JPH07316682A - 形状記憶合金の製造法 - Google Patents
形状記憶合金の製造法Info
- Publication number
- JPH07316682A JPH07316682A JP10665794A JP10665794A JPH07316682A JP H07316682 A JPH07316682 A JP H07316682A JP 10665794 A JP10665794 A JP 10665794A JP 10665794 A JP10665794 A JP 10665794A JP H07316682 A JPH07316682 A JP H07316682A
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- memory alloy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸素含有量を低減させ、冷間加工時の割れや
折損の発生を抑止する。 【構成】 溶湯中に、Ｎｉとの合金としてＣａを添加し
て脱酸する。残存Ｃａは１００ｐｐｍ以下になるように
し、鋳処理中の酸素含有量は０．０６％以下とする。
折損の発生を抑止する。 【構成】 溶湯中に、Ｎｉとの合金としてＣａを添加し
て脱酸する。残存Ｃａは１００ｐｐｍ以下になるように
し、鋳処理中の酸素含有量は０．０６％以下とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、形状記憶合金の製造
法に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、
酸素含有量を低減させ、冷間加工時の割れの発生を抑止
した高品質のＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造法と、この
方法により得られた形状記憶合金に関するものである。
法に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、
酸素含有量を低減させ、冷間加工時の割れの発生を抑止
した高品質のＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造法と、この
方法により得られた形状記憶合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、各種の組成を有す
る形状記憶材料が知られており、温度センサー機能を具
備したアクチュエーター等として各種の開閉装置等にそ
の使用が試みられ、一部において実用化も図られてい
る。この形状記憶材料は、温度変化にともなう変態によ
って外部作用力としての発生力が生じるという特徴を有
している。
る形状記憶材料が知られており、温度センサー機能を具
備したアクチュエーター等として各種の開閉装置等にそ
の使用が試みられ、一部において実用化も図られてい
る。この形状記憶材料は、温度変化にともなう変態によ
って外部作用力としての発生力が生じるという特徴を有
している。
【０００３】すなわち、たとえば高温の母相状態から低
温のマルテンサイトに変態する時の変態開始温度（Ｍ
ｓ）とその終了温度（Ｍｆ）との間では、温度変化とと
もに発生力が大きく変化する。また同様に、マルテンサ
イトからより高温の母相状態に変態する場合にも、その
開始温度（Ａｓ）から終了温度（Ａｆ）までの間には、
発生力が大きく変化する。
温のマルテンサイトに変態する時の変態開始温度（Ｍ
ｓ）とその終了温度（Ｍｆ）との間では、温度変化とと
もに発生力が大きく変化する。また同様に、マルテンサ
イトからより高温の母相状態に変態する場合にも、その
開始温度（Ａｓ）から終了温度（Ａｆ）までの間には、
発生力が大きく変化する。
【０００４】この発生力の温度勾配を有効に利用しよう
として、これまでにも各種の応用が検討され、実用化も
進められている。この形状記憶合金としては、その代表
的なものとしては、ＮｉおよびＴｉを主成分とするＮｉ
Ｔｉ系の形状記憶合金が知られている。形状記憶合金の
変態特性は大変に興味深く、実用的にも価値のあるもの
であるが、近年の検討の結果からは、合金中への酸素含
有量が高くなると、冷間加工時に割れが発生しやすく、
折損が生じやすいという問題があった。
として、これまでにも各種の応用が検討され、実用化も
進められている。この形状記憶合金としては、その代表
的なものとしては、ＮｉおよびＴｉを主成分とするＮｉ
Ｔｉ系の形状記憶合金が知られている。形状記憶合金の
変態特性は大変に興味深く、実用的にも価値のあるもの
であるが、近年の検討の結果からは、合金中への酸素含
有量が高くなると、冷間加工時に割れが発生しやすく、
折損が生じやすいという問題があった。
【０００５】このような問題を解消するためには、脱酸
処理することが考えられるが、実際には、ＮｉＴｉ系形
状記憶合金には酸素との親和力の強いＴｉ元素を多量に
含んでいるため、脱酸は極めて困難であった。そこで、
