JPS62170443A - 形状記憶合金材料の製造方法 - Google Patents
形状記憶合金材料の製造方法Info
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- JPS62170443A JPS62170443A JP1106686A JP1106686A JPS62170443A JP S62170443 A JPS62170443 A JP S62170443A JP 1106686 A JP1106686 A JP 1106686A JP 1106686 A JP1106686 A JP 1106686A JP S62170443 A JPS62170443 A JP S62170443A
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Landscapes
- 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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、各種機械装置、住宅設備、医療器材などに
利用される形状記憶合金材料およびその製造方法に関す
るものである。
利用される形状記憶合金材料およびその製造方法に関す
るものである。
(従来の技術)
近年、可逆性もしくは非可逆性の形状記憶合金材料への
関心が高まっており、産業上の利用分野で形状記憶合金
材料自体およびそれらの用途の開発が進められている。
関心が高まっており、産業上の利用分野で形状記憶合金
材料自体およびそれらの用途の開発が進められている。
この種の形状記憶合金材料としては、Ni−Tiおよび
Ni−Ti−X系、Cu−ZnおよびCu−Zn−X系
、Cu−5n系、 N i−AM系等々の数多くの種類
のものが開発されている。
Ni−Ti−X系、Cu−ZnおよびCu−Zn−X系
、Cu−5n系、 N i−AM系等々の数多くの種類
のものが開発されている。
これらのうち、化学量論的にl:lの組成に近いNi−
Ti合金についても種々の研究がなされており、Ni濃
度と形状記憶効果を示す変態点(Af)との間にはほぼ
直線的な関係があり、Ni量が0.1重量%変化するこ
とによって変態点(Af)が10〜15°C変化するこ
とが知られている(日本国特許第863245号)。
Ti合金についても種々の研究がなされており、Ni濃
度と形状記憶効果を示す変態点(Af)との間にはほぼ
直線的な関係があり、Ni量が0.1重量%変化するこ
とによって変態点(Af)が10〜15°C変化するこ
とが知られている(日本国特許第863245号)。
また、Ni−Ti合金に形状記憶効果を持たせるために
は1通常の場合、冷間加工した材料を300〜500
’Oの中温度で熱処理する方法がとられている。例えば
、Ni−Ti合金に対して500 ’Oで形状記憶処理
を行った場合のNi濃度と変態点(Af)との関係を示
すと第1図のとおりである。
は1通常の場合、冷間加工した材料を300〜500
’Oの中温度で熱処理する方法がとられている。例えば
、Ni−Ti合金に対して500 ’Oで形状記憶処理
を行った場合のNi濃度と変態点(Af)との関係を示
すと第1図のとおりである。
第1図に示すように、Ni濃度が約55,2重量%以上
では変態点(Af)は一定値となる。
では変態点(Af)は一定値となる。
(発明が解決しようとする問題点)
第1図に示したように、Ni−Ti合金の変態点(Af
)はNi濃度が約55.2重量%以上で一定値となるが
、このNi−Ti合金において上記変態点(Af)をさ
らに低下させることが要望されていた。また、変態点(
Af)の低下と同時に熱間加工性や冷間加工性について
も良好なものにできるようにすることが要望されていた
。
)はNi濃度が約55.2重量%以上で一定値となるが
、このNi−Ti合金において上記変態点(Af)をさ
らに低下させることが要望されていた。また、変態点(
Af)の低下と同時に熱間加工性や冷間加工性について
も良好なものにできるようにすることが要望されていた
。
この発明は、上述した従来の要望に着目してなされたも
ので、かなりの研究実績をもっているNi−Ti系の形
状記憶合金材料において、変態点(Af)のコントロー
ルをしやすくし、変IE点(Af)が30°C以下の低
い材料を工業的に提供することを目的としている。
ので、かなりの研究実績をもっているNi−Ti系の形
状記憶合金材料において、変態点(Af)のコントロー
ルをしやすくし、変IE点(Af)が30°C以下の低
い材料を工業的に提供することを目的としている。
[発明の構ll112.]
