＮｉ系合金のＮｉの一部を０℃
の熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の元素によって置き換
え、この置き換えた元素をＸで示してＴｉＮｉＸ系合金
として表される合金の熱伝導率をＴｉＮｉ系合金よりも
大きくすることによって、細線内部に空孔が発生するの
を抑えることができる。具体的には、ＴｉＮｉＸ系合金
の組成比を熱伝導率７０Ｗ／ｍＫ以上となるように選ん
でも、細線内部に発生する空孔を抑えることができる。
金細線を得る場合、線径がφ２００μｍ程度以上の合金
細線を得ようとするとこの合金細線の内部に空孔が生じ
てしまう。そこで、ＴｉＮｉ系合金のＮｉの一部を０℃
の熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の元素によって置き換
え、この置き換えた元素をＸで示してＴｉＮｉＸ系合金
として表される合金の熱伝導率をＴｉＮｉ系合金よりも
大きくすることによって、細線内部に空孔が発生するの
を抑えることができる。具体的には、ＴｉＮｉＸ系合金
の組成比を熱伝導率７０Ｗ／ｍＫ以上となるように選ん
でも、細線内部に発生する空孔を抑えることができる。
【０００９】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】図１は、本発明の実施例に関わる合金細線
を製造する装置を示す図である。
を製造する装置を示す図である。
【００１１】図１において、合金製造装置は、一面が開
口された円筒状ドラム１（以下ドラムと記す）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
回転軸２を回転可能とする滑り軸受け３とを有する。
口された円筒状ドラム１（以下ドラムと記す）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
回転軸２を回転可能とする滑り軸受け３とを有する。
【００１２】また、このドラム１の縁には、中心軸に向
かう方向に沿う面を有する流出防止板４が設けられ、こ
のドラムの内壁面の上には、ドラムの回転による遠心力
によって液体層５が形成されている。
かう方向に沿う面を有する流出防止板４が設けられ、こ
のドラムの内壁面の上には、ドラムの回転による遠心力
によって液体層５が形成されている。
【００１３】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の中心から下方に延在
して配されている。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、このノズルから溶融金属
ジェット８が、ドラムの冷却液体層５に噴射される。ま
た、このるつぼ内には、合金の溶湯９が、加熱コイル１
３により生成される。
ためのるつぼ６が、このドラム１の中心から下方に延在
して配されている。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、このノズルから溶融金属
ジェット８が、ドラムの冷却液体層５に噴射される。ま
た、このるつぼ内には、合金の溶湯９が、加熱コイル１
３により生成される。
【００１４】このドラムの回転軸２の他端は、モータ１
０に接続され、駆動される。
０に接続され、駆動される。
【００１５】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。この
ような構成の装置を用いて、以下のようにしてＴｉＮｉ
系合金細線を製造した。
調節可能に、支持部材１１により支持されている。この
ような構成の装置を用いて、以下のようにしてＴｉＮｉ
系合金細線を製造した。
【００１６】図１に示した回転ドラム１として、内径φ
５００ｍｍで内部に冷却液体層５を形成した装置によ
り、Ｔｉが４９〜５１原子％で、残部が実質的にＮｉか
らなる組成を有するＴｉＮｉ系合金において、Ｎｉの一
部を０℃の熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上である元素で
置換したＴｉＮｉＸ合金（ＸはＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉ
ｒ、Ｗ、ＢｅおよびＭｏを示す）をアルゴン雰囲気中で
溶解し、合金の溶湯９とする。アルゴンガス導入管１２
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、口径φ５００μｍの紡糸用噴射ノズル７か
ら合金の溶湯９を深さ１０ｍｍの冷却液体層５に噴射し
た。
５００ｍｍで内部に冷却液体層５を形成した装置によ
り、Ｔｉが４９〜５１原子％で、残部が実質的にＮｉか
らなる組成を有するＴｉＮｉ系合金において、Ｎｉの一
部を０℃の熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上である元素で
置換したＴｉＮｉＸ合金（ＸはＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉ
