JPH09136101A - Ni−Ti系合金薄板材およびNi−Ti系合金部材の製造方法 - Google Patents

Ni−Ti系合金薄板材およびNi−Ti系合金部材の製造方法

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JPH09136101A
JPH09136101A JP29087195A JP29087195A JPH09136101A JP H09136101 A JPH09136101 A JP H09136101A JP 29087195 A JP29087195 A JP 29087195A JP 29087195 A JP29087195 A JP 29087195A JP H09136101 A JPH09136101 A JP H09136101A
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JP
Japan
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alloy
thin plate
manufacturing
plate material
annealing
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JP29087195A
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English (en)
Inventor
Sukeyuki Kikuchi
祐行 菊地
Hirohisa Iwai
博久 岩井
Yoshinori Mugishima
義則 麦島
Kaisuke Shiroyama
魁助 城山
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ni−Ti系合金薄板材を加工率20〜60
%で耳割れや判断等が生じることなく圧延することがで
きる製造方法を提供し、更に効率的で低コストなNi−
Ti系合金部材の製造方法を提供する。 【解決手段】 (1)Ni−Ti系合金に圧延加工を施
して薄板材にするNi−Ti系合金薄板材の製造方法に
おいて、焼鈍、幅方向両端面の表面粗さを50μm以下
にする研磨加工、加工率20〜60%の冷間圧延加工で
構成される工程を一回以上行うことを特徴とするNi−
Ti系合金薄板の製造方法。 (2)Ni−Ti系合金薄板材を部分的に連結部を有す
るように打ち抜き又は切断し、該連結部に曲げ加工を施
した後、又は曲げ加工を施さずに形状記憶熱処理し、前
記薄板材から該連結部を分離することを特徴とするNi
−Ti系合金部材の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バネ、クリップ、
アクチュエータをはじめとする各種機械部品、ファスナ
等の電子部品、医療分野等に適用されるNi−Ti系合
金薄板状の形状記憶合金材または超弾性合金材の製造方
法に関し、主として冷間圧延加工と焼鈍を基本工程とし
た長尺の形状記憶合金薄板材または超弾性合金薄板材の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、厚さ1mm以下程度のNi−Ti
系合金薄板材を前記各種機械部品、電子部品、医療分野
等に利用すべくその製法の検討が進められているが、従
来から知られているようにNi−Ti系合金は冷間にお
ける塑性加工が極めて困難である。そのため従来から熱
処理と塑性加工とを繰り返し行って、所定の形状、寸法
の製品に仕上げる方法が行われていた。また前述したよ
うな、ばね、クリップ、アクチュエータ、ファスナ等の
Ni−Ti系合金部材を前記薄板材から得る場合、所定
の寸法となるように打ち抜きあるいは切断加工した後、
部分的に曲げ加工を施し、さらにその形状を維持するた
めの金型を用いて形状記憶処理を行うことにより製造さ
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、厚さ1
mm以下程度のNi−Ti系合金薄板材を製造する場合
には、熱間、温間圧延加工により製造する方法か、ある
いは、焼鈍と冷間圧延加工とを繰り返し行う方法の2通
りの方法が考えられるが、前者の方法は装置が大型化、
複雑化するためコストが増大し、また、板材が薄い場合
にはその熱容量が小さいため、熱間加工の効果が低下す
るという問題があり、また、後者の方法は圧下率が大き