(問題点を解決するための手段)
この発明による形状記憶合金材料は、Ni−Ti−X系
合金において、N i / T iが重量比で1.20
以上1.30以下であり、XがFe。
合金において、N i / T iが重量比で1.20
以上1.30以下であり、XがFe。
Co、Cr、Mnのうちの1種または2種以上の合計で
5.0重量%以下であることを特徴としている。
5.0重量%以下であることを特徴としている。
また、この発明による形状記憶合金材料の製造方法は、
N i / T iが重量比で1.20以上1.30以
下であり、XがFe、Co、Cr。
N i / T iが重量比で1.20以上1.30以
下であり、XがFe、Co、Cr。
Mnのうちの1種または2種以上の合計で5.0重量%
以下であるNt−Ti−X系合金を、700°C以上9
00 ℃以下の温度で溶体化処理し、次いで500℃以
上700℃以下の温度で焼なまし処理を施し、その後冷
間加工を行うようにしたことを特徴としている。
以下であるNt−Ti−X系合金を、700°C以上9
00 ℃以下の温度で溶体化処理し、次いで500℃以
上700℃以下の温度で焼なまし処理を施し、その後冷
間加工を行うようにしたことを特徴としている。
この発明による形状記憶合金材料およびその製造方法は
上記の構成からなるものであり、加工性および形状記憶
特性が良好であって、しかも変態点(Af)が30°C
以下の形状記憶合金材料を提供することができるもので
ある。
上記の構成からなるものであり、加工性および形状記憶
特性が良好であって、しかも変態点(Af)が30°C
以下の形状記憶合金材料を提供することができるもので
ある。
ところで、N i −T i−X系合金としては、従来
すでに数多くの合金が公知となっている。
すでに数多くの合金が公知となっている。
例えば、Ni T1Cu (日本国特許第−x
x 959348号)、T1Ni M (M=
1−x 1”e、Co)(日本国特許第863245号)。
x 959348号)、T1Ni M (M=
1−x 1”e、Co)(日本国特許第863245号)。
Ti1−XNiM (M=V、Cr、Mn)(特開閉
51−125623号)などがある。これらの合金はN
iあるいはTiの一部を第三元素で置換した合金であり
、ごく少量置換の場合は別として一般に加工性が悪く、
工業的製造に適さないこと、また、通常の製造方法、す
なわち溶解−鋳造−鍛造−圧延一伸線一焼鈍一伸線の工
程によっては変態点(Af)を低下させることが不可能
であること、が確認された。
51−125623号)などがある。これらの合金はN
iあるいはTiの一部を第三元素で置換した合金であり
、ごく少量置換の場合は別として一般に加工性が悪く、
工業的製造に適さないこと、また、通常の製造方法、す
なわち溶解−鋳造−鍛造−圧延一伸線一焼鈍一伸線の工
程によっては変態点(Af)を低下させることが不可能
であること、が確認された。
そして、特に熱間における加工性について種々検討した
結果、N i / T iの重量比を1.20以上1.
30以下にし、かつまたFe、Co。
結果、N i / T iの重量比を1.20以上1.
