JPS60251241A - 形状記憶合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、マルテンサイト変態開始湿度を高めるととも
に、靭性を高めて成形加工性を可及的に高めることがで
きる形状配憶合金に関するものである。

［発明の技術的背朔とその問題点］ 形状記憶効果を示ず合金としては数多くのものが知られ
ており、中でもＮｉ’Ｔ−ｉ合金各ま、回復力。

寿命、耐蝕性など特性上堰も優れた形状記憶合金として
その実用化が進められている。

ところで、Ｎ　ｉ王１合金の製造は、工業的には黒鉛る
つぼを用いた高周波誘導真空溶解によって行なわれる。

この真空溶解の工程にあっては、炉内の輿空度によって
もその混入量は異なるが、合金中に酸素が混入し、通常
ではその混入間を４００〜５００　ｐｐｍに抑制するの
が限度である。混入した酸素は、Ｎ１−Ｔｉマトリック
ス中に固溶したり、Ｔ＋４ＮｉｚＯの酸化物となって析
出したりする。

合金中に酸化物の含有量が多くなると、熱間加工中に割
れが生じたり、最終部材への成形加工中にクラックが入
ったりするおそれがある。

また、酸素の固溶によって格子定数が変化し、このため
に変態点が変化したり、あるいは酸化物が析出すること
によってＮｉ−Ｔｉマトリックスの組成が変化し、この
ために変態点が低下したりするおそれもある。このこと
はまた、溶解条件が微妙に変化した場合、混入酸素量の
変化によって変態点が変動することを意味し、所望の変
態点を持ったインゴットの溶製を困難にしている原因で
あるとも考えられる。

さらに、酸素の混入量は、高変態点となるような１゛ｉ
ｉ過剰の合金はど多く、ｌノたがってそのような組成の
合金はど、理論的に予想される変態点にりも低い変態点
の合金しかできない。

このＪ：うに、Ｎ　ｔ　”ｌ−ｉ合金においても、苛酷
な変形の成形加二Ｕ性に問題があったり、ｌｌＩ成や熱
処理を変化させても、２元合金で（まＭ５点（マルテン
サイト変態開始温度）の上限は８０℃がせいぜいであり
、これよりも高温で作動する素子を構成できない等の問
題があり、これらの点の改善が望まれている。

し発明の目的］ 本発明は上述のごどぎ問題点に鑑みこれらを有効に解決
すべく創案されたものである。

本発明の目的は、マルテンサイト変態開始湿度を高める
とともに成形加工性も可及的に高めることができる形状
記憶合金を提供することにある。

［発明概要］ 本発明は、Ｎｉ　７’ｉ合金中に４００〜５００ｐ１１
ｍもの酸素が混入するのは、Ｔｉ、！：酸素との親和力
が強いためであるとの認識に基づき、Ｔｉよりも酸素ど
の親和力に勝る合金元素の添加が有効であり、中でもＹ
（イツトリウム）を添加することによって前述の問題点
が解決されることを見い出したものである。

［発明の実施例］ 以下に本発明の実施例について説明する。

ＹはＮｉＴｉ溶渇の脱酸剤として機能し、脱酸によって
Ｙはその酸化物であるＹ２Ｏ，に変化する。このことに
よって、Ｎｉ−Ｔｉマトリックス中への酸素の固溶およ
びＴｉ　４　Ｎｉ　２０Ｍ化物の析出を抑制することが
できる。

また、Ｙの添加」は、通常混入する酸素（４，００〜５
００１）＋１１１１）を脱酸できる程度の微量添加でよ
く、０．５重量％以下で十分であると推定される。

添加方法としては、予め原材料として、もしくはＮｉ　
７ｉ溶湯中に、後からＹ単体として添加し、鋳造する前
に表面に浮いた酸化物を除去したり、あるいはフィルタ
にかけることによりＹ２Ｏ，がＮｉ　Ｔｉ合金中に混入
するのを防止でき、低酸素のＮｉ　Ｔ＋合金インゴット
を容易に製造できる。

また、Ｙ２Ｏ，は少量であればＮｉ　７ｉ合金中に残存
しても形状記憶効果を損なうことはない。

実施例１ スポンジＴ１と電解Ｎ１を原料としてハイ点（逆変態終
了温度）が１１０℃となるような合金を高周波誘導真空
溶解し、全体が溶は落ちた後にＹを０．５重量％添加し
、浮遊酸化物を除去して鋳造した。

このインゴットを熱間加工と冷間加工どによって線材と
してコイル状アクチュエータを作成したところ、Ａ＋＝
１１０℃で温度ヒステリシスが２５　ｄｅｇ以下の動作
をした。

なお、Ｙを含有しているＮｉとＴ１どの２元合金の場合
、ハイ−１１０℃で温度ヒステリシスは３０ｄｅｏであ
った。

実施例２ Ｙを０．３重１％添加したＮｉ　７ｉ合金（Ｎｉの組成
は５５重量％）を熱間加工および冷間加工５− により厚さ０．２１１１１１１の条材とした。この条材
は靭性に富み１８０°完全密着曲げが可能であった。

なお、Ｙを含有していないＮｉ　７ｉ合金＜Ｎ＋の組成
は５５重量％）の同じ工程による試料は、同じ曲げ試験
で折損した。

［発明の効果Ｊ 以上の説明より明らかなように本発明によれば次のごと
き優れた効果が発揮される。

合金中に酸化物を含まないため靭性が向上し、部材への
成形加工性が高められる。また、Ｎ１−Ｔｉマトリック
スの組成が所望の組成から変化しにくいため変態点のコ
ントロールが容易である。

さらに、Ｍｓ点を８０℃以上にすることが可能であるの
で、（Ａ＋　Ｍ　５　）で表わされる温度ヒステリシス
が小さくなり、１００℃近傍の高温で作動する素子を構
成することができる。

６− 手続補正病 昭和６０年１月９８ １、事件の表示 昭和５９年特許願第１０７２７７号 ２、発明の名称 形状記憶合金 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　大阪市　東区　北浜　５丁目１５番地名称　（２
１３）住友電気工業株式会社代表者川上哲部 ４、代理人 住　所　大阪市北区天神橋２丁目３番９号　八千代第一
ビル電話　大阪（０６）３５１−６２３９　（代）氏名
弁理士（６４７４）深見久部 ５、補正命令の日付 自発補正 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 明細書第５頁第１５行目の「含有している」を「含有し
ていない」に訂正する。

以上 　２　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 組成の５０〜６０重量％がＮ１、残部がＴｉで構成され
   熱弾性型マルテンサイト変態するＮｉＴ１合金に、０．
   ００１〜０．５重量％のＹを含有させたことを特徴とす
   る形状記憶合金。