くなるにつれて幅方向両端面の表面粗度が大きくなり、
耳割れあるいは圧延中に破断するなどの不具合が生じる
ため、前記冷間加工の加工率を20%以上で圧延するこ
とはできなかった。その結果、焼鈍回数が多くなり、コ
ストが増大する等の問題があった。
【0004】また、薄板から前述したような製品への二
次加工においては、冷間で打ち抜きや切断等の加工を行
うため、複雑な形状や精密な寸法への加工の際に工具が
破損し易いという問題があった。また、冷間での曲げ加
工ではスプリングバックが大きいことから、このスプリ
ングバックを抑える金型が必要になり、型詰め作業や処
理後の型外し作業のためにコストが増大するといった問
題も生じていた。更に前述したようにNi−Ti系合金
は冷間における塑性加工が極めて困難なことから、曲げ
加工時に割れを生じ易いといった問題もあった。
【0005】
【問題を解決するための手段】本発明は以上の点に鑑み
なされたものであり、Ni−Ti系合金薄板材を加工率
20〜60%で耳割れや判断等が生じることなく圧延す
ることができる製造方法を提供し、更に効率的で低コス
トなNi−Ti系合金部材の製造方法を提供することを
目的とするものである。
【0006】即ち、請求項1記載の発明は、Ni−Ti
系合金に圧延加工を施して薄板材にするNi−Ti系合
金薄板材の製造方法において、焼鈍、幅方向両端面の表
面粗さを50μm以下にする研磨加工、加工率20〜6
0%の冷間圧延加工で構成される工程を一回以上行うこ
とを特徴とするNi−Ti系合金薄板の製造方法であ
る。
【0007】また、請求項2記載の発明は、Ni−Ti
系合金に圧延加工を施して薄板材にするNi−Ti系合
金薄板材の製造方法において、焼鈍、幅方向両端面の表
面粗さを50μm以下にする研磨加工、加工率20〜6
0%の冷間圧延加工で構成される工程を一回以上行うス
テップと、材料温度を200〜800℃の範囲に保持し
ながら長手方向にスリット加工を行うステップとを具備
することを特徴とするNi−Ti系合金薄板の製造方法
である。
【0008】また、請求項3記載の発明は、前記冷間圧
延加工において、第一回目圧延パスの加工率を10〜3
0%とすることを特徴とする請求項1または2記載のN
i−Ti系合金薄板の製造方法である。
【0009】また、請求項4記載の発明は、前記焼鈍工
程が、5〜200MPaの張力を付与しながら炉内を通
過させ、かつ、焼鈍温度を500〜800℃、焼鈍時間
を10秒〜1時間とすることを特徴とする請求項1〜3
のうちいずれかに記載のNi−Ti系合金薄板の製造方
法である。
【0010】また、請求項5記載の発明は、前記請求項
1〜4記載の製造方法で得られたNi−Ti系合金薄板
材の打ち抜き加工又は切断加工あるいは曲げ加工を材料
温度150〜600℃の範囲に保持して行うことを特徴
とするNi−Ti系合金部材の製造方法である。
【0011】また、請求項6記載の発明は、前記請求項
1〜4記載の製造方法で得られたNi−Ti系合金薄板
材を部分的に連結部を有するように打ち抜き又は切断
し、該連結部に曲げ加工を施した後、又は曲げ加工を施
さずに形状記憶熱処理し、前記薄板材から該連結部を分
離することを特徴とするNi−Ti系合金部材の製造方
法である。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の対象となるNi−Ti系
合金は、例えばNi:49.5〜52.0at%、T
i:50.0〜48.0at%および不可避的不純物か
らなり、さらに必要に応じてNiおよび/またはTiの
一部をV、Cr、Fe、Co、Nb、Zr、Cuから選
ばれる1種以上で0.01〜10at%置換してもよ
い。
【0013】また、前記Ni−Ti系合金は形状記憶特
性または超弾性特性を有するものであり、そのマルテン
サイト逆変態点(以下Af点と記す)は、−50〜20
0℃のものである。
【0014】本発明の特徴は、難加工材料であるNi−
Ti系合金を焼鈍後、幅方向両端面の表面粗さを50μ
m以下にする研磨加工を行うことにより、従来不可能で
あった加工率20〜60%の冷間加工を耳割れあるいは
破断することなく行うことができるようにし、上記冷間
加工率によるNi−Ti系合金薄板材の製造を可能にし
たことである。本発明において、幅方向両端面の研磨加
工は、幅方向両端面の表面粗さが50μm以下になるよ
うに行う必要がある。その理由は、表面粗さが50μm