ｒ、Ｗ、ＢｅおよびＭｏを示す）をアルゴン雰囲気中で
溶解し、合金の溶湯９とする。アルゴンガス導入管１２
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、口径φ５００μｍの紡糸用噴射ノズル７か
ら合金の溶湯９を深さ１０ｍｍの冷却液体層５に噴射し
た。
【００１７】このようにして得られた合金細線を、石英
管中に真空封入して１０００℃で２時間溶体化後、水焼
き入れした。この試料について、マルテンサイト相にお
いて４％歪を加えて後、母相へと加熱したときの発生荷
重、及び紡糸により得られた細線内部の空孔の有無を表
１に示す。比較のために、紡糸により得られたＴｉＮｉ
合金細線、及びＴｉＮｉ合金のＮｉの一部を０℃の熱伝
導率＝８３．５Ｗ／ｍＫである元素Ｆｅで置換したＴｉ
ＮｉＦｅ合金細線の発生荷重、及び内部の空孔の有無も
表１に併記した。なお、表１において試料Ｎｏ．１６の
ＴｉＮｉ合金線の発生荷重はバルク材についての値を１
と規格化して表記している。また内部の空孔の有無は回
転液中紡糸法によって得たものの評価であり、空孔の存
在が認められる。
管中に真空封入して１０００℃で２時間溶体化後、水焼
き入れした。この試料について、マルテンサイト相にお
いて４％歪を加えて後、母相へと加熱したときの発生荷
重、及び紡糸により得られた細線内部の空孔の有無を表
１に示す。比較のために、紡糸により得られたＴｉＮｉ
合金細線、及びＴｉＮｉ合金のＮｉの一部を０℃の熱伝
導率＝８３．５Ｗ／ｍＫである元素Ｆｅで置換したＴｉ
ＮｉＦｅ合金細線の発生荷重、及び内部の空孔の有無も
表１に併記した。なお、表１において試料Ｎｏ．１６の
ＴｉＮｉ合金線の発生荷重はバルク材についての値を１
と規格化して表記している。また内部の空孔の有無は回
転液中紡糸法によって得たものの評価であり、空孔の存
在が認められる。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１から分かるように、ＴｉＮｉＸ合金
（ＸはＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｗ、ＢｅおよびＭｏ）
のＸ置換量が１０ａｔ％未満のときは内部空孔を有する
線材となっているが、Ｘ置換量を１０ａｔ％とすること
で内部空孔が消滅している。この内部空孔の無いＴｉＮ
ｉＸ合金の熱伝導率は全て７０Ｗ／ｍＫ以上であった。
即ち、熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫであるＴｉＮｉ系合金の
Ｎｉの一部を、０℃の熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上で
ある元素で置換し、合金全体の熱伝導率が７０Ｗ／ｍＫ
以上のとき、内部空孔の無い線材が得られることがわか
った。また、母相における発生荷重もＴｉＮｉ２元系合
金とほぼ同等であり、優れた形状記憶特性を有してい
る。
（ＸはＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｗ、ＢｅおよびＭｏ）
のＸ置換量が１０ａｔ％未満のときは内部空孔を有する
線材となっているが、Ｘ置換量を１０ａｔ％とすること
で内部空孔が消滅している。この内部空孔の無いＴｉＮ
ｉＸ合金の熱伝導率は全て７０Ｗ／ｍＫ以上であった。
即ち、熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫであるＴｉＮｉ系合金の
Ｎｉの一部を、０℃の熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上で
ある元素で置換し、合金全体の熱伝導率が７０Ｗ／ｍＫ
以上のとき、内部空孔の無い線材が得られることがわか
った。また、母相における発生荷重もＴｉＮｉ２元系合
金とほぼ同等であり、優れた形状記憶特性を有してい
る。
【００２０】これに対し、０℃の熱伝導率＝８３．５で
あるＦｅでＮｉの一部を置換したＴｉＮｉＦｅ合金は、
置換量が１０ａｔ％でも内部空孔を有する線材となって
おり、このときの合金全体の熱伝導率は５６Ｗ／ｍＫで
あり、７０Ｗ／ｍＫ以下となっている。加えて、発生荷
重も低くなっている。この発生荷重が低くなった原因
は、線材内部の空孔のために断面積が減少したためであ
ると考えられる。
あるＦｅでＮｉの一部を置換したＴｉＮｉＦｅ合金は、
置換量が１０ａｔ％でも内部空孔を有する線材となって
おり、このときの合金全体の熱伝導率は５６Ｗ／ｍＫで
あり、７０Ｗ／ｍＫ以下となっている。加えて、発生荷
重も低くなっている。この発生荷重が低くなった原因
は、線材内部の空孔のために断面積が減少したためであ
ると考えられる。
【００２１】表１に示したように、本発明によって得ら
れた線径φ５００μｍの線材は、従来の線材と比較し
て、熱伝導率が１００以上である元素でＮｉの一部を置
換したことによってφ５００μｍまで内部空孔が生ぜ
