JPS6214217B2 - - Google Patents
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- JPS6214217B2 JPS6214217B2 JP4149583A JP4149583A JPS6214217B2 JP S6214217 B2 JPS6214217 B2 JP S6214217B2 JP 4149583 A JP4149583 A JP 4149583A JP 4149583 A JP4149583 A JP 4149583A JP S6214217 B2 JPS6214217 B2 JP S6214217B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、可逆形状記憶効果を有するパイプ、
リング等の部品の製造方法に関する。
リング等の部品の製造方法に関する。
TiNi、TiNiX(X=Fe、Cu等)合金は、熱弾
性マルテンサイト変態の逆変態に付随して顕著な
形状記憶効果を示すことが知られている(「金
属」1966年2月13日号、P.P44〜48、「日本金属
学会会報」第12巻第3号(1973)P.P157〜171、
「日本金属学会誌」第30巻第2号(1975)P.P175
〜181その他)。
性マルテンサイト変態の逆変態に付随して顕著な
形状記憶効果を示すことが知られている(「金
属」1966年2月13日号、P.P44〜48、「日本金属
学会会報」第12巻第3号(1973)P.P157〜171、
「日本金属学会誌」第30巻第2号(1975)P.P175
〜181その他)。
これらの形状記憶合金は、溶解法によつて
TiNi合金材を得た後、熱間加工、または冷間加
工により所定の形状、寸法に加工後、例えば700
℃で1時間の歪除去熱処理を行なつた後、500〜
700℃1時間の熱処理によりTiNi単相化処理を行
なつて製造される。歪除去、単相化処理は同時に
実施する場合もある。
TiNi合金材を得た後、熱間加工、または冷間加
工により所定の形状、寸法に加工後、例えば700
℃で1時間の歪除去熱処理を行なつた後、500〜
700℃1時間の熱処理によりTiNi単相化処理を行
なつて製造される。歪除去、単相化処理は同時に
実施する場合もある。
TiNi合金に、二段変態の原理を利用して形状
変化の度合の大きな可逆形状記憶効果を付与させ
る方法は、本願出願人により出願された「可逆形
状記憶効果を有するチタン・ニツケル合金および
その製造方法」(特開昭58−151445号)に記載さ
れている。その内容は、600℃以上の温度で単相
処理後、600℃以下の温度で拘束時効処理により
複相化することにより、可逆形状記憶効果を導出
するものである。
変化の度合の大きな可逆形状記憶効果を付与させ
る方法は、本願出願人により出願された「可逆形
状記憶効果を有するチタン・ニツケル合金および
その製造方法」(特開昭58−151445号)に記載さ
れている。その内容は、600℃以上の温度で単相
処理後、600℃以下の温度で拘束時効処理により
複相化することにより、可逆形状記憶効果を導出
するものである。
従来の形状記憶効果を有するパイプ、例えば継
手に見られる機能は、接続すべきパイプの外径よ
りやや小さい径をもつ継手をマルテンサイト相の
温度化(例えば液体窒素雰囲気下)で接続すべき
パイプの外径よりやや大きめに機械的に拡げ、こ
れに接続すべきパイプをセツトして温度を上昇さ
せてオーステナイト相の温度下で収縮せしめて結
合を完了させるものであつた。(特公昭52−
5458、特公昭54−4898)しかし、この継手は、接
続作業を実施する作業現場で液体窒素浸漬下で継
手の拡張加工を行ない、拡張加工後室温に戻して
再び液体窒素に入れる作業が必要となり、接合作
業に煩雑さを生じさせる原因となつていた。
手に見られる機能は、接続すべきパイプの外径よ
りやや小さい径をもつ継手をマルテンサイト相の
温度化(例えば液体窒素雰囲気下)で接続すべき
パイプの外径よりやや大きめに機械的に拡げ、こ
れに接続すべきパイプをセツトして温度を上昇さ
せてオーステナイト相の温度下で収縮せしめて結
合を完了させるものであつた。(特公昭52−
5458、特公昭54−4898)しかし、この継手は、接
続作業を実施する作業現場で液体窒素浸漬下で継
手の拡張加工を行ない、拡張加工後室温に戻して
再び液体窒素に入れる作業が必要となり、接合作
業に煩雑さを生じさせる原因となつていた。
本発明は、これらの欠点を除去するために形状
記憶合金によるパイプやリング等の部品(例えば
継手)に可逆形状記憶効果を付与させることによ
り、継手の接合、脱着を容易にしたものであり、
継手のみならず、プラグ、弁等の多分野に応用可
能な可逆形状記憶合金部品を提供することを目的
としたものである。
記憶合金によるパイプやリング等の部品(例えば
継手)に可逆形状記憶効果を付与させることによ
り、継手の接合、脱着を容易にしたものであり、