この発明は、以上の通りの従来技術の欠点を解消し、酸
素含有量を効果的に低減させ、冷間加工時の割れ、折損
の発生を抑止することのできる、新しいＮｉＴｉ系形状
記憶合金の製造法を提供することを目的としている。
処理することが考えられるが、実際には、ＮｉＴｉ系形
状記憶合金には酸素との親和力の強いＴｉ元素を多量に
含んでいるため、脱酸は極めて困難であった。そこで、
この発明は、以上の通りの従来技術の欠点を解消し、酸
素含有量を効果的に低減させ、冷間加工時の割れ、折損
の発生を抑止することのできる、新しいＮｉＴｉ系形状
記憶合金の製造法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、ＮｉおよびＴｉを主成分とする
ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造において、原料溶解時に
Ｎｉとの合金としてＣａを添加して脱酸することを特徴
とする形状記憶合金の製造法を提供する。また、この発
明は、上記の製造法において、鋳塊中でのＣａの残存は
１００ｐｐｍ以下となるようにＮｉ−Ｃａ合金を添加
し、酸素含有量を０．０６重量％以下にまで脱酸するこ
とや、このＮｉ−Ｃａ合金は、メルトダウン後に添加す
ることをその態様の一つとしてもいる。
を解決するものとして、ＮｉおよびＴｉを主成分とする
ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造において、原料溶解時に
Ｎｉとの合金としてＣａを添加して脱酸することを特徴
とする形状記憶合金の製造法を提供する。また、この発
明は、上記の製造法において、鋳塊中でのＣａの残存は
１００ｐｐｍ以下となるようにＮｉ−Ｃａ合金を添加
し、酸素含有量を０．０６重量％以下にまで脱酸するこ
とや、このＮｉ−Ｃａ合金は、メルトダウン後に添加す
ることをその態様の一つとしてもいる。
【０００７】そして、この発明は、上記の製造法により
製造されたＮｉＴｉ系形状記憶合金をも提供する。さら
に詳しくこの発明の製造法について説明すると、この発
明では、ＮｉおよびＴｉを主成分とするＮｉＴｉ系形状
記憶合金の製造において、その溶解時にＮｉとの合金と
してＣａを添加して脱酸するが、この場合の合金組成に
ついては、主成分としてのＮｉおよびＴｉ、たとえば、
一般的には、その重量％においてＮｉ：５４．０〜５
６．５％、残部がＴｉおよび不可避的不純物からなるも
のがその代表的なものとして考慮される。そして、さら
に必要に応じて、０．１〜２重量％程度の割合において
Ｃｏ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ等が添加された組成の合金
がこの発明の対象となる。
製造されたＮｉＴｉ系形状記憶合金をも提供する。さら
に詳しくこの発明の製造法について説明すると、この発
明では、ＮｉおよびＴｉを主成分とするＮｉＴｉ系形状
記憶合金の製造において、その溶解時にＮｉとの合金と
してＣａを添加して脱酸するが、この場合の合金組成に
ついては、主成分としてのＮｉおよびＴｉ、たとえば、
一般的には、その重量％においてＮｉ：５４．０〜５
６．５％、残部がＴｉおよび不可避的不純物からなるも
のがその代表的なものとして考慮される。そして、さら
に必要に応じて、０．１〜２重量％程度の割合において
Ｃｏ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ等が添加された組成の合金
がこの発明の対象となる。
【０００８】このような形状記憶合金には、その原料、
および製造過程に由来して酸素が含有され、その含有量
が高くなって、０．０６重量％以上程度の割合になる
と、組織に析出物の分布が顕著になり、冷間加工による
割れや曲げ折損の発生が避けられない状態いなる。そこ
で、この発明では、原料溶解時にＮｉ−Ｃａ合金として
Ｃａを添加する。通常、ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造
では、Ｎｉ，Ｔｉその他の原料、あるいはリサイクル原
料が真空溶解され、メルトダウンの後に炉中に保持し、
鋳造、冷却している。Ｎｉ−Ｃａの合金は、この鋳造ま
での溶解過程において添加する。また、より好ましく
は、メルトダウン後にこのＮｉ−Ｃａ合金を添加する。
この時、雰囲気はアルゴン等の不活性ガス雰囲気とする
のが好適でもある。
および製造過程に由来して酸素が含有され、その含有量
が高くなって、０．０６重量％以上程度の割合になる
と、組織に析出物の分布が顕著になり、冷間加工による
割れや曲げ折損の発生が避けられない状態いなる。そこ
で、この発明では、原料溶解時にＮｉ−Ｃａ合金として
Ｃａを添加する。通常、ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造
では、Ｎｉ，Ｔｉその他の原料、あるいはリサイクル原
料が真空溶解され、メルトダウンの後に炉中に保持し、
鋳造、冷却している。Ｎｉ−Ｃａの合金は、この鋳造ま
での溶解過程において添加する。また、より好ましく
