JPS62240754A - ＮｉＴｉ系形状記憶合金の加工方法 - Google Patents
ＮｉＴｉ系形状記憶合金の加工方法Info
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- JPS62240754A JPS62240754A JP8331386A JP8331386A JPS62240754A JP S62240754 A JPS62240754 A JP S62240754A JP 8331386 A JP8331386 A JP 8331386A JP 8331386 A JP8331386 A JP 8331386A JP S62240754 A JPS62240754 A JP S62240754A
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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】
本発明は形状記憶効果、超弾性効果及す防振効果を有す
るＮｉＴｉ系形状記憶合金（以下ＮＴ合金と略記）の加
工に関し、特にスプリングバックを減少させて加工を容
易１したものである。
るＮｉＴｉ系形状記憶合金（以下ＮＴ合金と略記）の加
工に関し、特にスプリングバックを減少させて加工を容
易１したものである。
（従来の技術〕
ＮＴ金合金は金属間化合物ＮｉＴｉを主体とする合金、
又はそのＮｉとＴｉの何れか一方又は双方の微量を他元
素、例えばＦｅ、Ｃｒ。
又はそのＮｉとＴｉの何れか一方又は双方の微量を他元
素、例えばＦｅ、Ｃｒ。
Ｃｏ等で置換した合金で、形状記憶効果、超弾性効果及
び防振効果を有する。勢弾蜂型マノ、レチンサイト変態
に起因する形状記憶効果は変態量：１１１ 始点（Ｍｓ）、以下の温度でマ（ワトサイ、ト相に〃口
えり変形が昇温に１（！！−なう導変雫（開始卓ＡＳ。
び防振効果を有する。勢弾蜂型マノ、レチンサイト変態
に起因する形状記憶効果は変態量：１１１ 始点（Ｍｓ）、以下の温度でマ（ワトサイ、ト相に〃口
えり変形が昇温に１（！！−なう導変雫（開始卓ＡＳ。
終Ｔ点Ａｆ）、ｊｃｊ：っ５門で記憶させ些形状に復元
する境象を京う、。、また母相での応力誘起マルテンサ
イト相醸に鵡因ザる超弾！！勿果及び防振効果におい、
不、前者一応力を加えて譚％程度の歪みを与えることに
より、マルテンサイト相を生ぜしめ、除荷茅ることによ
る増！態によ□？て完全に形状が復元するｉ象を言い、
彎箸は超弾性効果に付随して起る応力−歪曲線のヒステ
リシ子によって外部からの振動エネルｙ−を吸収し、振
動を早く減衰させる現象を言？。 、、、１、このよ５
ｋｌＮＴ合金は一般の金属には卑られない効果のため、
アクチェータ、ファスナー、ばね等として種々の利用法
が検問され、一部で実用化されている。このような効果
はＮＴ合金に限らず、いくつかの合金にも見い出されて
いるが、その特性と加工性の点においてＮＴ合金が最も
優れている。
する境象を京う、。、また母相での応力誘起マルテンサ
イト相醸に鵡因ザる超弾！！勿果及び防振効果におい、
不、前者一応力を加えて譚％程度の歪みを与えることに
より、マルテンサイト相を生ぜしめ、除荷茅ることによ
る増！態によ□？て完全に形状が復元するｉ象を言い、
彎箸は超弾性効果に付随して起る応力−歪曲線のヒステ
リシ子によって外部からの振動エネルｙ−を吸収し、振
動を早く減衰させる現象を言？。 、、、１、このよ５
ｋｌＮＴ合金は一般の金属には卑られない効果のため、
アクチェータ、ファスナー、ばね等として種々の利用法
が検問され、一部で実用化されている。このような効果
はＮＴ合金に限らず、いくつかの合金にも見い出されて
いるが、その特性と加工性の点においてＮＴ合金が最も
優れている。
ＮＴ合金は一般の金属から見ると加工硬化が激しく、延
性に乏しく、難加工材と言える。そのため、鋳塊から直
径数ｍの丸線もしくは角線に加工するだけでも、かなり
の工数を必要とし、二次加工品に至っては比較的加工の
容易なコイル材がほとんどである。二次加工品の加工を
行なう際に、一般的には次の様な方法で行なっている。
性に乏しく、難加工材と言える。そのため、鋳塊から直
径数ｍの丸線もしくは角線に加工するだけでも、かなり
の工数を必要とし、二次加工品に至っては比較的加工の
容易なコイル材がほとんどである。二次加工品の加工を