以上では、それ以降に施される冷間加工時に耳割れある
いは破断が生じやすくなるためである。なお、研磨の方
法としては例えば研磨紙、ベルト研磨紙、砥石等を使用
する方法あるいは電解研削法等が適用できるが何れの方
法でもよい。
【0015】また、請求項2の発明において、材料温度
を200〜800℃の範囲に保持しながら長手方向にス
リット加工を行うとした理由は、200℃未満ではスリ
ット加工に用いられる刃の寿命が短くなる上に、被加工
材に耳割れが生じ、800℃を越えると材料が酸化し表
面性状が悪化するとともに、スリットの返りが生じるた
めである。さらに好ましい範囲は、上記と同様の理由で
250〜600℃である。なお、材料の加熱方法として
は電気炉、レーザ、赤外集光、バーナーの内いずれの手
段でもよく、また、加熱の時期はスリット加工直前が好
ましい。
【0016】また、前記冷間圧延加工において、第一回
目圧延パスの加工率は10〜30%とすることが望まし
い。その理由は1パス目の冷間圧延加工の圧下率を10
%未満に設定すると2パス目以降の圧下率を大きくする
ことができないため、冷間加工率20%以上を達成でき
ないからである。また、圧下率が30%を越えると耳割
れあるいは破断が生じるばかりか、圧延荷重が大きくな
るので圧延機の剛性を高めることが必要となり、装置が
大型化、複雑化してコストが増大するので好ましくない
からである。
【0017】また、前記焼鈍工程は、5〜200MPa
の張力を付与しながら炉内を通過させ、かつ、焼鈍温度
(材料の実体温度)を500〜800℃とすることが望
ましい。その理由は、急激な酸化を抑えて、材料を十分
に再結晶させ、さらにフラットネス性の良好な形状にす
ることができるからであり、前記焼鈍方法により板逃げ
の圧延トラブルを起こすことなく、冷間加工率を20〜
60%とすることができるからである。また、焼鈍時間
は10秒〜1時間で行うことが望ましいが、その理由
は、焼鈍時間が10秒未満では十分に再結晶しないため
冷間加工時に冷間加工率20%以上を達成できないから
であり、焼鈍時間が1時間を越えると作業効率が悪くな
るばかりか、材料が酸化してしまうからである。
【0018】上記工程を経て得られた薄板材に打ち抜き
加工又は切断加工と、曲げ加工を行うが、この際、前記
材料を150〜600℃の温度範囲に保持して行うと、
材料のスプリングバックを小さく抑えることができ、さ
らに打ち抜き又は切断加工の工具、曲げ加工の型が長寿
命化する。150℃未満で行うと前記効果が小さくな
り、600℃を越えると型や工具が酸化してしまうばか
りか、寿命が短くなるので好ましくない。なお、加熱方
法については特に限定しないが、例えば打ち抜き工具の
内部にヒータを配置して加熱する方法や、あるいはレー
ザ、赤外線等で材料を直接加熱する方法等が挙げられ
る。
【0019】
【実施例】以下本発明を実施例により詳細に説明する。
【0020】(実施例1) Ni50.9at%、Ti
49.1at%合金の鋳塊を高周波真空溶解法により作
成した後、熱間加工を施して厚さ2.5mm、幅50m
m、長さ5mの板材を得た。次にこの板材に表1に示す
各条件で焼鈍、幅方向両端面の研磨加工、冷間圧延の一
連の工程を3回繰り返して行った。なお、研磨加工には
ベルト状の研磨紙を用いた。一連の工程終了後、材料表
面の酸化状態、フラットネス性、破断の有無、耳割れの
有無を調査した。その結果も表1に併せて記す。
【0021】
【表1】
【0022】(実施例2)実施例1において性状が良好
なものについて更に実施例1と同様の方法を用いて最終
的に板厚を0.2mmとし、さらにスリット加工を施し
幅20mmの条材とした。この時、スリット加工直前に
電気炉を配置し、条材を表2に示す各温度に加熱してス
リット加工を行い、スリット加工終了後に被加工材の性
状の観察および刃の性状を調査した。その結果も表2に
併せて記す。
【0023】
【表2】
【0024】(実施例3)次に、実施例2において性状
が良好なものについて、内部にヒータを埋め込んだ打ち
抜き用のパンチとダイを用いて表3に示す種々の温度
(材料の温度)で、図1に示すように、条材(1)を部
分的に連結部(2)を有するように打ち抜き加工した。
更に内部にヒータを埋め込んだ曲げ加工用のパンチとダ
イを用いて表3に示す種々の温度(材料の温度)で、前
記連結部に曲げ加工を施し、図2に示すようなU字状板
バネ部(3)と板材部分(4)とが複数個連なった形状
のものを作製した。前記形状のものに金型を固定して形
