JPH076047B2 - 形状記憶合金材の製造方法 - Google Patents

形状記憶合金材の製造方法

Info

Publication number
JPH076047B2
JPH076047B2 JP57215299A JP21529982A JPH076047B2 JP H076047 B2 JPH076047 B2 JP H076047B2 JP 57215299 A JP57215299 A JP 57215299A JP 21529982 A JP21529982 A JP 21529982A JP H076047 B2 JPH076047 B2 JP H076047B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shape
shape memory
alloy
memory alloy
strip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57215299A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59104459A (ja
Inventor
和夫 澤田
和彦 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP57215299A priority Critical patent/JPH076047B2/ja
Publication of JPS59104459A publication Critical patent/JPS59104459A/ja
Publication of JPH076047B2 publication Critical patent/JPH076047B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)
  • Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、形状記憶合金材を製造するための方法に関
するものである。
先行技術の説明 近年、NiTi系合金において、可逆性形状記憶効果が見い
出された(日本金属学会1982年春期大会一般講演概要集
p.101)。一般に、形状記憶効果とは、マルテンサイト
変態および逆変態の挙動を利用するものであって、低温
側で変形した部材を逆変態温度より高温側に加熱する
と、その部材が高温側の記憶されている形状に戻る現象
をいう。一般的には、高温側の形状に戻った部材を再び
マルテンサイト変態温度より低温側にまで冷却した場
合、低温側の形状は記憶されていないので形状回復は見
られない。ところが、特定の合金組成や熱処理条件など
或る種の条件下においては、部材が低温側の形状を記憶
していて、その部材が高温側から低温側に冷却されると
その記憶した形状に回復する場合がある。この場合、部
材を加熱および冷却すれば、部材の形状が可逆的に変化
することになる。これを可逆性形状記憶効果または二方
向性形状記憶効果と呼んでおり、Cu-Zn-Al系合金ではよ
く知られている。なお、高温側から低温側に冷却したと
き、部材が高温側の形状と逆の形状(逆の歪みが発生す
るような形状)に変形する場合もある。これは全方位型
形状記憶効果と呼ばれるものであるが、この明細書中で
用いられる用語としての可逆性形状記憶効果にはこの全
方位型形状記憶効果も含まれるものとする。
先に引用された日本金属学会の講演概要では、化学量論
組成よりNiを多く含有する組成となっているNiTi系合金
材の製造、加工および熱処理工程が記述されている。そ
の記述された工程を第1図に示す。図示されるように、
上述されたNiTi系合金の製造などに係る工程の数は非常
に多いものとなっている。それに加えて、次に述べるよ
うな欠点があった。その欠点は、まず熱間圧延を行なっ
ていることにある。この熱間圧延は必ずしも必要なもの
であるのかどうか今のところ不明である。しかし、いず
れにしても、この熱間圧延を行なうことに伴って、鋳造
された鋳塊を熱間圧延に先立って再加熱することが必要
となる。これによって、工程の数をさらに多くしてい
る。また、熱間圧延時には通常部材の表面が酸化される
ものである。その場合、表面酸化物を除去する必要性が
生じ、その結果材料の歩留り率を悪くしている。このよ
うなことを生じないようにするためには、かなり厳格な
酸化防止手段が必要とされる。
さらに、従来の合金材製造工程などにおける他の欠点
は、冷間圧延を必要としていることにある。なぜなら
ば、化学量論組成を越えてNiを多く含有している組成の
NiTi系合金は、その冷間加工が極めて困難なものであ
る。そのために、冷間圧延時に部材が破断するなどの問
題が生じ、工業的にもこの冷間圧延工程の採用は不利な
ものである。この冷間加工の困難性を解消するために
は、部材の中間軟化処理が多くの回数必要となる。
さらに、先に引用された日本金属学会の講演概要におけ
る他の欠点は、溶体化処理および水焼入れを必要とする