行なう際に、一般的には次の様な方法で行なっている。
常温において形状記憶効果を示すＮＴ合金は、常温では
マルテンサイト相のため加工は容易で、加工後拘束して
形状記憶処理を行なうことにより、所望形状とすること
ができる。しかし拘束治具の必要性から形状によっては
治具が非常に複雑なものとなり、多様な形状への対応に
は問題が多い。
マルテンサイト相のため加工は容易で、加工後拘束して
形状記憶処理を行なうことにより、所望形状とすること
ができる。しかし拘束治具の必要性から形状によっては
治具が非常に複雑なものとなり、多様な形状への対応に
は問題が多い。
また常温において超弾性効果、防娠効果を示すＮＴ合金
は、その超弾性特性のため、常温でのスプリングバック
が非常に大きく、冷間加工によって所望の形状を得るこ
とは極めて難しい。
は、その超弾性特性のため、常温でのスプリングバック
が非常に大きく、冷間加工によって所望の形状を得るこ
とは極めて難しい。
数％程度の変形では完全にスプリングバックしてしまう
ため、加工効率が非常に悪く、スプリングバックを考慮
してオーバーベンドする方法が取れない形状の場合、や
はり拘束治具が必要となり、生産性を低下させる原因と
なる。
ため、加工効率が非常に悪く、スプリングバックを考慮
してオーバーベンドする方法が取れない形状の場合、や
はり拘束治具が必要となり、生産性を低下させる原因と
なる。
これに対し応力誘起マルテンサイト相の発生が起らず、
塑性変形が容易になる高温（２００〜１０００℃）にお
いて加工する方法がおる。この高温加工はＮＴ合金の劣
化、加工装置への熱影響等、設備上特別な配慮が必要と
なり、コスト的にも高いものとなる。具体的にはＮＴ合
金は高温において著しく酸化が進行し、黒色酸化膜のつ
いた材料では４００℃以上の温度から酸化膜が厚くなり
、黒色から褐色、黄褐色へと変色し、加工中酸化膜の剥
離が激しい。また酸化膜のない銀白色の材料では３００
°Ｃを越えると黄金色から青色へと変化する。これ等は
加工中の雰囲気制御により改善することが可能であるが
、そのための設備は大がかりとなってしまう。また二次
加工品の多くがそうであるように、熱容量の小さい材料
では加工点付近の装置をも高温に加熱することは避けら
れず、金属加工で最も多様で多量に使用されている冷間
加工装置では潤滑剤の耐熱温度や使用工具等において、
２００℃以上での使用は不可能であり、使用に当っては
冷却装置等が大がかりなものになってしまう。このよう
に高温加工では装置の大型化が避けられず、多様な加工
法及び形状への対応を考えると問題となっている。
塑性変形が容易になる高温（２００〜１０００℃）にお
いて加工する方法がおる。この高温加工はＮＴ合金の劣
化、加工装置への熱影響等、設備上特別な配慮が必要と
なり、コスト的にも高いものとなる。具体的にはＮＴ合
金は高温において著しく酸化が進行し、黒色酸化膜のつ
いた材料では４００℃以上の温度から酸化膜が厚くなり
、黒色から褐色、黄褐色へと変色し、加工中酸化膜の剥
離が激しい。また酸化膜のない銀白色の材料では３００
°Ｃを越えると黄金色から青色へと変化する。これ等は
加工中の雰囲気制御により改善することが可能であるが
、そのための設備は大がかりとなってしまう。また二次
加工品の多くがそうであるように、熱容量の小さい材料
では加工点付近の装置をも高温に加熱することは避けら
れず、金属加工で最も多様で多量に使用されている冷間
加工装置では潤滑剤の耐熱温度や使用工具等において、
２００℃以上での使用は不可能であり、使用に当っては
冷却装置等が大がかりなものになってしまう。このよう
に高温加工では装置の大型化が避けられず、多様な加工
法及び形状への対応を考えると問題となっている。
本発明はこれに鑑み種々の温度における加工性を検討の
結果、ＮＴ合金の加工方法を開発したもので、ＮＴ合金
の加工において、該合金を熱弾性型マルテンサイト逆変
態終了点（Ａｆ点）より５０℃高い温度から２００℃ま
での温度域で加工することを特徴とするものでおる。
結果、ＮＴ合金の加工方法を開発したもので、ＮＴ合金
の加工において、該合金を熱弾性型マルテンサイト逆変
態終了点（Ａｆ点）より５０℃高い温度から２００℃ま
での温度域で加工することを特徴とするものでおる。
本発明は上記の如くＮＴ合金を熱弾性型マルテンサイト
逆変態点（Ａｆ点）より５０℃高い温度から２００°Ｃ