状記憶熱処理を施し、その後に該連結部を分離してU字
状板バネを得た。得られた製品についてスプリングバッ
ク量と工具の寿命を調査した。その結果も表3に併せて
記す。
【0025】
【表3】
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればN
i−Ti系合金の薄板が従来よりも薄く、長尺に、しか
も効率的に製造することができ、またスリット加工や打
ち抜き、曲げ加工時に耳割れ等の欠陥が生じることな
く、さらに型、工具が長寿命化する等工業上顕著な効果
を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例3に係わる打ち抜き加工
の一実施例の斜視図である。
【図2】図2は本発明の実施例3に係わる曲げ加工の一
実施例の斜視図である。
【符号の説明】
1 条材 2 連結部 3 U字状板バネ部 4 板材部分 5 打ち抜き部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城山 魁助 神奈川県平塚市東八幡5丁目1番8号 株 式会社古河テクノマテリアル内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Ni−Ti系合金に圧延加工を施して薄板
    材にするNi−Ti系合金薄板材の製造方法において、
    焼鈍、幅方向両端面の表面粗さを50μm以下にする研
    磨加工、加工率20〜60%の冷間圧延加工で構成され
    る工程を一回以上行うことを特徴とするNi−Ti系合
    金薄板の製造方法。
  2. 【請求項2】Ni−Ti系合金に圧延加工を施して薄板
    材にするNi−Ti系合金薄板材の製造方法において、
    焼鈍、幅方向両端面の表面粗さを50μm以下にする研
    磨加工、加工率20〜60%の冷間圧延加工で構成され
    る工程を一回以上行うステップと、材料温度を200〜
    800℃の範囲に保持しながら長手方向にスリット加工
    を行うステップとを具備することを特徴とするNi−T
    i系合金薄板の製造方法。
  3. 【請求項3】前記冷間圧延加工において、第一回目圧延
    パスの加工率を10〜30%とすることを特徴とする請
    求項1または2記載のNi−Ti系合金薄板の製造方
    法。
  4. 【請求項4】前記焼鈍工程が、5〜200MPaの張力
    を付与しながら炉内を通過させ、かつ、焼鈍温度を50
    0〜800℃、焼鈍時間を10秒〜1時間とすることを
    特徴とする請求項1〜3のうちいずれかに記載のNi−
    Ti系合金薄板の製造方法。
  5. 【請求項5】前記請求項1〜4記載の製造方法で得られ
    たNi−Ti系合金薄板材の打ち抜き加工又は切断加工
    あるいは曲げ加工を材料温度150〜600℃の範囲に
    保持して行うことを特徴とするNi−Ti系合金部材の
    製造方法。
  6. 【請求項6】前記請求項1〜4記載の製造方法で得られ
    たNi−Ti系合金薄板材を部分的に連結部を有するよ
    うに打ち抜き又は切断し、該連結部に曲げ加工を施した
    後、又は曲げ加工を施さずに形状記憶熱処理し、前記薄
    板材から該連結部を分離することを特徴とするNi−T
    i系合金部材の製造方法。
JP29087195A 1995-11-09 1995-11-09 Ni−Ti系合金薄板材およびNi−Ti系合金部材の製造方法 Pending JPH09136101A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100374583C (zh) * 2004-09-29 2008-03-12 日立金属株式会社 用于制造铁-镍基合金薄板材的方法
CN111842487A (zh) * 2020-06-24 2020-10-30 江苏圣珀新材料科技有限公司 一种哈氏合金c276的冷轧工艺
CN111842486A (zh) * 2020-06-24 2020-10-30 江苏圣珀新材料科技有限公司 一种高温合金gh4169的冷轧工艺
CN114875294A (zh) * 2022-06-07 2022-08-09 上海工程技术大学 一种钛镍基合金材料及其制备方法与应用

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