ことにある。これらの処理は部材表面の酸化を防止する
ため非酸化性の雰囲気中(たとえば、真空中)で行なわ
れる必要があるが、そのような雰囲気を実現するなら
ば、製造工程にかかるコストが非常に高いものとなり、
工業的に不利な結果をもたらす。
発明の目的 この発明は上述された欠点を解消するためになされたも
のであり、その主たる目的は、製造工程数を大幅に削減
した形状記憶合金材の製造方法を提供することである。
この発明の対象となる合金は、Niを50〜55原子%含有
し、残部がTiからなる合金か、または前記TiもしくはNi
の一部がCu,Al,V,Zr,Mo,Cr,Fe,Co,希土類を含む群から
選ばれた1種以上の元素で置換された合金である。そし
て、この発明は、そのような組成の合金を、その溶融状
態から条または線状に形を整えながら急冷凝固させ、そ
の後その急冷凝固材を所定の形状に維持した状態で加熱
することによって形状記憶処理を施す形状記憶合金材の
製造方法である。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は、図
面を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかと
なろう。
実施例の説明 第2図は、この発明を実施するのに用いられる装置の一
例である双ロール法による溶融金属急冷凝固装置を示す
図である。図において、今、Ni過多のNiTi系合金は、溶
融状態で容器1の中に蓄えられている。容器1の底部に
は図では明らかにされていないがスリットが設けられて
いる。容器1に蓄えられた溶湯は、たとえば上方からガ
スによって圧力を与えられることによって、このスリッ
トから流出し、容器1の下方に配置されている回転ロー
ル2および3の間に落下する。そして、溶湯はロール2
および3に接触することによって急冷され凝固する。ロ
ール2は矢印Aで示す方向に回転し、そしてロール3は
矢印Bで示す方向に回転している。したがって、合金は
凝固すると同時に、矢印Cで示す方向へ順に送られるこ
とになる。こうして、合金は条または線状に連続して製
造される。このように製造された条または線の厚さまた
は線径は、好ましくは0.5mm以下である。なぜならば、
冷却方法にもよるが、一般的には条または線の厚さまた
は線径が0.5mmを越えるならば、溶融状態の合金を均一
な組成のままで凝固することが困難となり、その結果形
状記憶特性に悪影響を及ぼすことがあるからである。特
に、可逆性形状記憶特性にその悪影響が大きいようであ
る。
可逆性形状記憶効果を有する形状記憶合金の場合、上述
のように溶融状態から急冷凝固して得られ条または線
は、その後可逆性形状記憶効果を生じさせるために拘束
時効処理(形状記憶処理)がなされる。すなわち、急冷
凝固して得られた条または線は以下のように処理され
る。まず、その合金材は歪みが発生するように変形さ
れ、その後その変形された状態が固定されたままで、30
0℃〜600℃の温度範囲で加熱される。ここで、加熱温度
範囲を300℃〜600℃と限定したのは、以下の理由によ
る。すなわち、もし300℃未満の加熱温度であるなら
ば、形状記憶合金の可逆的効果が発揮されにくく、また
600℃を越える加熱温度であるならば、形状の回復力が
低下しかつ可逆性も劣ることになるからである。加熱温
度が高ければ加熱時間は短いものとなるが、経験的には
600℃の加熱温度で少なくとも3分間の加熱時間を必要
とする。
合金材の強度を向上させるためには、前述の拘束時効処
理に先立って、減面率が50%までの冷間加工を行なって
もよい。
以上の説明から明らかであるように、この発明に従った
製造方法ではその製造にかかる工程数が非常に少ないも
のとなる。可逆性形状記憶効果を有する形状記憶合金を
例にとれば、その製造工程は第3図に示されるようにな
る。括弧内に示される冷間圧延工程は任意の工程であ
る。先に用いられた第1図に示される工程は、同じく可
逆性形状記憶効果を有する形状記憶合金材の従来の製造
方法であるが、この第1図と第3図とを比較すれば、こ
の発明に従った製造方法はいかにその工程数を削減して
いるかが明らかとなろう。
前述したように、この発明の対象となる合金は、Niを50
〜55原子%含有し、残部がTiからなる合金か、または前
記TiもしくはNiの一部がCu,Al,V,Zr,Mo,Cr,Fe,Co,希土
類を含む群から選ばれた1種以上の元素で置換された合
金である。Niを50〜55原子%の範囲で限定したのは、以
下の理由による。すなわち、Niが50原子%(NiTi2元系
の場合約55重量%に相当)未満であるならば、可逆性形
状記憶効果が発生し難いからであり、またNiが55原子%
を越えて含有されるならば、形状記憶効果が発生し難い
からである。
なお、上述された説明では、溶融状態の合金を急冷凝固
させるのに双方ロール法が用いられたが、その他の方
法、たとえば単ロール法、回転水中紡糸法またはテーラ
ー法などの方法が採用されてもよい。