までの温度域に保持して各種加工を行なうもので、温度
域の下限をＡｆ点より５０℃以上高い温度と限定したの
は、該温度以上−ではスプリングバックが著しく減少し
て良好な加工性が得られるも、Ａｆ点より高い温度が５
０℃未満ではスプリングバックが非常に大きくなり、Ｎ
Ｔ合金によっては加工材に割れが発生するためである。
逆変態点（Ａｆ点）より５０℃高い温度から２００°Ｃ
までの温度域に保持して各種加工を行なうもので、温度
域の下限をＡｆ点より５０℃以上高い温度と限定したの
は、該温度以上−ではスプリングバックが著しく減少し
て良好な加工性が得られるも、Ａｆ点より高い温度が５
０℃未満ではスプリングバックが非常に大きくなり、Ｎ
Ｔ合金によっては加工材に割れが発生するためである。
また温度域の上限を２００’Ｃ以下と限定したのは、こ
れを越える温度ではＮＴ合金の酸化が著しくなるばかり
か、装置の加熱が必要となり、通常の冷間加工装置では
耐熱性の点で問題となるためである。
れを越える温度ではＮＴ合金の酸化が著しくなるばかり
か、装置の加熱が必要となり、通常の冷間加工装置では
耐熱性の点で問題となるためである。
実施例（１）
合金組成Ｔ ｉ −５０，６ａ ｔ％Ｎｉ合金（Ａｆ点
２０℃）とＴ ｉ −５０，８ａ ｔ％Ｎｉ合金（Ａ１
点０℃）の２種のＮＴ合金条片（幅９．３ｍ、厚さ０．
３．、長さ９．３Ｍ＞を用い、種々の温度で第１図に示
すように一定の歪み曲げを与えた後、応力を除荷し、常
温にて第２図に示す角度αを測定し、これをスプリング
バック量とし、その結果を第３図に示す。
２０℃）とＴ ｉ −５０，８ａ ｔ％Ｎｉ合金（Ａ１
点０℃）の２種のＮＴ合金条片（幅９．３ｍ、厚さ０．
３．、長さ９．３Ｍ＞を用い、種々の温度で第１図に示
すように一定の歪み曲げを与えた後、応力を除荷し、常
温にて第２図に示す角度αを測定し、これをスプリング
バック量とし、その結果を第３図に示す。
図から明らかなようにＡｆ点＋５０℃未満の温度域では
与えた歪みの８０％以上がスプリングバックしてあり、
テープによっては割れが発生した。従ってこの温度域で
は加工性が非常に悪いことが判る。一方Ａｆ点＋５０℃
以上の温度域ではスプリングバックが２０％以下に減少
しており、温度の上昇に応じてより大きな減少が見られ
ないことが判る。即ち最低でもＡ１一点＋５０℃の温度
で加工することにより、スプリングバックを大ぎく減少
させ、所望形状を効率よく得ることができる。
与えた歪みの８０％以上がスプリングバックしてあり、
テープによっては割れが発生した。従ってこの温度域で
は加工性が非常に悪いことが判る。一方Ａｆ点＋５０℃
以上の温度域ではスプリングバックが２０％以下に減少
しており、温度の上昇に応じてより大きな減少が見られ
ないことが判る。即ち最低でもＡ１一点＋５０℃の温度
で加工することにより、スプリングバックを大ぎく減少
させ、所望形状を効率よく得ることができる。
実施例（２）
合金組成Ｔ ｉ −５０，６ａ ｔ％ｌｉ合金（Ａ１点
２０’Ｃ）のＮＴ合金条（ｒｌｌ ９．４ｍ、厚さ０．
３ｍ、長さ５０ｍ＞を直径３．０＃の円形パイプ状に連
続的に加工した。加工には第４図に示すように縦ロー／
Ｌ／ｍ トｔＭロール（２）を交互に配置したフォーミ
ングロールを用い、熱容量の大ぎい縦ロールには赤外線
ヒーター（３）により８０’Ｃに加熱保持し、成型点に
入るＮＴ合金条（５）を温風ヒーター（４）により１５
０℃に加熱した。
２０’Ｃ）のＮＴ合金条（ｒｌｌ ９．４ｍ、厚さ０．
３ｍ、長さ５０ｍ＞を直径３．０＃の円形パイプ状に連
続的に加工した。加工には第４図に示すように縦ロー／
Ｌ／ｍ トｔＭロール（２）を交互に配置したフォーミ
ングロールを用い、熱容量の大ぎい縦ロールには赤外線
ヒーター（３）により８０’Ｃに加熱保持し、成型点に
入るＮＴ合金条（５）を温風ヒーター（４）により１５
０℃に加熱した。
その結果ロール穴型の転写効果は良好で、形状の変形、
表面の変色は発生せず、製品として超弾性特性に何ら影
響を与えず、更にはロールの変色、グリースの変質も発
生しなかった。
表面の変色は発生せず、製品として超弾性特性に何ら影
響を与えず、更にはロールの変色、グリースの変質も発
生しなかった。
比較のため、赤外線ヒーターと温風ヒーターを使用する
ことなく、冷間で加工したところスプリングバックが大
きく、ロール穴型をほとんど転写できず、かつ加工品に
