JPS6227141B2 - - Google Patents
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- JPS6227141B2 JPS6227141B2 JP56001991A JP199181A JPS6227141B2 JP S6227141 B2 JPS6227141 B2 JP S6227141B2 JP 56001991 A JP56001991 A JP 56001991A JP 199181 A JP199181 A JP 199181A JP S6227141 B2 JPS6227141 B2 JP S6227141B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/09—Mixtures of metallic powders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/006—Resulting in heat recoverable alloys with a memory effect
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は所望の変態温度を有する形状記憶効果
合金を製造する方法に関する。
合金を製造する方法に関する。
形状記憶効果合金あるいは熱回復合金とは臨界
温度に加熱されると、以前の低い温度における形
状からその合金の元の形状に復元し始めるかある
いは復元しようとする合金のことである。このよ
うな合金は臨界温度つまり変態温度と呼ばれる温
度で開始する相変化をするのが特徴であり、かゝ
る合金の1つにNiとTiを含むものが挙げられ
る。
温度に加熱されると、以前の低い温度における形
状からその合金の元の形状に復元し始めるかある
いは復元しようとする合金のことである。このよ
うな合金は臨界温度つまり変態温度と呼ばれる温
度で開始する相変化をするのが特徴であり、かゝ
る合金の1つにNiとTiを含むものが挙げられ
る。
形状記憶効果合金の変態温度は化学成分が少し
ちがつてもばらつくので、所望の変態温度をもつ
た形状記憶効果合金を一定して製造することは困
難である。化学成分がわずか0.25%位変化しても
過度のばらつきの原因となる。したがつて所望の
変態温度をもつた形状記憶効果合金を一定して作
れる製造方法が必要である。
ちがつてもばらつくので、所望の変態温度をもつ
た形状記憶効果合金を一定して製造することは困
難である。化学成分がわずか0.25%位変化しても
過度のばらつきの原因となる。したがつて所望の
変態温度をもつた形状記憶効果合金を一定して作
れる製造方法が必要である。
本発明によつて、所望の変態温度をもつた形状
記憶効果合金を製造する1つの方法が提供され
る。それぞれが製造されようとする合金と同じ化
学成分をもつた2種類あるいはそれ以上の予め合
金化された粉末が混合され、団結され、そして所
望の変態温度をもつ合金を製造するために加熱さ
れた。予め合金化された少くとも1種類の粉末は
所望の変態温度よりも低い変態温度をもつてお
り、少くとももう1つの粉末は所望の変態温度よ
りも高い変態温度をもつている。
記憶効果合金を製造する1つの方法が提供され
る。それぞれが製造されようとする合金と同じ化
学成分をもつた2種類あるいはそれ以上の予め合
金化された粉末が混合され、団結され、そして所
望の変態温度をもつ合金を製造するために加熱さ
れた。予め合金化された少くとも1種類の粉末は
所望の変態温度よりも低い変態温度をもつてお
り、少くとももう1つの粉末は所望の変態温度よ
りも高い変態温度をもつている。
前もつて合金化された粉末の均一性が本発明の
不可欠の部分であつて、予め合金化された粉末は
その合金の各元素が粉末の各粒子に本質的に同じ
量存在しているものである。
不可欠の部分であつて、予め合金化された粉末は
その合金の各元素が粉末の各粒子に本質的に同じ
量存在しているものである。
形状記憶効果合金について多くの文献が発表さ
れており、それらには、米国特許No.3012882、
3174851、3529958、3700434、4035007、
4037324、4144057、スクリプタ メタルジカ
(Scripta Metallurgica)(第12巻第9号771〜776
頁)に1978年所載の清水、坂本、大塚等による標
題“銅―アルミニウム―ニツケル合金における応
力とマルテンサイト変態にともなう相ダイヤグラ
ム”、1972年のNASA刊行物(SP5110)でジヤク
ソン、ワグナー、ワシルウスキー等による標題
“55―Nitinol―記憶合金:その物理冶金、特性及
び応用”があるがこれらはいずれも本発明の粉末
冶金による方法について開示していない。しかし
粉末冶金技術に関する文献はNASAの刊行物、上
記引用の特許No.3700434(請求範囲1)、4035007
(第6欄第12行)、4144057(第2欄第42〜43行)
に見られる。他の文献米国特許No.3716354、
3775101、と4140528に予め合金化された粉末につ
いて開示されている。
れており、それらには、米国特許No.3012882、
3174851、3529958、3700434、4035007、
4037324、4144057、スクリプタ メタルジカ
(Scripta Metallurgica)(第12巻第9号771〜776
頁)に1978年所載の清水、坂本、大塚等による標
題“銅―アルミニウム―ニツケル合金における応
