JPS61227141A - ＮｉＴｉ系形状記憶合金線 - Google Patents
ＮｉＴｉ系形状記憶合金線Info
- Publication number
- JPS61227141A JPS61227141A JP6620785A JP6620785A JPS61227141A JP S61227141 A JPS61227141 A JP S61227141A JP 6620785 A JP6620785 A JP 6620785A JP 6620785 A JP6620785 A JP 6620785A JP S61227141 A JPS61227141 A JP S61227141A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape memory
- alloy wire
- wire
- niti
- memory alloy
- 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.)
- Pending
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＮｉ Ｔｉ系形状記憶合金線に関し、特にアク
チュエーター等に使用した場合の形状記憶効果による伸
縮特性の劣化を小さくしたものである。
チュエーター等に使用した場合の形状記憶効果による伸
縮特性の劣化を小さくしたものである。
（従来の技術）
一般に形状記憶合金は所定の形状に記憶処理すると、そ
の後低温で変形しても、所定の温度以上に加熱すると記
憶した形状に戻る形状回復特性を有し、温度作動素子と
して広範な応用が期待されている。特に金属間化合物Ｎ
ｉ ７ｉを主成分とする形状記憶合金は繰返し特性が良
いためアクチュエーター等に用いられている。
の後低温で変形しても、所定の温度以上に加熱すると記
憶した形状に戻る形状回復特性を有し、温度作動素子と
して広範な応用が期待されている。特に金属間化合物Ｎ
ｉ ７ｉを主成分とする形状記憶合金は繰返し特性が良
いためアクチュエーター等に用いられている。
形状記憶合金をアクチュエーターとして使用する場合は
、通常合金線をばねに成形するか又は直線状に配置し、
その伸縮動作を利用するものである。
、通常合金線をばねに成形するか又は直線状に配置し、
その伸縮動作を利用するものである。
金属間化合物Ｎｉ Ｔｉを主成分とする形状記 ゛憶合
金線を直線又は略直線状に配置して形状記憶効果による
伸縮動作を繰返し行なうと、合金線が少しずつ伸びて緩
んでしまう欠点がある。
金線を直線又は略直線状に配置して形状記憶効果による
伸縮動作を繰返し行なうと、合金線が少しずつ伸びて緩
んでしまう欠点がある。
合金線が形状記憶効果による伸縮動作により初期の長さ
より伸びると、例えばアクチュエーターとして使用する
場合、初期の発生力が得られなくなったり、動作に遊び
が生ずるという好ましくない結果をもたらす。
より伸びると、例えばアクチュエーターとして使用する
場合、初期の発生力が得られなくなったり、動作に遊び
が生ずるという好ましくない結果をもたらす。
（問題点を解決するための手段）
本発明はこれに極み種々検討の結果、形状記憶効果によ
る伸縮特性の劣化を大巾に減じたＮｉ ｉｉ系形状記憶
合金線を開発したもので、金属間化合物Ｎｉ Ｔｉを主
成分とする合金線材を直線又は略直線状に形状記憶熱処
理し、その長手方向に引張り加重を付加した状態でマル
テンサイト変態及び逆変態する熱サイクルを１回又は複
数回加えることを特徴とするものである。
る伸縮特性の劣化を大巾に減じたＮｉ ｉｉ系形状記憶
合金線を開発したもので、金属間化合物Ｎｉ Ｔｉを主
成分とする合金線材を直線又は略直線状に形状記憶熱処
理し、その長手方向に引張り加重を付加した状態でマル
テンサイト変態及び逆変態する熱サイクルを１回又は複
数回加えることを特徴とするものである。
即ち本発明は金属間化合物Ｎｉ ７ｉを主成分とする合
金線材、詳しくはＮ ： ４９．５〜５１．Ｏａｔ％、
残部Ｔｉからなる合金、またはＮｉ４９，５〜５１、Ｏ
ａｔ％とＦｅ 、 Ｃｕ 、 Ｃｏ 、 Ｃｒ 、 Ｐ
ｄ 。
金線材、詳しくはＮ ： ４９．５〜５１．Ｏａｔ％、
残部Ｔｉからなる合金、またはＮｉ４９，５〜５１、Ｏ
ａｔ％とＦｅ 、 Ｃｕ 、 Ｃｏ 、 Ｃｒ 、 Ｐ
ｄ 。
ＡＵの何れか１種以上を合計１．Ｏａｔ％以下を含み、
残部Ｔｉからなる合金の線材を直線又は略直線状に形状
記憶熱処理する。
残部Ｔｉからなる合金の線材を直線又は略直線状に形状
記憶熱処理する。
次に形状記憶熱処理した合金線材を、例えば第１図に示
すように合金線材（１）の一端に重り（２）を取付け、
他端を支持片に係止することにより、合金線材（１）の
長手方向に引張り荷重を負荷する。このようにして合金
線材（１）の両端に設けた電極（３）、（３１を介して
電源（４）より電流を通じ、合金線材（１）を゛加熱し
てマルテンサイト変態を起させ、次に電流を遮断とて空
冷することにより逆変態させる熱サイクルを１回又は複
数回行なうものである尚図において（５）は温度を制御
するための電流計を示す、また大量の合金線材を処理す
るときは、第１図に示す処理に代り、第２図に示すよう