は、メルトダウン後にこのＮｉ−Ｃａ合金を添加する。
この時、雰囲気はアルゴン等の不活性ガス雰囲気とする
のが好適でもある。
【０００９】Ｎｉ−Ｃａ合金については、鋳造後のＣａ
残量が１００ｐｐｍ以下となる割合で添加するのが好ま
しい。１００ｐｐｍを超える場合には、形状記憶合金の
変態特性そのものに好ましくない影響を及ぼすことにな
る。なお、金属Ｃａは、そのままでは飛散してしまうた
め、溶湯中に入り込み難く脱酸効率が悪い。このため、
Ｎｉとの合金として添加するのがよい。一般的には、溶
湯へのＣａ添加は、０．７重量未満の割合となるように
するのが好ましい。そして、合金の組成としては、Ｃａ
が１０％未満程度のＮｉ−Ｃａ合金とするのが好まし
い。
残量が１００ｐｐｍ以下となる割合で添加するのが好ま
しい。１００ｐｐｍを超える場合には、形状記憶合金の
変態特性そのものに好ましくない影響を及ぼすことにな
る。なお、金属Ｃａは、そのままでは飛散してしまうた
め、溶湯中に入り込み難く脱酸効率が悪い。このため、
Ｎｉとの合金として添加するのがよい。一般的には、溶
湯へのＣａ添加は、０．７重量未満の割合となるように
するのが好ましい。そして、合金の組成としては、Ｃａ
が１０％未満程度のＮｉ−Ｃａ合金とするのが好まし
い。
【００１０】このＮｉ−Ｃａ合金の添加によって、通常
は、酸素の含有量は、０．０６重量％以下にまで低減さ
せる。
は、酸素の含有量は、０．０６重量％以下にまで低減さ
せる。
【００１１】
【作用】この発明においては、ＣａをＮｉ−Ｃａ合金と
して溶湯中に添加することによりＮｉＴｉ系形状記憶合
金を脱酸する。このため、鋳塊中には０．０６重量％以
下の酸素含有量にまで脱酸することができる。この脱酸
されたＮｉＴｉ系形状記憶合金の場合には、冷間加工時
の割れや曲げ折損の発生を防止する。
して溶湯中に添加することによりＮｉＴｉ系形状記憶合
金を脱酸する。このため、鋳塊中には０．０６重量％以
下の酸素含有量にまで脱酸することができる。この脱酸
されたＮｉＴｉ系形状記憶合金の場合には、冷間加工時
の割れや曲げ折損の発生を防止する。
【００１２】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明の製造法について説明する。
明の製造法について説明する。
【００１３】
【実施例】実施例１ 合金組成が、重量％で Ｎｉ：５５．９０〜５６．２０ Ｃ：０．０２〜０．０６ Ｎ：０．０３以下 Ｏ：０．１０以下 Ｔｉ：残部 となるように、ＮｉおよびＴｉ原料、並びに１８％の割
合のリターン原料（再利用品）を真空排気した条件下に
おいてアルゴン雰囲気中で溶解してメルトダウンさせた
後に炉中に保持した。
合のリターン原料（再利用品）を真空排気した条件下に
おいてアルゴン雰囲気中で溶解してメルトダウンさせた
後に炉中に保持した。
【００１４】溶湯中の酸素含有量は０．０７９重量％で
あった。また、Ｃａの含有量は０．０００２％以下であ
った。この溶湯に対して、Ｎｉ−７％Ｃａ合金を、Ｃａ
分が０．１７５％となるように添加した。次いで鋳造、
冷却して、鋳塊を得た。この鋳塊の組成は、重量％で、 Ｎｉ：５６．１４ Ｃ：０．０４ Ｎ：０．０１以下 Ｏ：０．０４７ Ｃａ：０．００２３ Ｔｉ：残部 の組成を有し、Ｃａが２３ｐｐｍ残存するとともに、酸
素含有量は、前記の０．０７９％から、０．０４７％に
まで低減されていた。極めて効果的な脱酸が可能とされ
た。
あった。また、Ｃａの含有量は０．０００２％以下であ
った。この溶湯に対して、Ｎｉ−７％Ｃａ合金を、Ｃａ
分が０．１７５％となるように添加した。次いで鋳造、
冷却して、鋳塊を得た。この鋳塊の組成は、重量％で、 Ｎｉ：５６．１４ Ｃ：０．０４ Ｎ：０．０１以下 Ｏ：０．０４７ Ｃａ：０．００２３ Ｔｉ：残部 の組成を有し、Ｃａが２３ｐｐｍ残存するとともに、酸
素含有量は、前記の０．０７９％から、０．０４７％に
まで低減されていた。極めて効果的な脱酸が可能とされ
た。
【００１５】この脱酸されたＮｉ系合金では、冷間での
曲げ加工による折損は発生しなかった。また、ＮｉＴｉ
系特有の形状記憶特性が確認された。比較例１ 上記実施例１において、溶湯中にＮｉ−Ｃａ合金を添加
することなく、鋳造した。鋳塊中の酸素含有量は、０．
０７９％であった。
曲げ加工による折損は発生しなかった。また、ＮｉＴｉ
系特有の形状記憶特性が確認された。比較例１ 上記実施例１において、溶湯中にＮｉ−Ｃａ合金を添加
することなく、鋳造した。鋳塊中の酸素含有量は、０．
０７９％であった。
【００１６】このものには、形状記憶特性が認められた
ものの、冷間で曲げ加工すると、折損の発生が避けられ
なかった。比較例２ 上記実施例において、Ｎｉ−Ｃａ合金を使用することな
く、Ｃａを０．１７５％の割合となるように添加した。
ものの、冷間で曲げ加工すると、折損の発生が避けられ
なかった。比較例２ 上記実施例において、Ｎｉ−Ｃａ合金を使用することな
く、Ｃａを０．１７５％の割合となるように添加した。
【００１７】しかしながら、Ｃａによる脱酸効果は認め
