JPS6383252A - 形状記憶・超弾性材料の熱処理方法およびその装置 - Google Patents
形状記憶・超弾性材料の熱処理方法およびその装置Info
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- JPS6383252A JPS6383252A JP22784186A JP22784186A JPS6383252A JP S6383252 A JPS6383252 A JP S6383252A JP 22784186 A JP22784186 A JP 22784186A JP 22784186 A JP22784186 A JP 22784186A JP S6383252 A JPS6383252 A JP S6383252A
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- 239000012781 shape memory material Substances 0.000 title abstract 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 97
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- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 20
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
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Landscapes
- Eyeglasses (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）
本発明は形状記憶・超弾性材料の熱処理方法およびその
装置の改良に関するものである。
装置の改良に関するものである。
（従来の技術）
形状記憶効果および超弾性特性は、共に変態温度と逆変
態温度の差の少ないマルテンサイト変態 ′いわゆる熱
弾性形マルテンサイト変態に起因するもので、形状記憶
効果は一定の温度（Ａｓ点）以下の温度で変形した後、
これを逆変態温度（Ａｆ点）以上に加熱すると変形前の
元の形状に戻る現象である。一方超弾性は温度変化によ
らず、したがって加熱なしで１１〜５％もの変形ひずみ
がゴムのように弾性的に元に戻る現象である。これば超
弾性合金のＡｆ点が室温より低いために、荷重時に応力
誘起変態による見掛は上の塑性変形が起っても応力を除
けばもともと周囲温度がＡｆ点以上なので、ただちに逆
変態して元に戻るものである。
態温度の差の少ないマルテンサイト変態 ′いわゆる熱
弾性形マルテンサイト変態に起因するもので、形状記憶
効果は一定の温度（Ａｓ点）以下の温度で変形した後、
これを逆変態温度（Ａｆ点）以上に加熱すると変形前の
元の形状に戻る現象である。一方超弾性は温度変化によ
らず、したがって加熱なしで１１〜５％もの変形ひずみ
がゴムのように弾性的に元に戻る現象である。これば超
弾性合金のＡｆ点が室温より低いために、荷重時に応力
誘起変態による見掛は上の塑性変形が起っても応力を除
けばもともと周囲温度がＡｆ点以上なので、ただちに逆
変態して元に戻るものである。
形状記憶効果および超弾性特性を有する合金はＮｉＴｉ
合金の他、Ｇｕ−ＡＡ −Ｎｉ、Ｃｕ −Ｚｎ −ＡＵ
、 Ａｕ−Ｃｄ。
合金の他、Ｇｕ−ＡＡ −Ｎｉ、Ｃｕ −Ｚｎ −ＡＵ
、 Ａｕ−Ｃｄ。
Ｉｎ−Ｔ１合金など士数種あるが実用化されているもの
としてＮｉＴｉ合金がある。形状記憶効果を利用したも
のの用途としてコイルばね状アクチュエーター・クラン
プ、パイプ接手、電気コネクター、整形外科用接骨板な
どに応用されており、また超弾性は歯科矯正ワイヤー、
眼鏡フレーム、高級ブラジャーなどに使用されている。
としてＮｉＴｉ合金がある。形状記憶効果を利用したも
のの用途としてコイルばね状アクチュエーター・クラン
プ、パイプ接手、電気コネクター、整形外科用接骨板な
どに応用されており、また超弾性は歯科矯正ワイヤー、
眼鏡フレーム、高級ブラジャーなどに使用されている。
（発明が解決しようとする問題点）
上記のように形状記憶効果および超弾性特性を利用した
用途は種々あるがこれらの用途に合わせて逆変態温度（
Ａｆ点）を夫々調整するものである。
用途は種々あるがこれらの用途に合わせて逆変態温度（
Ａｆ点）を夫々調整するものである。