に合金線材（１）を左右に引張られた一対のドラム（６
）、（７）にかけ渡し、その下部を温水（８）により加
熱し、上部を空冷してマルテンサイト変態及び逆変態す
る熱サイクルを連続的に行なうこともできる。
すように合金線材（１）の一端に重り（２）を取付け、
他端を支持片に係止することにより、合金線材（１）の
長手方向に引張り荷重を負荷する。このようにして合金
線材（１）の両端に設けた電極（３）、（３１を介して
電源（４）より電流を通じ、合金線材（１）を゛加熱し
てマルテンサイト変態を起させ、次に電流を遮断とて空
冷することにより逆変態させる熱サイクルを１回又は複
数回行なうものである尚図において（５）は温度を制御
するための電流計を示す、また大量の合金線材を処理す
るときは、第１図に示す処理に代り、第２図に示すよう
に合金線材（１）を左右に引張られた一対のドラム（６
）、（７）にかけ渡し、その下部を温水（８）により加
熱し、上部を空冷してマルテンサイト変態及び逆変態す
る熱サイクルを連続的に行なうこともできる。
このように直線又は略直線状に形状記憶処理した合金線
材を引張り荷重下でマルテンサイト変態及び逆変態する
熱サイクルを与えて強制的に繰返し伸縮動作させること
により、アクチュエーター等に使用して繰返し伸縮動作
させる時の好ましくない伸びを生じさせ、その後の使用
における伸縮特性の劣化を大巾に減少せしめたものであ
る。
材を引張り荷重下でマルテンサイト変態及び逆変態する
熱サイクルを与えて強制的に繰返し伸縮動作させること
により、アクチュエーター等に使用して繰返し伸縮動作
させる時の好ましくない伸びを生じさせ、その後の使用
における伸縮特性の劣化を大巾に減少せしめたものであ
る。
しかして形状記憶熱処理は３５０〜５５０℃の温度で数
十分加熱することが望ましく、温度が３５０℃未満では
その後の熱サイクルにおける荷重を大きくするか、又は
熱サイクルの回数を多くする必要があり、また５５０℃
を越えると荷重を小さくするか、又は熱サイクルの回数
を少なくすればよいが、何れも伸縮特性の劣化を大巾に
減少させることができない。
十分加熱することが望ましく、温度が３５０℃未満では
その後の熱サイクルにおける荷重を大きくするか、又は
熱サイクルの回数を多くする必要があり、また５５０℃
を越えると荷重を小さくするか、又は熱サイクルの回数
を少なくすればよいが、何れも伸縮特性の劣化を大巾に
減少させることができない。
また熱サイクルにおける合金線材の負荷に応じてアクチ
ュエーター等に使用した場合の伸縮特性の劣化は減少す
るも、大巾に減少させるためには応力として５〜３０Ｋ
ｇｒ ／ ａ ２を負荷することが望ましく、負荷が５
１ｇｆ ／ｎ＋ｎ＋２未満では伸縮特性の劣化を大巾に
減少させることができず、３０に９ ｆ ／ ｍ ２を
越えると合金線材の伸びが著しく、線径などの変化も大
きく、実用上望ましくない。
ュエーター等に使用した場合の伸縮特性の劣化は減少す
るも、大巾に減少させるためには応力として５〜３０Ｋ
ｇｒ ／ ａ ２を負荷することが望ましく、負荷が５
１ｇｆ ／ｎ＋ｎ＋２未満では伸縮特性の劣化を大巾に
減少させることができず、３０に９ ｆ ／ ｍ ２を
越えると合金線材の伸びが著しく、線径などの変化も大
きく、実用上望ましくない。
［実施例〕
Ｔｉ −４９，６ａｔ％Ｎｉからなる合金を真空溶解し
て金型に鋳造し、得られた鋳塊を面削した後、熱間鋳造
、圧延加工により直径ｉｏ、の線材とした、これを冷間
で伸線加工と中間焼鈍を繰返して直径０．７５ ａｍの
細線に仕上げた。上記細線を４５０℃で３０分間形状記
憶熱処理により直線形状を記憶させた。この線材の形状
回復温度は約８０℃であった。この線材を第１図に示す
ように下端に重りを取付け、上端を支持片に係止して通
電加熱と空冷によりマルテンサイト変態及び逆変態の熱
サイクルを施した。
て金型に鋳造し、得られた鋳塊を面削した後、熱間鋳造
、圧延加工により直径ｉｏ、の線材とした、これを冷間
で伸線加工と中間焼鈍を繰返して直径０．７５ ａｍの
細線に仕上げた。上記細線を４５０℃で３０分間形状記
憶熱処理により直線形状を記憶させた。この線材の形状
回復温度は約８０℃であった。この線材を第１図に示す
ように下端に重りを取付け、上端を支持片に係止して通
電加熱と空冷によりマルテンサイト変態及び逆変態の熱
サイクルを施した。
熱サイクルとしては細線にかかる引張り応力が約１〜４
０ＫＩｆ／ｊＩ！２となるように重りの重量を０ 、５
Ｋｇから２０ Ｋｇとし、電流を約７Ａとして１０秒
間通電し、６０秒間休止した。
０ＫＩｆ／ｊＩ！２となるように重りの重量を０ 、５
Ｋｇから２０ Ｋｇとし、電流を約７Ａとして１０秒
間通電し、６０秒間休止した。
このようにして得た形状記憶合金細線について、第３図
に示すように１字状に曲った杆（９）の曲り部（１０）
を支持片（１３）に軸着し、その一方に突出杆の中間を
ばね（１１）により下方向に引張り、先端を指針として
目盛（１２）に合せ、他方の突出杆先端と固定片（１４
）問に形状記憶合金細線（１）を取付けるようにしたア
クチュエーターを用０、伸縮特性を測定した。その結果
を第１表に示す。
に示すように１字状に曲った杆（９）の曲り部（１０）