継手のみならず、プラグ、弁等の多分野に応用可
能な可逆形状記憶合金部品を提供することを目的
としたものである。
2つ以上の管を接続する継手の加工は、まず
TiおよびNiをNi過剰側合金(Ni過剰側合金は室
温以下の変態温度を示す。)となるように配合、
溶解し、その後、熱間加工、冷間加工によりパイ
プの形状を得る。ここで従来は、最終形状を得る
直前、もしくは最終形状を得た後、熱処理、すな
わちNiTi単相化処理(例えば950℃で30分間)を
行なつて継手を得ている。この方法によると、マ
ルテンサイト相で変形したパイプは、高温に於け
るオーステナイト相に合金が変態することでパイ
プの形状は元に戻り、継手に見られるようにパイ
プの接合は完了する。しかし、接合が完了した継
手の脱離のために、接合部位を合金のマルテンサ
イト変態温度以下に冷却しても継手は自発的には
拡がらず、脱離は機械的な方法によらなければな
らない。すなわち、この種の形状記憶合金は、可
逆性のない形状記憶合金である。なお強加工によ
る可逆性の付与は可能であるが、形状温度制御が
困難である。
TiおよびNiをNi過剰側合金(Ni過剰側合金は室
温以下の変態温度を示す。)となるように配合、
溶解し、その後、熱間加工、冷間加工によりパイ
プの形状を得る。ここで従来は、最終形状を得る
直前、もしくは最終形状を得た後、熱処理、すな
わちNiTi単相化処理(例えば950℃で30分間)を
行なつて継手を得ている。この方法によると、マ
ルテンサイト相で変形したパイプは、高温に於け
るオーステナイト相に合金が変態することでパイ
プの形状は元に戻り、継手に見られるようにパイ
プの接合は完了する。しかし、接合が完了した継
手の脱離のために、接合部位を合金のマルテンサ
イト変態温度以下に冷却しても継手は自発的には
拡がらず、脱離は機械的な方法によらなければな
らない。すなわち、この種の形状記憶合金は、可
逆性のない形状記憶合金である。なお強加工によ
る可逆性の付与は可能であるが、形状温度制御が
困難である。
本発明はこれらの欠点を除去するために拘束時
効処理を施すことにより、顕著な可逆性を有し、
形状制御、温度制御が容易な形状記憶合金の製造
方法を提供するものである。
効処理を施すことにより、顕著な可逆性を有し、
形状制御、温度制御が容易な形状記憶合金の製造
方法を提供するものである。
本発明は、原子パーセントでNi50.3〜53.0、残
部実質上Tiよりなる合金を加工して得たパイプ
あるいはリングを、700℃以上の温度で熱処理を
施して、TiNi単相化処理を行ない、その後、上
記パイプあるいはリングを機械的に圧縮あるいは
拡張しそのまま機械的拘束下で600℃以下の温度
で時効処理を施すことにより、加熱、冷却の熱サ
イクルに応じて上記パイプあるいはリングが収
縮、膨張を可逆的に繰り返す可逆形状記憶効果を
有するチタンニツケル合金部品の製造方法であ
る。
部実質上Tiよりなる合金を加工して得たパイプ
あるいはリングを、700℃以上の温度で熱処理を
施して、TiNi単相化処理を行ない、その後、上
記パイプあるいはリングを機械的に圧縮あるいは
拡張しそのまま機械的拘束下で600℃以下の温度
で時効処理を施すことにより、加熱、冷却の熱サ
イクルに応じて上記パイプあるいはリングが収
縮、膨張を可逆的に繰り返す可逆形状記憶効果を
有するチタンニツケル合金部品の製造方法であ
る。
以下に本発明の実施例を説明する。
第1図、第2図は本発明の第1の実施例を示
す。ここではまず原子パーセントでNi50.8、残り
Tiよりなる合金で第1図に示す如きパイプ10
をつくるが、これは熱間加工により棒状体をつく
り、次に冷間切削加工によりパイプ10をつく
る。このパイプ10を700℃以上で熱処理して歪
除去及びTiNi単相化の記憶処理を施す。次に第
2図に示す如く、パイプ10の内径よりやや大き
な外径(外径/内径は1.08を越えない)を有する
拡張部材12を用い、パイプ10を液体窒素中で
拡張してパイプ10′とし、そのままの状態、す
なわち歪みを加えたままの機械的拘束状態にて
400℃で100時間時効処理を施す。時効処理完了
後、オーステナイト相の状態(本実施例では60℃
以上)で拡張部材12よりパイプ10′を取り外
す。
す。ここではまず原子パーセントでNi50.8、残り
Tiよりなる合金で第1図に示す如きパイプ10
をつくるが、これは熱間加工により棒状体をつく
り、次に冷間切削加工によりパイプ10をつく
る。このパイプ10を700℃以上で熱処理して歪
除去及びTiNi単相化の記憶処理を施す。次に第
2図に示す如く、パイプ10の内径よりやや大き
な外径(外径/内径は1.08を越えない)を有する
拡張部材12を用い、パイプ10を液体窒素中で
拡張してパイプ10′とし、そのままの状態、す
なわち歪みを加えたままの機械的拘束状態にて
400℃で100時間時効処理を施す。時効処理完了
後、オーステナイト相の状態(本実施例では60℃
以上)で拡張部材12よりパイプ10′を取り外
す。