30以下にし、かつまたFe、Co。
Cr 、 M nの添加量を合計で5重量%以下とする
ことによって熱間加工性が改善されることを確かめた。
ことによって熱間加工性が改善されることを確かめた。
すなわち、N i / T iの重量比が1.20より
も値が低くなると熱間加工性が低下すると共に、変態点
(Af)が高くなり、目標とする変態点(Af)約30
℃以下を得ることができなくなり、反対に1.30より
も値が大きくなると同様に熱間加工性が低下する。また
、X元素であるFe、Co、Cr、Mnは変態点(Af
)を下げ、温度の低いところでも形状記憶効果を発揮さ
せるのに有効であるが、多すぎると前述のように熱間加
工性を低下させるので5重量%以下とした。
も値が低くなると熱間加工性が低下すると共に、変態点
(Af)が高くなり、目標とする変態点(Af)約30
℃以下を得ることができなくなり、反対に1.30より
も値が大きくなると同様に熱間加工性が低下する。また
、X元素であるFe、Co、Cr、Mnは変態点(Af
)を下げ、温度の低いところでも形状記憶効果を発揮さ
せるのに有効であるが、多すぎると前述のように熱間加
工性を低下させるので5重量%以下とした。
そして、上記の形状記憶合金材料を製造するに際し、7
00 ’O以上900℃以下の温度で溶体化処理するこ
とによって変態点(Af)を低下させることができる。
00 ’O以上900℃以下の温度で溶体化処理するこ
とによって変態点(Af)を低下させることができる。
この場合、700℃未満では溶体化処理が不十分であり
、900℃を超えると合金の酸化が徴しくなり、工業的
生産に不向きとなる。さらに、溶体化処理後は500°
C以上700’O以下の温度で焼なまし処理を施すこと
により、冷間加工性を著しく改善することができ、冷間
加工が容易に可能となる。
、900℃を超えると合金の酸化が徴しくなり、工業的
生産に不向きとなる。さらに、溶体化処理後は500°
C以上700’O以下の温度で焼なまし処理を施すこと
により、冷間加工性を著しく改善することができ、冷間
加工が容易に可能となる。
このように、この発明による形状記憶合金材料は、工業
的製造性に優れており、しかも変態点(Af)が中温処
理でおよそ+30°C〜−30℃* −c 任Q (7
)温度にコントロールできることを特徴としており、き
わめて実用性の高い合金である。
的製造性に優れており、しかも変態点(Af)が中温処
理でおよそ+30°C〜−30℃* −c 任Q (7
)温度にコントロールできることを特徴としており、き
わめて実用性の高い合金である。
(実施例)
i1表に示す組成の合金(試料間、1〜11の合金は本
発明の合金組成を満足し、試料間、12の合金はN i
/ T iが低すぎ、試料間、13の合金はN i
/ T iが高すぎ、試料NO,14の合金はX元素を
含まない。)が得られるように各々原料を秤量し、カル
シするつぼ中で高周波誘導炉によって溶解した。次いで
、溶解材を鋳造して、直径60mm、長さ180mmの
鋳塊(重さ約3.5kg)をそれぞれ作製した。次いで
、各鋳塊の表面を旋削し、900°Cに加熱して鍛造を
行って直径30mmの棒状体を得た。次に各棒状体を再
び900 ’Oに加熱して圧延を行うことにより直径8
.5mmの棒材を得た。続いて、前記各棒材に対してダ
イスによる伸線および熱処理を繰り返し、最終段では直
径1.2mmの線材を得た。次いで、この線材に対して
800’0X30分の溶体化処理(ただし、試料11k
)、8.11は除く。)を施したのち、650℃X30
m1 nの焼なまし処理(ただし、試料No、9.10
は除く、)を施し、その後再び伸線を行って(ただし、
試料No、12.13は除く。)直径1.0mmのコイ
ルを得た。そして、各々製造されたコイルより試料を切
り出し、500℃X30分の形状記憶処理を行ったのち
、示差走査型熱量計によって各試料の変態点測定を行っ
た(ただし、試料No、12,13を除く。)。これら
の結果を同じく第1表に示す。
発明の合金組成を満足し、試料間、12の合金はN i
/ T iが低すぎ、試料間、13の合金はN i
/ T iが高すぎ、試料NO,14の合金はX元素を
含まない。)が得られるように各々原料を秤量し、カル
シするつぼ中で高周波誘導炉によって溶解した。次いで
、溶解材を鋳造して、直径60mm、長さ180mmの
鋳塊(重さ約3.5kg)をそれぞれ作製した。次いで
、各鋳塊の表面を旋削し、900°Cに加熱して鍛造を
行って直径30mmの棒状体を得た。次に各棒状体を再
び900 ’Oに加熱して圧延を行うことにより直径8
.5mmの棒材を得た。続いて、前記各棒材に対してダ
イスによる伸線および熱処理を繰り返し、最終段では直
径1.2mmの線材を得た。次いで、この線材に対して
800’0X30分の溶体化処理(ただし、試料11k
)、8.11は除く。)を施したのち、650℃X30
m1 nの焼なまし処理(ただし、試料No、9.10
は除く、)を施し、その後再び伸線を行って(ただし、