発明の効果 以上のように、この発明によれば、Ni過多のNiTi系合金
を、その溶融状態から条または線状に形を整えながら急
冷凝固させ、その後その急冷凝固材を所定の形状に維持
した状態で加熱することによって形状記憶処理を施す製
造方法であるので、製造にかかる工程数を大幅に削減す
ることができる。また、それに伴い材料の歩留り率が向
上する。このように、この発明に従えば、工程数が大幅
に削減され、かつ歩留り率が向上するので、形状記憶合
金材の製造コストの低減化を計ることができる。
また、この発明に従った製造方法は、通常、冷間加工を
必要としないので、難冷間加工性の組成となっていた合
金に対して適用しても不利な問題を生じさせない。
さらに、従来の製造方法と比較して、加熱工程が少ない
ので、酸化による形状記憶の特性の劣化を防止すること
ができる。このことは、特に可逆性形状記憶効果を有す
る形状記憶合金材に当てはまることである。また、その
ような合金材の場合、従来は高温の溶体化処理が必要と
されていたが、この発明に従った製造方法によれば、Ni
過多のNiTi系金属を急冷凝固させるので容易に過飽和固
溶体が得られ、そのような処理を必要としない。
このような特有な効果を奏するこの発明に従って製造さ
れた製品は、バイメタル、感温素子、感温スイッチ、各
種アクチュエータ、ロボットの駆動部材などに有効に利
用され得る。
実施例1 Ni51原子%、残部TiよりなるNiTi系合金を、第2図に示
されるような双ロール式溶湯急冷装置を用いて、その溶
融状態から急冷凝固させて厚さ約0.1mmおよび幅10mmの
条とした。その後、その条を直径20mmの円筒上に1周巻
き付け、ステンレス線でそれを縛り固定した。その後、
その条を直径20mmの円筒上に1周巻き付け、ステンレス
線でそれを縛り固定した。その後、その固定したままの
状態で、それを450℃にて1時間拘束した状態で加熱し
た。このときの部材の形状を第4図(a)に示す。
この部材の拘束を除去した後、その部材を室温に置くと
第4図(b)に示す形状となった。
さらに、この部材を100℃の湯中に浸すと、第4図
(c)に示す形状となった。この(c)に示される形状
は、部材が拘束されているときの形状と同じである。
さらに、(c)で示される形状となっている部材を、室
温に戻すと、(b)に示される形状に再び戻った。さら
に繰返して、室温と100℃との間を繰返し加熱冷却する
と(b)および(c)に示される形状を繰返し現わし
た。
実施例2 Ni51原子%、Fe0.1原子%、残部TiよりなるNiTiFe合金
を、実施例1と同様に、その溶融状態から急冷凝固させ
て、厚さ約0.15mmおよび幅10mmの条とした。その後引き
続いて、その条を冷間にて0.1mmまで圧延した後、直径2
5mmの石英円筒上に1周巻き付けそれをステンレス線で
固定した。その後、その部材を固定した状態のままで40
0℃にて2時間加熱処理した。このときの拘束されてい
る状態の部材の形状を第5図(a)に示す。
この部材の拘束を除去した後、その部材を室温に置く
と、(b)に示す形状となり、100℃の湯中に置くと
(c)に示す形状となり、さらに液体窒素中に置くと
(d)に示す形状となった。そして、さらにこの室温、
100℃湯中および液体窒素温度の間を適当に循環させて
部材を置いたところ、(b)、(c)および(d)に示
す形状を可逆的に示した。つまり、いわゆる全方位型形
状記憶合金の挙動を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は、日本金属学会1982年春期大会講演概要に記載
されているNi過多のNiTi系合金の製造工程を示す図であ
る。第2図は、この発明を実施するのに用いられる装置
の一例である双ロール法による溶融金属急冷凝固装置を
示す図である。第3図は、この発明に従った製造工程を
示す図である。第4図は、この発明の実施例1を説明す
るための図であり、この発明に従った製造方法によって
製造された部材の形状の変化を示している。第5図は、
この発明の実施例2を説明するための図であり、この発
明に従って製造された部材の形状の変化を示す図であ
る。 図において、1は溶融金属を蓄える容器、2および3は
回転ロールを示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Niを50〜55原子%含有し、残部がTiからな
    る合金か、または前記TiもしくはNiの一部がCu、Al、
    V、Zr、Mo、Cr、Fe、Co、希土類を含む群から選ばれた
    1種以上の元素で置換された合金を、その溶融状態から
    条または線状に形を整えながら急冷凝固させ、その後そ
    の急冷凝固材を所定の形状に維持した状態で加熱するこ
    とによって形状記憶処理を施す、形状記憶合金材の製造
    方法。
  2. 【請求項2】前記条の厚さまたは前記線の線径は、0.5m
    m以下である、特許請求の範囲第1項記載の形状記憶合
    金材の製造方法。