その結果、第3図に示すように、加熱、冷却の
温度サイクルに対してパイプ10′は可逆的に膨
張、収縮を繰り返すようになる。第3図の場合、
冷却は30℃で収縮し、加熱は60℃で膨張を完了す
る。すなわち上記した700℃以上での単相化処理
時のパイプ10の直径と、拘束時効処理時の直径
との間で膨張、収縮する。このようなパイプ1
0′は管を外側から接続する継手として用いるこ
とができ、上記した作用で接合、脱着は従来例に
比べて非常に容易である。勿論、この継手は温度
変化の少ない場所で使用される。
温度サイクルに対してパイプ10′は可逆的に膨
張、収縮を繰り返すようになる。第3図の場合、
冷却は30℃で収縮し、加熱は60℃で膨張を完了す
る。すなわち上記した700℃以上での単相化処理
時のパイプ10の直径と、拘束時効処理時の直径
との間で膨張、収縮する。このようなパイプ1
0′は管を外側から接続する継手として用いるこ
とができ、上記した作用で接合、脱着は従来例に
比べて非常に容易である。勿論、この継手は温度
変化の少ない場所で使用される。
ところで、Ni濃度を原子パーセントで50.3〜
53.0%としたのは、Ni濃度が50.3%未満のTiNi合
金では時効によつてNi過剰の析出物が生成され
ないためであり、またNi濃度が53.0%を越える
TiNi合金は時効による前記析出物は顕著に観察
されるものの、実用材として供されるには問題が
あるためである。すなわち、TiNi合金の熱間お
よび冷間の加工性は合金中Ni濃度の増加ととも
に悪くなる傾向を示し、53.0%を越えると殆んど
加工できないことによつている。一方、熱処理条
件について言えば、単相化処理のための熱処理温
度を700℃以上としたが、50.3%Niの如き化学量
論TiNi合金に近い合金では600〜700℃の温度で
もTiNi単相を得ることは可能である。また、時
効処理のための熱処理温度を600℃以下としたの
は、前記化学量論に近い合金では得られ難いが、
51.0%Niの如きNi過剰なTiNi合金では600℃でも
5ないし10分間の保持により可逆形状記憶効果は
得られるためである。
53.0%としたのは、Ni濃度が50.3%未満のTiNi合
金では時効によつてNi過剰の析出物が生成され
ないためであり、またNi濃度が53.0%を越える
TiNi合金は時効による前記析出物は顕著に観察
されるものの、実用材として供されるには問題が
あるためである。すなわち、TiNi合金の熱間お
よび冷間の加工性は合金中Ni濃度の増加ととも
に悪くなる傾向を示し、53.0%を越えると殆んど
加工できないことによつている。一方、熱処理条
件について言えば、単相化処理のための熱処理温
度を700℃以上としたが、50.3%Niの如き化学量
論TiNi合金に近い合金では600〜700℃の温度で
もTiNi単相を得ることは可能である。また、時
効処理のための熱処理温度を600℃以下としたの
は、前記化学量論に近い合金では得られ難いが、
51.0%Niの如きNi過剰なTiNi合金では600℃でも
5ないし10分間の保持により可逆形状記憶効果は
得られるためである。
第4図、第5図は本発明の他の実施例を示し、
上記実施例と逆に作用するようにしたものであ
る。
上記実施例と逆に作用するようにしたものであ
る。
すなわちパイプ13の製造工程、歪除去及び
TiNi単相化の処理は上記実施例とは同じである
が、このようにして得られたパイプ13をこの外
径よりやや小さな内径を有する圧縮部材15に圧
入するようにしている。このようにして歪みを加
えたままの機械的拘束状態にて上記実施例同様の
時効処理を施す。
TiNi単相化の処理は上記実施例とは同じである
が、このようにして得られたパイプ13をこの外
径よりやや小さな内径を有する圧縮部材15に圧
入するようにしている。このようにして歪みを加
えたままの機械的拘束状態にて上記実施例同様の
時効処理を施す。
このようにして得たパイプ13′は、第6図に
示すように、上記実施例とは逆に冷却では膨張
し、加熱では収縮するように作用する。このため
継手として使用する場合は、管を内面側から接続
するように利用される。
示すように、上記実施例とは逆に冷却では膨張
し、加熱では収縮するように作用する。このため
継手として使用する場合は、管を内面側から接続
するように利用される。
膨張、収縮の温度サイクルは、上記同様の熱処
理によれば、30℃および60℃であり、その直径の
変化は単相化処理時の径と、拘束時効処理時の径
との間である。
理によれば、30℃および60℃であり、その直径の
変化は単相化処理時の径と、拘束時効処理時の径
との間である。
本実施例では一例のみであつたが、パイプに供
する合金のNi量、時効処理条件を選ぶことによ
り、膨張、収縮の温度は任意に選定することが可
能である。例えば原子パーセントでNi51.5残部Ti
よりなる合金では、600℃の時効処理では−32℃
と−57℃の間で上記可逆性が発揮できる。
する合金のNi量、時効処理条件を選ぶことによ