試料No、12.13は除く。)直径1.0mmのコイ
ルを得た。そして、各々製造されたコイルより試料を切
り出し、500℃X30分の形状記憶処理を行ったのち
、示差走査型熱量計によって各試料の変態点測定を行っ
た(ただし、試料No、12,13を除く。)。これら
の結果を同じく第1表に示す。
なお、第1表において、熱間加工性の0は良好であった
こと、×は良好でなかったことを示し、冷間加工性のO
は冷間加工度30%以上、Δは同じく10〜30%、×
は同じく10%以下であったことを示している。
こと、×は良好でなかったことを示し、冷間加工性のO
は冷間加工度30%以上、Δは同じく10〜30%、×
は同じく10%以下であったことを示している。
第1表に示すように、本発明の合金組成を満足する試料
No、1−11ではいずれも変態点(Af)が30℃以
下と低く、熱間加工性にも優れていることが明らかであ
る。そして、特に溶体化処理および焼なまし処理を施し
た試料間、1〜7では、変態点(A f)がかなり低く
なっていると共に、熱間加工性および冷間加工性にも優
れたものとなっている。しかし、溶体化処理を省略した
1lk)、8.11では熱間加工性および冷間加工性は
良好であるものの変態点(Af)が高目となっているた
め、用途等に応じて溶体化処理を施すことがより望まし
いことが明らかであり、焼なまし処理を省略したNo、
9.10では変態点(Af)温度がかなり低くかつ熱間
加工性は良好であるものの冷間加工性があまり良くない
ものとなっているため、冷間加工を行う場合には焼なま
し処理を施すことがより望ましいことが明らかである。
No、1−11ではいずれも変態点(Af)が30℃以
下と低く、熱間加工性にも優れていることが明らかであ
る。そして、特に溶体化処理および焼なまし処理を施し
た試料間、1〜7では、変態点(A f)がかなり低く
なっていると共に、熱間加工性および冷間加工性にも優
れたものとなっている。しかし、溶体化処理を省略した
1lk)、8.11では熱間加工性および冷間加工性は
良好であるものの変態点(Af)が高目となっているた
め、用途等に応じて溶体化処理を施すことがより望まし
いことが明らかであり、焼なまし処理を省略したNo、
9.10では変態点(Af)温度がかなり低くかつ熱間
加工性は良好であるものの冷間加工性があまり良くない
ものとなっているため、冷間加工を行う場合には焼なま
し処理を施すことがより望ましいことが明らかである。
これに対して、N i / T iが低い間、12では
熱間加工性が低下し、N i / T iが高い間、1
3においても熱間加工性が低下し、X元素を含まない陽
、14では変態点(Af)が高くなるので好ましくない
ことが確かめられた。
熱間加工性が低下し、N i / T iが高い間、1
3においても熱間加工性が低下し、X元素を含まない陽
、14では変態点(Af)が高くなるので好ましくない
ことが確かめられた。
[発明の効果]
以上説明してきたように、この発明による形状記憶合金
材料は、Ni−Ti−X系合金において、N i /
T iが重量比で1.20以上1.30以下であり、X
がFe、Co、Cr、Mnのうちの1種または2種以上
の合計で5.0重量%以下であるものであるから、変態
点(Af)を例えば30°C以下の低い値にすることが
でき、温度の低い環境下においても形状記憶効果を発揮
させることができるようになり、また、熱間加工性も良
好であるため工業的製造性にも著しく優れたものである
という効果がもたらされ、この発明による形状記憶合金
材料の製造方法では、上記のNi−Ti−X系合金を7
00℃以上900 ℃!以下の温度で溶体化処理し、次
いで500℃以上700°C以下の温度で焼なまし処理
を施すようにしたから、溶体化処理を行うことによって
変態点(Af)をさらに低下させることが可能になると
共に、焼なまし処理を行うことによって冷間加工性が著
しく改善された冷間加工可能な形状記憶合金材料を提供
することができるようになるという非常に優れた効果が
もたらされる。
材料は、Ni−Ti−X系合金において、N i /
T iが重量比で1.20以上1.30以下であり、X
がFe、Co、Cr、Mnのうちの1種または2種以上
の合計で5.0重量%以下であるものであるから、変態
点(Af)を例えば30°C以下の低い値にすることが
でき、温度の低い環境下においても形状記憶効果を発揮
させることができるようになり、また、熱間加工性も良
好であるため工業的製造性にも著しく優れたものである
という効果がもたらされ、この発明による形状記憶合金
材料の製造方法では、上記のNi−Ti−X系合金を7
00℃以上900 ℃!以下の温度で溶体化処理し、次
いで500℃以上700°C以下の温度で焼なまし処理
を施すようにしたから、溶体化処理を行うことによって
変態点(Af)をさらに低下させることが可能になると
共に、焼なまし処理を行うことによって冷間加工性が著
しく改善された冷間加工可能な形状記憶合金材料を提供
