JPH03229844A - Ni―Ti系形状記憶合金素材の製造方法 - Google Patents

Ni―Ti系形状記憶合金素材の製造方法

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JPH03229844A
JPH03229844A JP2549490A JP2549490A JPH03229844A JP H03229844 A JPH03229844 A JP H03229844A JP 2549490 A JP2549490 A JP 2549490A JP 2549490 A JP2549490 A JP 2549490A JP H03229844 A JPH03229844 A JP H03229844A
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JP
Japan
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ingot
shape memory
memory alloy
series
unidirectionally solidified
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Pending
Application number
JP2549490A
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English (en)
Inventor
Akira Hideno
秀野 晃
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ni−Ti系形状記憶合金素材を効率よく製
造する方法に関する。
〔従来の技術〕
従来N i −T i糸形状記憶合金は、例えばカーボ
ンるつぼを用いて高周波真空溶解炉により溶解したのち
、これを金型に鋳造して棒状鋳塊となし、この棒状鋳塊
を900°C前後の高温に加熱して、圧延やスェージン
グ加工等により大径の線材に加工し、次いでこの大径線
材を冷間加工により所望形状の素材となし、しかるのち
この素材をコイリングばね等に成形し、形状記憶熱処理
(400〜500’C)を施して用いられる。
〔発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記のような形状記憶合金の製造方法で
は、大径線材を最終の使用形状に冷間加工する際、上記
素材は急激に加工硬化する為加工中、中間焼鈍を頻繁に
行う必要があり生産性に劣るという問題があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明はかかる状況に鑑み鋭意研究を行った結果、Ni
−Ti系形状記憶合金が冷間加工により急激に加工硬化
するのは、冷間加工前の太径線材が多結晶体つまり結晶
粒界が多数存在した組織からなり、この結晶粒界、特に
加工方向と交叉する結晶粒界が冷間加工の隙に変形抵抗
体となって作用して加工硬化が急激に進むことを突きと
め、更に研究を重ねて本発明を完成させるに到ったもの
である。
即ち本発明は、熱弾性型マルテンサイト変態を生しるN
i−Ti系合金鋳塊を伸延加工して所望形状の素材とな
すNi−Ti系形状記憶合金素材の製造方法において、
鋳塊に一方向凝固鋳塊を用いることを特徴とするN i
 −T i系形状記憶合金素材の製造方法である。
本発明方法は、N i −T i系形状記憶合金素材を
製造するに際し、N i −T i系合金鋳塊に、単結
晶又は結晶粒が長手方向に長く伸びた鋳造組織からなる
、伸延加工方向と交叉する結晶粒界の少ない一方向凝固
鋳塊を用いて、冷間加工時の加工硬化量を低く抑え、依
って中間焼鈍回数を低減せしめたN i −T i系形
状記憶合金の製造方法である。
本発明方法において、熱弾性型マルテンサイト変態を生
じるN i −T i系合金(以下N i −T i系
形状記憶合金と略記)とは、N i 49.0〜53.
0at%、残部実質的にTiからなる合金であって、上
記合金にCu、Aj!、Fe、■、Cr、Mn、CO,
Zr、Au等の元素を微量含有した合金も、熱弾性型マ
ルテンサイト変態を生しる範囲、つまり形状記憶機能を
呈する範囲において含まれるものである。
而して上記のN i −T i系形状記憶合金の一方向
凝固鋳塊を製造する方法としては、加熱鋳型連続鋳造方
法を始めとして、回転引上げ鋳造法(チョクラルスキー
法)、ブリッジマン決算任意の一方向凝固鋳造法が通用
される。
上記の加熱鋳型連続鋳造法は第1図にその要部説明図を
示したように、鋳型1をヒーター2により鋳造金属の融
点より高い温度に保持しておき、鋳造金属の溶湯3を製
出する鋳塊4を介して冷却して鋳型出口で凝固せしめる
もので、平坦な固液界面5が形成される。従って鋳造組
織は単結晶又は長手方向に長く延びた粗大な結晶粒から
なり、しかも、鋳塊表面は鋳型内面と接触することがな
いので極めて美麗で外削等が不要となり、製造歩留りの
高い鋳造方法でもある。
本発明方法において、一方向凝固鋳塊を伸延加工する方
法としては、通常のプレス、圧延、ハンマー鍛造、スェ
ージング、引抜き等の任意の方法が適用される。
また、上記の一方向凝固鋳塊の伸延加工は、再結晶温度
以下の冷間で、できるだけ中間焼鈍を入れずに行うこと