ず、優れた形状記憶特性を有した細線が得られる。
れた線径φ５００μｍの線材は、従来の線材と比較し
て、熱伝導率が１００以上である元素でＮｉの一部を置
換したことによってφ５００μｍまで内部空孔が生ぜ
ず、優れた形状記憶特性を有した細線が得られる。
【００２２】又、本発明によって、φ５００μｍのＴｉ
Ｎｉ系形状記憶合金細線が溶湯から直接得ることが出来
たことになる。
Ｎｉ系形状記憶合金細線が溶湯から直接得ることが出来
たことになる。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたごとく本発明によれば、φ２
００μｍ以上φ５００μｍまでの比較的線径の太い合金
細線において、内部に空孔が生ぜずに、ＴｉＮｉ系形状
記憶合金としての特性を損なわず、優れた形状記憶合金
特性を有したＴｉＮｉ系合金細線を安価に製造すること
が可能となった。
００μｍ以上φ５００μｍまでの比較的線径の太い合金
細線において、内部に空孔が生ぜずに、ＴｉＮｉ系形状
記憶合金としての特性を損なわず、優れた形状記憶合金
特性を有したＴｉＮｉ系合金細線を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わるＴｉＮｉ系合金細線を
製造するための装置の構成の概略を示す断面図である。
製造するための装置の構成の概略を示す断面図である。
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 １３ 加熱コイル
Claims (1)
- 【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
系合金の溶湯を噴射し凝固させるＴｉＮｉ系合金細線の
製造方法において、前記ＴｉＮｉ系合金の溶湯は、Ｔｉ
が４９〜５１原子％で、残部が実質的にＮｉからなる基
本組成を有し、０℃の熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の
元素によってＮｉの一部が１０ａｔ％以上置換されたＴ
ｉＮｉ系合金からなることを特徴とするＴｉＮｉ系形状
記憶合金細線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29443193A JPH07124715A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | ＴｉＮｉ系形状記憶合金細線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29443193A JPH07124715A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | ＴｉＮｉ系形状記憶合金細線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07124715A true JPH07124715A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17807682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29443193A Pending JPH07124715A (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | ＴｉＮｉ系形状記憶合金細線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07124715A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08320280A (ja) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Tokin Corp | 超弾性合金材の疵検査装置及びその検査方法 |
| WO2002004688A1 (en) * | 2000-07-07 | 2002-01-17 | Bio-Smart, Ltd. | Ti-Ni-Cu-Mo SHAPE MEMORY ALLOYS |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP29443193A patent/JPH07124715A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08320280A (ja) * | 1995-05-25 | 1996-12-03 | Tokin Corp | 超弾性合金材の疵検査装置及びその検査方法 |
| WO2002004688A1 (en) * | 2000-07-07 | 2002-01-17 | Bio-Smart, Ltd. | Ti-Ni-Cu-Mo SHAPE MEMORY ALLOYS |
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