このＡｆ点は合金の組成範囲、熱処理条件などにより異
なるものであり、適宜選択して製造するものである。例
えば超弾性と形状記憶を利用したものに眼鏡フレームの
テンプルがある。眼鏡フレームのテンプルは、テンプル
全体のばね性により把持力を付与するものであり、左右
のテンプル部間を内側にゆるくわん曲させ、かつテンプ
ルの耳掛部においては耳に掛るように下方にわん曲させ
て眼鏡がづれ落ちないように成形しであるものである。
なるものであり、適宜選択して製造するものである。例
えば超弾性と形状記憶を利用したものに眼鏡フレームの
テンプルがある。眼鏡フレームのテンプルは、テンプル
全体のばね性により把持力を付与するものであり、左右
のテンプル部間を内側にゆるくわん曲させ、かつテンプ
ルの耳掛部においては耳に掛るように下方にわん曲させ
て眼鏡がづれ落ちないように成形しであるものである。
このテンプルの成形および熱処理方法は、ＮｉＴｉ合金
などの線材から所定形状にプレスなどにより成形された
テンプルを第２図に示すようにテンプル（６）の耳掛部
（７）の上下をヒーターを内蔵した成形具（ＩＩり、（
８勺でテンプルを内側にわん曲させると共に耳掛部を下
側にわん曲させるように杷持しながら成形具のヒーター
を加熱して、成形と同時に熱処理を施していたものであ
る。しかしこの方法においては利料のスプリングバック
により成形した形状が変形するためにスプリングバック
を考慮した成形具を種々揃えて行なう必要があった。ま
た眼鏡フレームを個人の顔に合わせるためには、−変成
形したテンプルを各人の顔に合ぜて部分的に形状の再調
整する必要があった。
などの線材から所定形状にプレスなどにより成形された
テンプルを第２図に示すようにテンプル（６）の耳掛部
（７）の上下をヒーターを内蔵した成形具（ＩＩり、（
８勺でテンプルを内側にわん曲させると共に耳掛部を下
側にわん曲させるように杷持しながら成形具のヒーター
を加熱して、成形と同時に熱処理を施していたものであ
る。しかしこの方法においては利料のスプリングバック
により成形した形状が変形するためにスプリングバック
を考慮した成形具を種々揃えて行なう必要があった。ま
た眼鏡フレームを個人の顔に合わせるためには、−変成
形したテンプルを各人の顔に合ぜて部分的に形状の再調
整する必要があった。
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので形状記憶・超
弾性材料を低温に加熱しながら成形することにより形状
を調整する方法および装置を見出したものであり、メガ
ネフレームのテンプル、コイルばね、歯列矯正ワイヤー
などの細かい材料の成形熱処理に適するものであり、ま
た特に−変形状記憶処理された材料の再調整に適するも
のである。
弾性材料を低温に加熱しながら成形することにより形状
を調整する方法および装置を見出したものであり、メガ
ネフレームのテンプル、コイルばね、歯列矯正ワイヤー
などの細かい材料の成形熱処理に適するものであり、ま
た特に−変形状記憶処理された材料の再調整に適するも
のである。
（問題点を解決するための手段および作用）本発明は形
状記憶・超弾性材料にＡの熱処理として１５０℃〜５ｏ
ｏ℃の温度で１０分〜２時間、Ｂの熱処理としてｇｏ℃
〜２００℃の温度で１秒〜３０秒間熱処理を施すことを
特徴とする形状記憶・超弾性材料の熱処理方法であり、
また成形ノーズと、成形ノーズを加熱する加熱部を有し
、相手によりノーズを操作して材料を成形・熱処理する
ことを特徴とする形状記憶・超弾性材料の成形・熱処理
装置、である。しかして上記の熱処理方法は、Ａの熱処
理を拘束または無拘束で、Ｂの熱処理を成形しながら施
すものであり、またＡの熱処理を先にＢの熱処理を後に
施してもよく、或はＢの熱処理を先にＡの熱処理を後に
施してもよく、さらにＡの熱処理を先に、Ｂの熱処理を
後に施し、再度Ａの熱処理を施すいずれの方法でもよい
ものである。
状記憶・超弾性材料にＡの熱処理として１５０℃〜５ｏ
ｏ℃の温度で１０分〜２時間、Ｂの熱処理としてｇｏ℃
〜２００℃の温度で１秒〜３０秒間熱処理を施すことを
特徴とする形状記憶・超弾性材料の熱処理方法であり、
また成形ノーズと、成形ノーズを加熱する加熱部を有し
、相手によりノーズを操作して材料を成形・熱処理する
ことを特徴とする形状記憶・超弾性材料の成形・熱処理
装置、である。しかして上記の熱処理方法は、Ａの熱処
理を拘束または無拘束で、Ｂの熱処理を成形しながら施
すものであり、またＡの熱処理を先にＢの熱処理を後に
施してもよく、或はＢの熱処理を先にＡの熱処理を後に
施してもよく、さらにＡの熱処理を先に、Ｂの熱処理を