  3. 【請求項3】前記合金は、条または線状に形を整えなが
    ら急冷凝固された後、歪みが発生するように変形され、
    さらにその後、その変形された状態が固定されたまま
    で、300℃〜600℃の温度範囲で加熱される、特許請求の
    範囲第1項または第2項記載の形状記憶合金材の製造方
    法。
  4. 【請求項4】前記合金は、条または線状に形を整えなが
    ら急冷凝固された後、減面率50%までの冷間加工が施さ
    れ、その後 歪みが発生するように変形され、引続き、その変形され
    た状態が固定されたままで、300℃〜600℃の温度範囲で
    加熱される、特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    形状記憶合金材の製造方法。
JP57215299A 1982-12-07 1982-12-07 形状記憶合金材の製造方法 Expired - Lifetime JPH076047B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57215299A JPH076047B2 (ja) 1982-12-07 1982-12-07 形状記憶合金材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57215299A JPH076047B2 (ja) 1982-12-07 1982-12-07 形状記憶合金材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59104459A JPS59104459A (ja) 1984-06-16
JPH076047B2 true JPH076047B2 (ja) 1995-01-25

Family

ID=16670017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57215299A Expired - Lifetime JPH076047B2 (ja) 1982-12-07 1982-12-07 形状記憶合金材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH076047B2 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2589125B2 (ja) * 1988-02-22 1997-03-12 株式会社トーキン 形状記憶合金の製造方法
KR20020078215A (ko) * 2001-04-06 2002-10-18 장우양 구리-알루미늄-니켈계 형상기억합금 리본과 그의 제조방법
CN100347323C (zh) * 2004-12-29 2007-11-07 同济大学 一种Ti-Ni基形状记忆合金的制备方法
DK2059619T3 (da) 2006-09-06 2011-02-21 Cook Inc Nikkel-titan-legering omfattende et sjældent jordmetal
CN100432256C (zh) * 2006-09-28 2008-11-12 北京航空航天大学 一种钛锆铁形状记忆合金材料
EP3296413A1 (en) 2007-12-21 2018-03-21 Cook Medical Technologies LLC Radiopaque alloy and medical device made of this alloy
GB2475340B (en) 2009-11-17 2013-03-27 Univ Limerick Nickel-titanium alloy and method of processing the alloy
GB2495772B (en) 2011-10-21 2014-02-12 Univ Limerick Method of forming a sintered nickel-titanium-rare earth (Ni-Ti-RE) alloy
CN102409197B (zh) * 2011-11-11 2016-03-30 南京工业大学 形状记忆合金密封垫片及其生产工艺
US10119176B2 (en) * 2011-12-16 2018-11-06 Raytheon Company Superelastic wire and method of formation
WO2013109846A1 (en) 2012-01-18 2013-07-25 Cook Medical Technologies Llc Mixture of powders for preparing a sintered nickel-titanium-rare earth metal (ni-ti-re) alloy