が好ましく、再結晶温度以上で加工したり、中間焼鈍を
入れたりすると伸延加工材が再結晶して多結晶体となり
加工硬化し易くなる。
〔作用〕
本発明方法においては、Ni−Ti系形状記憶台金鋳塊
に、加工硬化の原因となる伸延加工方向と交叉する結晶
粒界の少ない一方向凝固鋳塊を用いるので、上記鋳塊を
冷間加工して素材となすに際し、中間焼鈍を要さず又は
中間焼鈍回数を大幅に低減することができる。
〔実施例〕
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例I N i  50.7at%、残部実質的TiよりなるN
iTi系形状記憶合金を黒鉛るつぼに入れ、Ar雰囲気
中で高周波誘導溶解炉にて溶解し、この溶融合金を加熱
鋳型連続鋳造法により8mmφの棒状鋳塊δこ鋳造した
。この棒状鋳塊を組織観察したところ、断面当り3〜4
個の粗大結晶粒が長手方向に長く伸びた組織であった0
次に上記棒状鋳塊を室温にてスェージング及び引抜加工
により1.6mφの線材となした。加工により線材強度
は増加したが、加工限界である1600M P Aに達
することはなく、中間焼鈍を施す必要はなかった。
実施例2 加熱鋳型連続鋳造法により12.16.20+aa+φ
の3種の一方向凝固の棒状鋳塊を鋳造した。
而してこの棒状鋳塊に実施例1と同様に室温にてスェー
ジング及び引抜加工を行って1.61φのN i −T
 i系形状記憶合金線材を製造した。
尚、上記において伸延加工材が加工硬化してその強度が
加工限界の1600M P Aに達する毎に700’C
I Hの中間焼鈍を入れた。
比較例1 鋳塊に、通常の金型にて鋳造した20■φの多結晶鋳塊
を用い、次いでこの多結晶鋳塊に、実施例2と同様に中
間焼鈍を入れつつ室温にてスエージング及び引抜加工を
施して1.6++mφのNi−Ti系形状記憶合金線材
を製造した。
比較例2 鋳塊に通常の金型に鋳造した60ssφの多結晶鋳塊を
用い、これを900°Cにて熱間鍛造して16鴫φの大
径線材となし、しかるのちこの大径線材を実施例2と同
様に中間焼鈍を入れつつ室温にてスェージング及び引抜
加工を行って1.6鴫φのNiTi系形状記憶合金線材
を製造した。
上記の実施例並びに比較例について、主な製造条件を第
1表に示した。
第1表より明らかなように本発明方法品のうちのNo、
 1は、鋳塊サイズが小さかった為、中間焼鈍を入れず
に最終線径の1.6肛φにまで冷間加工することができ
た。又サイズの比較的大きい鋳塊を用いたもの(No、
2〜4)も、中間焼鈍を入れずにかなり細くまで冷間伸
線できたので、中間焼鈍は後半に2〜4回入れるだけで
1.6肛φにまで加工できた。
これに対し比較方法品(Nα5,6)は多結晶鋳塊を用
いた為に、Nα5は冷間加工するのに中間焼鈍を9回、
又No、 6は熱間加工を行った上中間焼鈍を8回も入
れる必要があった。
尚、斯くの如くして得られた各々の線材について、マル
テンサイト変態開始及び終了温度(Ms点、Mf点)と
逆変態開始及び終了温度(As点、A2点)、コイルば
ねに成形し一定加重を付加した場合の変位−温度曲線、
並びに弾性域での回転曲げ試験による疲労寿命を調べた
が、本発明方法品は、いずれの特性も従来材である比較
方法品と同等の良好な値を示すものであった。
〔効果〕
以上述べたように本発明によれば、熱間加工を要さずに
冷間加工だけで所望の形状の線材に加工することができ
、又冷間加工も中間焼鈍を入れずに、又入れたとしても
その回数を大幅に減らして行うことができ、生産性の向
上並びに製造コストの低減が計れ、工業上顕著な効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明方法にて用いる一方向凝固鋳塊を鋳造
するための装置の一例を示す加熱鋳型連続鋳造装置の要
部説明図である。 l・・・鋳型、  2・・・ヒーター  3・・・溶湯
、4・・・鋳塊、 5・・・固液界面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  熱弾性型マルテンサイト変態を生じるNi−Ti系合
    金鋳塊を伸延加工して所望形状の素材となすNi−Ti
    系形状記憶合金素材の製造方法において、鋳塊に一方向
    凝固鋳塊を用いることを特徴とするNi−Ti系形状記
    憶合金素材の製造方法。
JP2549490A 1990-02-05 1990-02-05 Ni―Ti系形状記憶合金素材の製造方法 Pending JPH03229844A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1170393A2 (en) * 2000-07-06 2002-01-09 Toki Corporation Kabushiki Kaisha Shape memory alloy and method of treating the same
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CN107177756A (zh) * 2017-05-19 2017-09-19 中国石油大学(北京) 一种宽温域高强度线弹性的金属纳米材料及其制法与应用

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