割れの発生が著しかった。また温風ヒーターに代えてガ
スバーナを用い、ＮＴ合金条を６００℃に加熱して加工
したところ、ロール穴型の転写効果は大きいが、むしろ
ＮＴ合金条軟化のためロールの圧下力や調整によるわず
かな外乱のため形状の変形が発生した。更に表面の酸化
が著しく赤がつ邑に変色し、ロールの変色やグリースの
焼けが発生した。
ことなく、冷間で加工したところスプリングバックが大
きく、ロール穴型をほとんど転写できず、かつ加工品に
割れの発生が著しかった。また温風ヒーターに代えてガ
スバーナを用い、ＮＴ合金条を６００℃に加熱して加工
したところ、ロール穴型の転写効果は大きいが、むしろ
ＮＴ合金条軟化のためロールの圧下力や調整によるわず
かな外乱のため形状の変形が発生した。更に表面の酸化
が著しく赤がつ邑に変色し、ロールの変色やグリースの
焼けが発生した。
このように本発明によればＮＴ金合金特性を損なわずに
加工が容易となり、かつ冷間加工機への熱影響もない。
加工が容易となり、かつ冷間加工機への熱影響もない。
実施例（３）
合金組成Ｔ ｉ −５０，８ａ ｔ％Ｎｉ合金（Ａ２点
ｏ’ｃ＞のＮＴ合金条（幅９．１４７１１１１ｔ、厚さ
０．３ｍ、長ざ５０ＴｒＬ＞を第５図に示す断面形状の
パイプに加工した。加工にはロールフォーミング法を用
い、ロール温度を６０℃、ＮＴ合金条を１３０℃に保持
した。この加工品は図に示すストレート部（ａ＞とつき
合せ部（ｂ）をそろえる点が重要であるため、穴型の転
写効果と同時に条に硬さが要求されるが、本発明によれ
ば、穴型の転写効果を上げ、かつ条の軟化を防ぎ、冷間
加工機による加工を可能にした。
ｏ’ｃ＞のＮＴ合金条（幅９．１４７１１１１ｔ、厚さ
０．３ｍ、長ざ５０ＴｒＬ＞を第５図に示す断面形状の
パイプに加工した。加工にはロールフォーミング法を用
い、ロール温度を６０℃、ＮＴ合金条を１３０℃に保持
した。この加工品は図に示すストレート部（ａ＞とつき
合せ部（ｂ）をそろえる点が重要であるため、穴型の転
写効果と同時に条に硬さが要求されるが、本発明によれ
ば、穴型の転写効果を上げ、かつ条の軟化を防ぎ、冷間
加工機による加工を可能にした。
実施例（４）合金組成Ｔ ｉ −５０，８ａ ｔ％ｌ’
Ｊｉ合金（Ａ１点０℃）のＮＴ合金条（幅９．１４．、
厚さ０．３ｍ、長さ５０閉）を第５図に示す断面形状の
特殊パイプに加工した。加工にはプレス加工法を用い、
ツールを８０℃に保持し、フィード装置の出側でＮＴ合
金条を１３０℃に加熱し、１０秒に１本のスピードで加
工した。
Ｊｉ合金（Ａ１点０℃）のＮＴ合金条（幅９．１４．、
厚さ０．３ｍ、長さ５０閉）を第５図に示す断面形状の
特殊パイプに加工した。加工にはプレス加工法を用い、
ツールを８０℃に保持し、フィード装置の出側でＮＴ合
金条を１３０℃に加熱し、１０秒に１本のスピードで加
工した。
その結果、装置へ熱影響を与えず、スプリングバックを
発生させることなく、所望形状のパイプが容易に得られ
た。
発生させることなく、所望形状のパイプが容易に得られ
た。
実施例（５）
合金組成Ｔ ｉ −５０，６ａ ｔ％Ｎｉ合金（Ａｊ点
２０℃）のＮＴ合金条（幅９．Ｉｌａ＋ｔ、厚さ０．３
．、長さ５０ｍ）を直径３．０Ｍの断面円形パイプに加
工した。加工には用法加工法を用い、穴径３．０のダイ
スを１００℃に保持し、条はダイス入側で１３０℃にな
るように加熱し、引取機にて線速１ ｆｆｌ／ｍｉｎで
引火き、スプリングバックのない連続したパイプに加工
した。尚ダイスの焼付きを防ぐため、耐熱温度２００℃
の潤滑剤を用いた。
２０℃）のＮＴ合金条（幅９．Ｉｌａ＋ｔ、厚さ０．３
．、長さ５０ｍ）を直径３．０Ｍの断面円形パイプに加
工した。加工には用法加工法を用い、穴径３．０のダイ
スを１００℃に保持し、条はダイス入側で１３０℃にな
るように加熱し、引取機にて線速１ ｆｆｌ／ｍｉｎで
引火き、スプリングバックのない連続したパイプに加工
した。尚ダイスの焼付きを防ぐため、耐熱温度２００℃
の潤滑剤を用いた。
そ□の結果断面円形で、型状の変形や表面の変色の６な
い連続したパイプが得られた。
い連続したパイプが得られた。
このＪ：うに本発明によれば冷間加工装置を用いること
が可能となり、ＮＴ金合金劣化も問題とならないため、
加工点付近をわずかに加熱保持することにより、所望形
状を効率よく得ることができる。また多様な加工法及び