力とマルテンサイト変態にともなう相ダイヤグラ
ム”、1972年のNASA刊行物(SP5110)でジヤク
ソン、ワグナー、ワシルウスキー等による標題
“55―Nitinol―記憶合金:その物理冶金、特性及
び応用”があるがこれらはいずれも本発明の粉末
冶金による方法について開示していない。しかし
粉末冶金技術に関する文献はNASAの刊行物、上
記引用の特許No.3700434(請求範囲1)、4035007
(第6欄第12行)、4144057(第2欄第42〜43行)
に見られる。他の文献米国特許No.3716354、
3775101、と4140528に予め合金化された粉末につ
いて開示されている。
従つて本発明の目的は所望の変態温度をもつた
形状記憶効果合金の製造方法を提供することにあ
る。
形状記憶効果合金の製造方法を提供することにあ
る。
本発明の形状記憶効果合金を製造する方法は次
の工程を含んでいる。製造される合金と同様な化
学成分をもち、かつ製造される合金の所望の変態
温度より低い変態温度をもつている少くとも1種
類の予め合金化された粉末を提供する工程:製造
される合金と同様な化学成分をもち、かつ製造さ
れる合金の所望の変態温度より高い変態温度をも
つているもう1つの予め合金化された粉末を提供
する工程:前記の予め合金化された粉末を混合す
る工程:前記の混合された粉末を団結する工程:
前記の団結した粉末に熱を拡散させて本質的に均
質な所望の変態温度を有する合金にする工程: 粉末が存在する金属間の区域を決める相の境界
は直線的でもなく又明確でもないので、混合され
た粉末の相対的な量は経験的に決定される。けれ
ども各粉末は合金に対して相ダイヤグラムで画か
れるように製造しようとする合金と同じ金属間の
区域内にある化学成分をもつている。特別な具体
例において、本発明は当業者の技術として良く知
られた噴霧法で予め合金化された粉末を製造する
工程を含んでいる。
の工程を含んでいる。製造される合金と同様な化
学成分をもち、かつ製造される合金の所望の変態
温度より低い変態温度をもつている少くとも1種
類の予め合金化された粉末を提供する工程:製造
される合金と同様な化学成分をもち、かつ製造さ
れる合金の所望の変態温度より高い変態温度をも
つているもう1つの予め合金化された粉末を提供
する工程:前記の予め合金化された粉末を混合す
る工程:前記の混合された粉末を団結する工程:
前記の団結した粉末に熱を拡散させて本質的に均
質な所望の変態温度を有する合金にする工程: 粉末が存在する金属間の区域を決める相の境界
は直線的でもなく又明確でもないので、混合され
た粉末の相対的な量は経験的に決定される。けれ
ども各粉末は合金に対して相ダイヤグラムで画か
れるように製造しようとする合金と同じ金属間の
区域内にある化学成分をもつている。特別な具体
例において、本発明は当業者の技術として良く知
られた噴霧法で予め合金化された粉末を製造する
工程を含んでいる。
形状記憶効果合金は前に挙げた資料に記載され
たどの合金でもよいし又現在あるいは将来当業者
に知られるものでもよい。これに含まれるものに
は特許No.3174851、3529958、3700438、4035007、
4037324、と4144057、及びNASA刊行物のニツケ
ル―チタニウム合金、特許No.3012882の金―カド
ミウム、銀―カドミウム、金―銀―カドミウム合
金、及び前掲のスクリプタメタルジカの銅―アル
ミニウム―ニツケル、銅―亜鉛合金等がある。
たどの合金でもよいし又現在あるいは将来当業者
に知られるものでもよい。これに含まれるものに
は特許No.3174851、3529958、3700438、4035007、
4037324、と4144057、及びNASA刊行物のニツケ
ル―チタニウム合金、特許No.3012882の金―カド
ミウム、銀―カドミウム、金―銀―カドミウム合
金、及び前掲のスクリプタメタルジカの銅―アル
ミニウム―ニツケル、銅―亜鉛合金等がある。
変態温度は合金が粉末を含んでいる状態、高温
等圧圧縮された粉末の状態及び冷間圧延材の状態
のどの状態からでも決定できる。測定法には示差
熱分析試験、電気抵抗試験、膨脹試験がある。
等圧圧縮された粉末の状態及び冷間圧延材の状態
のどの状態からでも決定できる。測定法には示差
熱分析試験、電気抵抗試験、膨脹試験がある。
本発明はいくつかの形状記憶効果合金に適用さ
れるがNi―Ti合金は恐らく最も重要で、従つて
以下の実施例はNi―Ti合金に限定して述べる。
Ni―Ti型形状記憶効果合金は一般に少くとも45
%のNiと少くとも30%のTiを含んでおり、さら
に多種類の添加物即ち銅、アルミニウム、ジルコ
ニウム、コバルト、クロム、タンタル、バナジウ
ム、モリブデン、ニオブ、パラジウム、白金、マ
ンガン、鉄を含むことができる。ニツケルとチタ
ン2成分の形状記憶効果合金は53%から62%のニ
ツケルを含んでいる。
れるがNi―Ti合金は恐らく最も重要で、従つて
以下の実施例はNi―Ti合金に限定して述べる。
Ni―Ti型形状記憶効果合金は一般に少くとも45
%のNiと少くとも30%のTiを含んでおり、さら
に多種類の添加物即ち銅、アルミニウム、ジルコ
ニウム、コバルト、クロム、タンタル、バナジウ
ム、モリブデン、ニオブ、パラジウム、白金、マ
ンガン、鉄を含むことができる。ニツケルとチタ
ン2成分の形状記憶効果合金は53%から62%のニ
ツケルを含んでいる。
2つのニツケル―チタン合金(合金A及びB)
が噴霧化、高温等圧圧縮、熱間スエージ加工、冷