後に施し、再度Ａの熱処理を施すいずれの方法でもよい
ものである。
本発明においてＡの熱処理として１５０℃〜５００℃の
温度で１０分〜２時間熱処理を施すのは１５０℃未満の
温度では充分な記憶効果が得られず５００℃を越えると
材料が必要以上に軟化してしまい必要な強度が得られな
いためである。
温度で１０分〜２時間熱処理を施すのは１５０℃未満の
温度では充分な記憶効果が得られず５００℃を越えると
材料が必要以上に軟化してしまい必要な強度が得られな
いためである。
またＢの熱処理としてｇｏ℃〜２００℃の温度で１秒〜
′５０秒間熱処理を施すのは、Ｂの熱処理はＡの熱処理
の後の調整成形処理或はＡの熱処理の予備成形処理とし
ての作用をなすものであり、このために成る程度の加熱
を必要とするもので８０℃未満では成形材料に歪が入る
おそれがあり２００℃を超えると弾性の高いものが得ら
れないからである。また上記のＡの熱処理時間を１ｏ分
〜２時間としたのは温度との関係で高温ならば短時間で
低温ならば長時間を要するが必要な強度を持たせるため
には上記の時間が好ましい。また上記のＢの熱処理時間
を１秒〜３０秒間としたのは、１秒未満では良好な成形
加熱ができず、３０秒を越えると弾性の高いものが得ら
れないからである。
′５０秒間熱処理を施すのは、Ｂの熱処理はＡの熱処理
の後の調整成形処理或はＡの熱処理の予備成形処理とし
ての作用をなすものであり、このために成る程度の加熱
を必要とするもので８０℃未満では成形材料に歪が入る
おそれがあり２００℃を超えると弾性の高いものが得ら
れないからである。また上記のＡの熱処理時間を１ｏ分
〜２時間としたのは温度との関係で高温ならば短時間で
低温ならば長時間を要するが必要な強度を持たせるため
には上記の時間が好ましい。また上記のＢの熱処理時間
を１秒〜３０秒間としたのは、１秒未満では良好な成形
加熱ができず、３０秒を越えると弾性の高いものが得ら
れないからである。
しかして本発明におけるＡの熱処理は、主として充分な
形状記憶効果を得るための熱処理であるが、Ｂの熱処理
は材料を低温において加熱成形することにより、材料の
スプリングバックを阻止すると共に、成形した形状に記
憶させる作用をするものである。このためＡの熱処理に
おいて形状を記憶させた材料を、Ｂの成形熱処理を施す
と前の形状が消失してＢの熱処理時の形状が記憶される
のである。この際に記憶される温度は、Ａ％Ｂの熱処理
温度のいずれか高い方の温度を記憶するものである。こ
れは熱処理温度が高い程加工組織がほぐれ易く、このと
きの温度を記憶するためと考のである。例えばＡの熱処
理後Ｂの熱処理を施す場合はＡの熱処理は拘束されて成
形されている場合でも無拘束でもよいが、無拘束の場合
は大巾な形状の調整が必要となる。
形状記憶効果を得るための熱処理であるが、Ｂの熱処理
は材料を低温において加熱成形することにより、材料の
スプリングバックを阻止すると共に、成形した形状に記
憶させる作用をするものである。このためＡの熱処理に
おいて形状を記憶させた材料を、Ｂの成形熱処理を施す
と前の形状が消失してＢの熱処理時の形状が記憶される
のである。この際に記憶される温度は、Ａ％Ｂの熱処理
温度のいずれか高い方の温度を記憶するものである。こ
れは熱処理温度が高い程加工組織がほぐれ易く、このと
きの温度を記憶するためと考のである。例えばＡの熱処
理後Ｂの熱処理を施す場合はＡの熱処理は拘束されて成
形されている場合でも無拘束でもよいが、無拘束の場合
は大巾な形状の調整が必要となる。
才たＢの熱処理を施した後人の熱処理を施してもよい。
この場合は予備成形が施されているのでスプリングバッ
クは起らないためＡの熱処理は無拘束で行ってもよい。
クは起らないためＡの熱処理は無拘束で行ってもよい。
さらにＡの熱処理を施した後、Ｂの熱処理を行ない再度
Ａの熱処理を施すこともできる。この場合はＡの熱処理
は拘束または無拘束でもよくＢの熱処理において形状を
調整して、再度記憶処理を施すものである。
Ａの熱処理を施すこともできる。この場合はＡの熱処理
は拘束または無拘束でもよくＢの熱処理において形状を
調整して、再度記憶処理を施すものである。
この際Ａの前後の熱処理温度を変えることにより、記憶
温度の変更も可能である。
温度の変更も可能である。
しかして上記の熱処理を施すには例えば眼鏡フレームの
テンプルやコイルはねのフック部など細かい部品などの
場合にはスプリングバックのために一回の拘束熱処理で
は成形することが困難であり調整が必要となる。そこで
本発明は形状記憶・超弾性材料を用いた細かい部品の形