を支持片（１３）に軸着し、その一方に突出杆の中間を
ばね（１１）により下方向に引張り、先端を指針として
目盛（１２）に合せ、他方の突出杆先端と固定片（１４
）問に形状記憶合金細線（１）を取付けるようにしたア
クチュエーターを用０、伸縮特性を測定した。その結果
を第１表に示す。
伸縮特性は形状記憶合金細線（１）に電源（４）をオン
、オフすることにより通電加熱と空冷により示針を上下
させ１０００回動作後の目盛（１２）を読み取って、そ
の変位により判定した。
、オフすることにより通電加熱と空冷により示針を上下
させ１０００回動作後の目盛（１２）を読み取って、そ
の変位により判定した。
第１表
第１表から明らかなように引張り応力が２．２６ Ｋ’
ｌｆ ／ｍ２以下では熱サイクルを２０００回加えても
、熱サイクルを加えないものとほとんど差が見られない
が、引張り応力がａ、ｓ２結ｒ／Ｊ１１１＋２では２０
００回の熱サイクルにより伸縮特性は著しく改善され、
更に引張り応力を９．０５Ｋｇｆ／ｊｌＩＩＩ２と高く
して熱サイクルを加えたちのは、１５０回の熱サイクル
で伸縮特性の劣化はほとんど見られず、引張り応力が３
３．９５ Ｋｇｔ ／ｌｌｌｌＲ２以上では１回の熱サ
イクルにより伸縮特性の劣化がなくなるも、引張り応力
の増加と共に線材の伸びが著しくなり、線径等の変化が
大きくなる。このように本発明においては、熱サイクル
条件を引張り応力５〜３０Ｋｇｆ／Ｉ！ｌｌＩ２、回数
を１回以上、数百回程度とすることが望ましい。
ｌｆ ／ｍ２以下では熱サイクルを２０００回加えても
、熱サイクルを加えないものとほとんど差が見られない
が、引張り応力がａ、ｓ２結ｒ／Ｊ１１１＋２では２０
００回の熱サイクルにより伸縮特性は著しく改善され、
更に引張り応力を９．０５Ｋｇｆ／ｊｌＩＩＩ２と高く
して熱サイクルを加えたちのは、１５０回の熱サイクル
で伸縮特性の劣化はほとんど見られず、引張り応力が３
３．９５ Ｋｇｔ ／ｌｌｌｌＲ２以上では１回の熱サ
イクルにより伸縮特性の劣化がなくなるも、引張り応力
の増加と共に線材の伸びが著しくなり、線径等の変化が
大きくなる。このように本発明においては、熱サイクル
条件を引張り応力５〜３０Ｋｇｆ／Ｉ！ｌｌＩ２、回数
を１回以上、数百回程度とすることが望ましい。
このように本発明線材はアクチュエーター等に使用し、
繰返し動作における伸縮特性の劣化が小さく、ロボット
等のアクチュエーターとしての精度を高めることができ
る顕著な効果を奏するものである。
繰返し動作における伸縮特性の劣化が小さく、ロボット
等のアクチュエーターとしての精度を高めることができ
る顕著な効果を奏するものである。
第１図は形状記憶合金細線の熱サイクル付加の一例を示
す説明図、第２図は形状記憶合金細線の熱サイクル付加
の他の一例を示す説明図、第３図は伸縮特定判定用のア
クチュエーターの一例を示す説明図である。 １ ・・・形状記憶合金線 ２ ・・・重り３．３
′・・・端子 ４ ・・・電源５ ・・
・電流計 ６．７・・・ドラム８ ・・・温
水 ９ ・・・杆１０ ・・・曲り部
１１ ・・・ばね１２ ・・・目盛
１３ ・・・支持片１４ ・・・固定片 第２図 第３図
す説明図、第２図は形状記憶合金細線の熱サイクル付加
の他の一例を示す説明図、第３図は伸縮特定判定用のア
クチュエーターの一例を示す説明図である。 １ ・・・形状記憶合金線 ２ ・・・重り３．３
′・・・端子 ４ ・・・電源５ ・・
・電流計 ６．７・・・ドラム８ ・・・温
水 ９ ・・・杆１０ ・・・曲り部
１１ ・・・ばね１２ ・・・目盛
１３ ・・・支持片１４ ・・・固定片 第２図 第３図
Claims (4)
- （１）金属間化合物ＮｉＴｉを主成分とする合金線材を
、直線又は略直線状に形状記憶熱処理し、その長手方向
に引張り荷重を負荷した状態で、マルテンサイト変態及
び逆変態する熱サイクルを１回又は複数回加えることを
特徴とするＮｉＴｉ系形状記憶合金線。 - （２）金属間化合物ＮｉＴｉを主成分とする合金線材に
Ｎｉ４９．５〜５１．０ａｔ％又はＮｉ４９．５〜５１
．０ａｔ％とＦｅ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ａｕの内
何れか１種以上を合計１．０ａｔ％以下含み、残部Ｔｉ
からなる合金線材を用いる特許請求の範囲第１項記載の
ＮｉＴｉ系形状記憶合金線。 - （３）形状記憶熱処理を３５０〜５５０℃の温度で行な
う特許請求の範囲第１項又は第２項記載のＮｉＴｉ系形
状記憶合金線。 - （４）線材に負荷する引張り荷重を応力にして５〜３０
Ｋｇｆ／ｍｍ＾２とする特許請求の範囲第１項、第２項
及び第３項記載のＮｉＴｉ系形状記憶合金線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6620785A JPS61227141A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6620785A JPS61227141A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61227141A true JPS61227141A (ja) | 1986-10-09 |