間圧延、及び焼鈍されて、以下の化学成分であつ
た。
が噴霧化、高温等圧圧縮、熱間スエージ加工、冷
間圧延、及び焼鈍されて、以下の化学成分であつ
た。
合 金 Ni重量% Ti重量%
A 54.5 45.5
B 54.8 45.2
材料が冷間圧延された状態でオーステナイト変
態開始温度(As)とオーステナイト変態終了温
度(Af)を決定するために電気抵抗が測定され
た。ニツケル―チタニウム合金は加熱されるとオ
ーステナイトに変態する。従つてAs温度は変態
温度である。このAs温度とAf温度は以下の通り
である。
態開始温度(As)とオーステナイト変態終了温
度(Af)を決定するために電気抵抗が測定され
た。ニツケル―チタニウム合金は加熱されるとオ
ーステナイトに変態する。従つてAs温度は変態
温度である。このAs温度とAf温度は以下の通り
である。
合 金 As Af
A 28℃ 55℃
B −8℃ 24℃
変態温度におけるばらつきは合金Aと合金Bの
間に化学成分の小さな変化0.3%によつて起つて
いることに注意されたい。
間に化学成分の小さな変化0.3%によつて起つて
いることに注意されたい。
これら合金Aと合金Bの間のAs温度とAf温度
をもつた1つの合金を製造するために、合金Aの
粉末50%と合金Bの粉末50%を混合した。以後の
処理は混合が行はれていない粉末の場合と同様で
ある。
をもつた1つの合金を製造するために、合金Aの
粉末50%と合金Bの粉末50%を混合した。以後の
処理は混合が行はれていない粉末の場合と同様で
ある。
電気抵抗が測定されてAs温度とAf温度が次の
如く決定された。このAs,Af温度は本発明が実
に所望の As Af 15℃ 40℃ 変態温度をもつ形状記憶効果合金を製造する方法
を提供することを示している。
如く決定された。このAs,Af温度は本発明が実
に所望の As Af 15℃ 40℃ 変態温度をもつ形状記憶効果合金を製造する方法
を提供することを示している。
本発明の範囲の決定に当つて注意すべきことは
この変態温度は材料が加熱あるいは冷却によつて
相変化を始める温度あるいは、終了する温度のど
ちらでもよいということである。同様に所望の変
態温度はある範囲にあればよく、特定の値である
必要はない。
この変態温度は材料が加熱あるいは冷却によつて
相変化を始める温度あるいは、終了する温度のど
ちらでもよいということである。同様に所望の変
態温度はある範囲にあればよく、特定の値である
必要はない。
実施例に関連して開示した本発明の新規な理論
を用いれば当業者にとつて種々の同様な他の改良
や応用ができることは明らかである。したがつて
補充した特許請求範囲の巾の解釈に当つては本発
明に記載された実施例に限定されるべきではな
い。
を用いれば当業者にとつて種々の同様な他の改良
や応用ができることは明らかである。したがつて
補充した特許請求範囲の巾の解釈に当つては本発
明に記載された実施例に限定されるべきではな
い。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 所望の変態温度を有する少なくともNi45%
及び少なくともTi30%を含む形状記憶効果合金
を製造する方法であつて、製造しようとする合金
と同様な化学成分と、製造しようとする合金の所
望の変態温度より低い変態温度をもつ少なくとも
Ni45%及び少なくともTi30%を含む少なくとも
一種の形状記憶効果合金の予め合金化された粉末
を提供する工程:製造しようとする合金と同様な
化学成分と、製造しようとする合金の所望の変態
温度より高い変態温度をもつ少なくともNi45%
及び少なくともTi30%を含む少なくとも一種の
他の形状記憶効果合金の予め合金化された粉末を
提供する工程:前記の予め合金化された粉末を混
合する工程:前記の混合された粉末を団結する工
程:前記の団結した粉末を熱拡散させて本質的に
均質な所望の変態温度を有する合金にする工程:
とからなる上記方法。 2 予め合金化された該粉末がニツケルとチタン
2成分の合金であつてニツケルを53〜62%含んで
いる特許請求の範囲第1項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/111,047 US4310354A (en) | 1980-01-10 | 1980-01-10 | Process for producing a shape memory effect alloy having a desired transition temperature |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56105441A JPS56105441A (en) | 1981-08-21 |
JPS6227141B2 true JPS6227141B2 (ja) | 1987-06-12 |
Family
ID=22336324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP199181A Granted JPS56105441A (en) | 1980-01-10 | 1981-01-09 | Production of shape memory effect alloy having desired transformation temperature |
Country Status (6)
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