することができるようになるという非常に優れた効果が
もたらされる。
第1図はN i −T i合金を500℃で形状記憶処
理した場合のNi濃度と変態点(Af)との関係を示す
グラフである。
理した場合のNi濃度と変態点(Af)との関係を示す
グラフである。
Claims (2)
- (1) Ni−Ti−X系合金において、Ni/Tiが
重量比で1.20以上1.30以下であり、XがFe,
Co,Cr,Mnのうちの1種または2種以上の合計で
5.0重量%以下であることを特徴とする形状記憶合金
材料。 - (2) Ni/Tiが重量比で1.20以上1.30以
下であり、XがFe,Co,Cr,Mnのうちの1種ま
たは2種以上の合計で5.0重量%以下であるNi−T
i−X系合金を、700℃以上900℃以下の温度で溶
体化処理し、次いで500℃以上700℃以下の温度で
焼なまし処理し、その後冷間加工することを特徴とする
形状記憶合金材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61011066A JPH0639648B2 (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 形状記憶合金材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61011066A JPH0639648B2 (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 形状記憶合金材料およびその製造方法 |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13078695A Division JPH07300638A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 形状記憶合金材料およびその製造方法 |
JP21154596A Division JPH09104936A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 形状記憶合金材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62170443A true JPS62170443A (ja) | 1987-07-27 |
JPH0639648B2 JPH0639648B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=11767612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61011066A Expired - Lifetime JPH0639648B2 (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 形状記憶合金材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0639648B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01172540A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-07 | Showa Denko Kk | 形状記憶合金の製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5122618A (ja) * | 1974-08-20 | 1976-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nitsukeruchitangokinno seizokakohoho |
JPS5928548A (ja) * | 1982-08-06 | 1984-02-15 | Kazuhiro Otsuka | 超弾性、非可逆形状記憶性Ni−Ti基合金材とその製造方法 |
JPS59150069A (ja) * | 1983-02-15 | 1984-08-28 | Hitachi Metals Ltd | 形状記憶合金製造方法 |
-
1986
- 1986-01-23 JP JP61011066A patent/JPH0639648B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPS5928548A (ja) * | 1982-08-06 | 1984-02-15 | Kazuhiro Otsuka | 超弾性、非可逆形状記憶性Ni−Ti基合金材とその製造方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0639648B2 (ja) | 1994-05-25 |
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