り、膨張、収縮の温度は任意に選定することが可
能である。例えば原子パーセントでNi51.5残部Ti
よりなる合金では、600℃の時効処理では−32℃
と−57℃の間で上記可逆性が発揮できる。
またTiNi合金のみならず、上記した既に出願
済みの発明中に示されているように、母相中間
相の二段変態を時効処理によつて有する他の
TiNi系合金についても本発明の効果は認められ
るものである。
済みの発明中に示されているように、母相中間
相の二段変態を時効処理によつて有する他の
TiNi系合金についても本発明の効果は認められ
るものである。
本発明によれば、継手用のパイプのみならず、
応急措置に用いる脱、着可能なグリツプあるいは
コネクター等のリングへの適用も可能であり、そ
の適用範囲は広い。
応急措置に用いる脱、着可能なグリツプあるいは
コネクター等のリングへの適用も可能であり、そ
の適用範囲は広い。
第1図、第2図は本発明の第1の実施例を製造
工程順に示し、第3図はこの製造方法による合金
パイプの加熱、冷却による直径変化を示す端面
図、第4図、第5図は本発明の他の実施例を製造
工程順に示し、第6図はこの製造方法による合金
パイプの加熱、冷却による直径変化を示す端面図
である。 図中、10,10′,13,13′はTiNi合金
パイプ、12は拡張部材、13は圧縮部材。
工程順に示し、第3図はこの製造方法による合金
パイプの加熱、冷却による直径変化を示す端面
図、第4図、第5図は本発明の他の実施例を製造
工程順に示し、第6図はこの製造方法による合金
パイプの加熱、冷却による直径変化を示す端面図
である。 図中、10,10′,13,13′はTiNi合金
パイプ、12は拡張部材、13は圧縮部材。
Claims (1)
- 1 原子パーセントでNi50.3〜53.0、残部実質上
Tiよりなる合金を加工して得たパイプあるいは
リングを、700℃以上の温度で熱処理を施して、
TiNi単相化処理を行ない、その後、上記パイプ
あるいはリングを機械的に圧縮あるいは拡張しそ
のまま機械的拘束下で600℃以下の温度で時効処
理を施すことにより、加熱、冷却の熱サイクルに
応じて上記パイプあるいはリングが収縮、膨張を
可逆的に繰り返す可逆形状記憶効果を有するチタ
ンニツケル合金部品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4149583A JPS59170246A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 可逆形状記憶効果を有するチタンニツケル合金部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4149583A JPS59170246A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 可逆形状記憶効果を有するチタンニツケル合金部品の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59170246A JPS59170246A (ja) | 1984-09-26 |
JPS6214217B2 true JPS6214217B2 (ja) | 1987-04-01 |
Family
ID=12609933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4149583A Granted JPS59170246A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 可逆形状記憶効果を有するチタンニツケル合金部品の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59170246A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6267159A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-26 | Nhk Spring Co Ltd | 形状記憶合金を用いた筒状製品とその製造方法 |
KR20020061286A (ko) | 2001-01-15 | 2002-07-24 | 한국과학기술연구원 | 형상기억효과를 이용한 안경테의 접합 방법 |
CN1303451C (zh) * | 2002-05-10 | 2007-03-07 | 韩国科学技术研究院 | 用于眼镜架的连接方法 |
-
1983
- 1983-03-15 JP JP4149583A patent/JPS59170246A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59170246A (ja) | 1984-09-26 |
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