形状に対応でき、ＮＴ金合金二次加工品の供給に大きく
寄与する等工業上顕著な効果を奏するものである。
が可能となり、ＮＴ金合金劣化も問題とならないため、
加工点付近をわずかに加熱保持することにより、所望形
状を効率よく得ることができる。また多様な加工法及び
形状に対応でき、ＮＴ金合金二次加工品の供給に大きく
寄与する等工業上顕著な効果を奏するものである。
第１図は一定の歪み曲げを与えた状態を示す断面図、第
２図は第１図における応力除荷状態（スプリングバック
）を示す断面図、第３図はスプリングバック量と温度の
関係図、第４図はロールフォーミング法を用いた本発明
方法の一例を示す説明図、第５図は特殊パイプの一例を
示す断面図である。 １、縦ロール ２、横ロール ３、赤外線ヒーター ４、温風ヒーター ５、ＮＴ合金条 第１図 第２図 第３図 温 度 じＣ） 第４図
２図は第１図における応力除荷状態（スプリングバック
）を示す断面図、第３図はスプリングバック量と温度の
関係図、第４図はロールフォーミング法を用いた本発明
方法の一例を示す説明図、第５図は特殊パイプの一例を
示す断面図である。 １、縦ロール ２、横ロール ３、赤外線ヒーター ４、温風ヒーター ５、ＮＴ合金条 第１図 第２図 第３図 温 度 じＣ） 第４図
Claims (2)
- （１） ＮｉＴｉ系形状記憶合金の加工において、該合
金を熱弾性型マルテンサイト逆変態終了点（Ａ＿ｆ点）
より５０℃高い温度から２００℃までの温度域で加工す
ることを特徴とするＮｉＴｉ系形状記憶合金の加工方法
。 - （２） ロールフォーミング、プレス加工又は引抜加工
を行なう特許請求の範囲第１項記載のＮｉＴｉ系形状記
憶合金の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8331386A JPS62240754A (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8331386A JPS62240754A (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金の加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62240754A true JPS62240754A (ja) | 1987-10-21 |
Family
ID=13798930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8331386A Pending JPS62240754A (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62240754A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57171653A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-22 | Nhk Spring Co Ltd | Production of spring made of shape memory alloy |
| JPS57171654A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-22 | Nhk Spring Co Ltd | Production of spring made of shape memory alloy |
| JPS59150069A (ja) * | 1983-02-15 | 1984-08-28 | Hitachi Metals Ltd | 形状記憶合金製造方法 |
| JPS59185766A (ja) * | 1983-04-05 | 1984-10-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 超弾性ＮｉＴｉ合金の製造方法 |
-
1986
- 1986-04-11 JP JP8331386A patent/JPS62240754A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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