DE102013008396B4 (de) 2013-05-17 2015-04-02 G. Rau Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Umschmelzen und/oder Umschmelzlegieren metallischer Werkstoffe, insbesondere von Nitinol
CN104232981B (zh) * 2013-06-13 2016-04-27 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 提高铜锌铝记忆合金在碱性介质下滚动磨损性能的方法
CN104896231B (zh) * 2015-02-11 2018-02-09 南京工业大学 一种多孔TiNi形状记忆合金复合垫片及生产工艺
CN105755345B (zh) * 2016-04-05 2017-06-20 南京工程学院 一种具有磁场可控变形的稀土磁性材料及其制备方法
CN106906374A (zh) * 2017-05-03 2017-06-30 安徽包钢稀土永磁合金制造有限责任公司 一种稀土合金材料熔炼装置
CN107177756B (zh) * 2017-05-19 2020-05-08 中国石油大学(北京) 一种宽温域高强度线弹性的金属纳米材料及其制法与应用
JP2019099852A (ja) * 2017-11-30 2019-06-24 株式会社古河テクノマテリアル NiTi系合金材料、NiTi系合金の製造方法、NiTi系合金材料からなる線材または管材、およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5122618A (ja) * 1974-08-20 1976-02-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nitsukeruchitangokinno seizokakohoho
FR2367560A1 (fr) * 1976-10-15 1978-05-12 Michelin & Cie Perfectionnements aux insta
JPS6038228B2 (ja) * 1978-11-10 1985-08-30 逸雄 大中 金属細線の製造方法
JPS6039452B2 (ja) * 1980-10-29 1985-09-06 大塚化学薬品株式会社 非晶質の無機質材料の製造法およびそれに用いる装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59104459A (ja) 1984-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH076047B2 (ja) 形状記憶合金材の製造方法
CA1059797A (en) Alloys with repeatedly reversible shape memory effect
KR920701500A (ko) 저 이어링(low earing)의 알루미늄 합금 스트립(strip)을 제조하기 위한 방법
JPH0762472A (ja) 高加工性銅系形状記憶合金とその製造方法
JPS635465B2 (ja)
US4140549A (en) Method of fabricating an aluminum alloy electrical conductor
JPH04235258A (ja) 非晶質合金成形材の製造方法
US4066475A (en) Method of producing a continuously processed copper rod
US3983916A (en) Process for producing semi-hard co-nb-fl magnetic materials
JPS6361377B2 (ja)
US4002507A (en) Niobium-free semi-hard magnetic glass sealable alloy system of cobalt- (nickel, aluminum, titanium)- iron
US4715910A (en) Low cost connector alloy
JP5098750B2 (ja) 高純度アルミニウムの圧延材の製造方法
JPS6356302B2 (ja)
JPH0665740B2 (ja) NiTi系形状記憶材の製造方法
JPS6152224B2 (ja)
JPS5924177B2 (ja) 角形ヒステリシス磁性合金
JPH0665741B2 (ja) 超弾性NiTi合金の製造方法
JPH0128252B2 (ja)
JP4139913B2 (ja) 永久磁石合金の熱処理方法
JPS6157389B2 (ja)
JPS5938367A (ja) 機能性銅合金部材の製造方法
US3282745A (en) High strength fabrications of aluminum base alloys containing copper
JPS6253585B2 (ja)
JPS6328976B2 (ja)