Family
ID=13309156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6620785A Pending JPS61227141A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61227141A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61235528A (ja) * | 1985-04-09 | 1986-10-20 | Keijiyou Kioku Gokin Gijutsu Kenkyu Kumiai | 超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金 |
| JPS63118056A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-05-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ＮｉＴｉ系形状記憶合金コイルばねの製造法 |
| JPS63169367A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ばね用Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金素子の製造方法 |
| EP0699881A3 (de) * | 1992-08-13 | 1996-09-11 | Bodenseewerk Geraetetech | Kühlsystem zum Abkühlen eines Kühlobjektes auf tiefe Temperaturen mittels eines Joule-Thomson-Kühlers |
| JP2007075618A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Sportswire Llc | 疲労耐性を改善した器具を製造する際に使用するためのニチノールを準備する方法 |
| CN109136806A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-01-04 | 中国石油大学(华东) | 一种固态下NiTi单晶循环热处理制备方法 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6620785A patent/JPS61227141A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61235528A (ja) * | 1985-04-09 | 1986-10-20 | Keijiyou Kioku Gokin Gijutsu Kenkyu Kumiai | 超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金 |
| JPS63118056A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-05-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ＮｉＴｉ系形状記憶合金コイルばねの製造法 |
| JPS63169367A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ばね用Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金素子の製造方法 |
| EP0699881A3 (de) * | 1992-08-13 | 1996-09-11 | Bodenseewerk Geraetetech | Kühlsystem zum Abkühlen eines Kühlobjektes auf tiefe Temperaturen mittels eines Joule-Thomson-Kühlers |
| JP2007075618A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Sportswire Llc | 疲労耐性を改善した器具を製造する際に使用するためのニチノールを準備する方法 |
| JP2014087691A (ja) * | 2005-09-13 | 2014-05-15 | Sportswire Llc | 疲労耐性を改善した器具を製造する際に使用するためのニチノールを準備する方法 |
| CN109136806A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-01-04 | 中国石油大学(华东) | 一种固态下NiTi单晶循环热处理制备方法 |
| CN109136806B (zh) * | 2018-11-09 | 2020-12-25 | 中国石油大学(华东) | 一种固态下NiTi单晶循环热处理制备方法 |
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