状の調整ないし成形する作業に適した装置を提供するも
のである。この装置は第１図に示すように成形ノーズ（
１）とヒーター（２）などからなる加熱部を有する開閉
の際の支点（５）と把手（４）と加熱温度を調節するた
めのコントローラー（５）とからなるものである。この
装置は成形ノーズをヒーターにより加熱して、加熱した
状態で材料をはさみ、曲げたり、伸ばしたりして成形す
るものでノーズの形状は成形する材料の形に合わせて適
宜変更することができるものである。本装置はコンパク
トで軽量なために、例えば眼鏡フレームのテンプルの形
状の調整など店頭において作業を行う場合に便利である
。
テンプルやコイルはねのフック部など細かい部品などの
場合にはスプリングバックのために一回の拘束熱処理で
は成形することが困難であり調整が必要となる。そこで
本発明は形状記憶・超弾性材料を用いた細かい部品の形
状の調整ないし成形する作業に適した装置を提供するも
のである。この装置は第１図に示すように成形ノーズ（
１）とヒーター（２）などからなる加熱部を有する開閉
の際の支点（５）と把手（４）と加熱温度を調節するた
めのコントローラー（５）とからなるものである。この
装置は成形ノーズをヒーターにより加熱して、加熱した
状態で材料をはさみ、曲げたり、伸ばしたりして成形す
るものでノーズの形状は成形する材料の形に合わせて適
宜変更することができるものである。本装置はコンパク
トで軽量なために、例えば眼鏡フレームのテンプルの形
状の調整など店頭において作業を行う場合に便利である
。
なお本発明において形状記憶効果・超弾性材料とはＮｉ
ＴｉおよびこれにＦｅ、 Ｃｏ 、Ｏｒ 、Ｍｎ ％Ｍ
ｏなどの他元素を少量添加したＮｉＴｉ系合金の他Ｃｕ
−Ａｎ −Ｎｉ。
ＴｉおよびこれにＦｅ、 Ｃｏ 、Ｏｒ 、Ｍｎ ％Ｍ
ｏなどの他元素を少量添加したＮｉＴｉ系合金の他Ｃｕ
−Ａｎ −Ｎｉ。
Ｏｕ −Ｚｎ −ＡＡなど一般的に形状記憶効果および
超弾性を有する材料を云うものでこれらのものに適用が
可能である。
超弾性を有する材料を云うものでこれらのものに適用が
可能である。
（実施例）
以下に本発明の一実施例について説明する。
実施例１゜
Ｎ１５０．３ａｔ％残部Ｔ１のＮｉＴｉ合金を冷間伸線
、スウエージング加工、ヘッダー加工およびプレス加工
により第２図（６）に示す形状の直線状のテンプル材を
作成した。
、スウエージング加工、ヘッダー加工およびプレス加工
により第２図（６）に示す形状の直線状のテンプル材を
作成した。
次にテンプルの耳掛部（７）を下方に約２５°の角度に
わん曲させると共にヒーターを有する成形具（８）、（
８勺で拘束しながらテンプル全体が１１００℃になるよ
うに１０分間加熱してへ〇熱処理を施した。
わん曲させると共にヒーターを有する成形具（８）、（
８勺で拘束しながらテンプル全体が１１００℃になるよ
うに１０分間加熱してへ〇熱処理を施した。
次に第１図に示す装置を用いて成形ノーズを１５０℃に
加熱させ上記のテンプルをさらに１０°の角度に下方に
わん曲して角度を調整し、この形状で５秒間保持してＢ
の熱処理を施した。このテンプルは常温で耳掛部を直線
に変形を加えても熱湯に入れるとＢの成形熱処理を行っ
た５５°の角度に戻った。
加熱させ上記のテンプルをさらに１０°の角度に下方に
わん曲して角度を調整し、この形状で５秒間保持してＢ
の熱処理を施した。このテンプルは常温で耳掛部を直線
に変形を加えても熱湯に入れるとＢの成形熱処理を行っ
た５５°の角度に戻った。
実施例２゜
実施例１と同じＮｉＴｉ合金を同様にして作成した直線
状のテンプルの耳掛部を第１図に示す装置を用いて成形
ノーズを２００℃に加熱しながら下方に３０°の角度に
わん曲させてＢの熱処理を施した。
状のテンプルの耳掛部を第１図に示す装置を用いて成形
ノーズを２００℃に加熱しながら下方に３０°の角度に
わん曲させてＢの熱処理を施した。
次にこのテンプルを無拘束の状態で５００℃で５分間Ａ
の熱処理を施した。このテンプルを常温で耳掛部を直線
状に変形を加えても熱湯に入れるとＢの熱処理において
与えた３０°の角度に戻った。
の熱処理を施した。このテンプルを常温で耳掛部を直線
状に変形を加えても熱湯に入れるとＢの熱処理において
与えた３０°の角度に戻った。
（効 果）
本発明によれば形状記憶・超弾性材料の形状の調整を容
易に行うことができるのでこの種の材料の用途を著しく
拡大するものである。
易に行うことができるのでこの種の材料の用途を著しく
拡大するものである。
第１図は本発明の装置の一実施例を示す斜視図、第２図
は従来の熱処理方法を示す説明図である。