られず、鋳塊の冷間加工時の折損の発生が避けられなか
った。実施例２ 実施例１と同様にして、酸素含有量が０．０６７％の溶
湯中に、Ｎｉ−Ｃａ合金を添加し、その組成が、重量％
で、 Ｎｉ：５６．１６ Ｃ：０．０３ Ｎ：０．０１以下 Ｏ：０．０３４ Ｃａ：０．００３２ Ｔｉ：残部 の鋳塊を得た。酸素含有量は、０．０６７％から０．０
３４％にまで大幅に低減された。
られず、鋳塊の冷間加工時の折損の発生が避けられなか
った。実施例２ 実施例１と同様にして、酸素含有量が０．０６７％の溶
湯中に、Ｎｉ−Ｃａ合金を添加し、その組成が、重量％
で、 Ｎｉ：５６．１６ Ｃ：０．０３ Ｎ：０．０１以下 Ｏ：０．０３４ Ｃａ：０．００３２ Ｔｉ：残部 の鋳塊を得た。酸素含有量は、０．０６７％から０．０
３４％にまで大幅に低減された。
【００１８】このものの冷間加工時の折損の発生も認め
られなかった。
られなかった。
【００１９】
【発明の効果】以上、詳しく説明した通り、この発明に
より、酸素含有量を低減させ、冷間加工時の割れや折損
のない高品質のＮｉＴｉ系形状記憶合金が実現される。
より、酸素含有量を低減させ、冷間加工時の割れや折損
のない高品質のＮｉＴｉ系形状記憶合金が実現される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ２２Ｋ 1:00
Claims (4)
- 【請求項１】 ＮｉおよびＴｉを主成分とするＮｉＴｉ
系形状記憶合金の製造において、原料溶解時に溶湯にＮ
ｉとの合金としてＣａを添加して脱酸することを特徴と
する形状記憶合金の製造法。 - 【請求項２】 鋳塊中でのＣａの残存は１００ｐｐｍ以
下となるようにＮｉ−Ｃａ合金を添加し、酸素含有量を
０．０６％以下にまで脱酸する請求項１の製造法。 - 【請求項３】 メルトダウン後にＮｉ−Ｃａ合金を添加
する請求項１または２の製造法。 - 【請求項４】 ＮｉおよびＴｉを主成分とするＮｉＴｉ
系形状記憶合金であって、溶解時にＮｉとの合金として
添加されたＣａが鋳塊中に１００ｐｐｍ以下の割合で含
有され、酸素含有量が０．０６％以下であることを特徴
とする形状記憶合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10665794A JPH07316682A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 形状記憶合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10665794A JPH07316682A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 形状記憶合金の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07316682A true JPH07316682A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=14439176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10665794A Pending JPH07316682A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 形状記憶合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07316682A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108950307A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-07 | 江苏美特林科特殊合金股份有限公司 | 一种镍钙中间合金及其制备方法与应用 |
| CN109055813A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-12-21 | 秦小梅 | 一种具有记忆功能的合金材料及其制备方法 |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP10665794A patent/JPH07316682A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109055813A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-12-21 | 秦小梅 | 一种具有记忆功能的合金材料及其制备方法 |
| CN108950307A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-07 | 江苏美特林科特殊合金股份有限公司 | 一种镍钙中间合金及其制备方法与应用 |
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