は従来の熱処理方法を示す説明図である。
Claims (6)
- （１）形状記憶・超弾性材料にＡの熱処理として１５０
℃〜５００℃の温度で１０分〜２時間、Ｂの熱処理とし
て８０℃〜２００℃の温度で１秒〜３０秒間熱処理を施
すことを特徴とする形状記憶・超弾性材料の熱処理方法
。 - （２）Ａの熱処理を拘束または無拘束で、Ｂの熱処理を
成形しながら施すことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の形状記憶・超弾性材料の熱処理方法。 - （３）Ａの熱処理を先に、Ｂの熱処理を後に施すことを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の形
状記憶・超弾性材料の熱処理方法。 - （４）Ｂの熱処理を先に、Ａの熱処理を後に施すことを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の形
状記憶・超弾性材料の熱処理方法。 - （５）Ａの熱処理を先に、Ｂの熱処理を後に施し、再度
Ａの熱処理を施すことを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載の形状記憶・超弾性材料の熱処理方
法。 - （６）成形ノーズと成形ノーズを加熱する加熱部を有し
、把手によりノーズを操作して材料を成形・熱処理する
ことを特徴とする形状記憶・超弾性材料の成形・熱処理
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22784186A JPS6383252A (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 形状記憶・超弾性材料の熱処理方法およびその装置 |
| JP23868589A JPH02277752A (ja) | 1986-09-26 | 1989-09-14 | 形状記憶・超弾性材料の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22784186A JPS6383252A (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 形状記憶・超弾性材料の熱処理方法およびその装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23868589A Division JPH02277752A (ja) | 1986-09-26 | 1989-09-14 | 形状記憶・超弾性材料の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6383252A true JPS6383252A (ja) | 1988-04-13 |
| JPH0312138B2 JPH0312138B2 (ja) | 1991-02-19 |
Family
ID=16867206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22784186A Granted JPS6383252A (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 形状記憶・超弾性材料の熱処理方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6383252A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3006427U (ja) * | 1994-06-27 | 1995-01-24 | 株式会社加藤工芸 | 縁なし眼鏡 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
1986
- 1986-09-26 JP JP22784186A patent/JPS6383252A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3006427U (ja) * | 1994-06-27 | 1995-01-24 | 株式会社加藤工芸 | 縁なし眼鏡 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0312138B2 (ja) | 1991-02-19 |
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