JPS62284047A - 形状記憶合金の製造方法 - Google Patents
形状記憶合金の製造方法Info
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- JPS62284047A JPS62284047A JP12765286A JP12765286A JPS62284047A JP S62284047 A JPS62284047 A JP S62284047A JP 12765286 A JP12765286 A JP 12765286A JP 12765286 A JP12765286 A JP 12765286A JP S62284047 A JPS62284047 A JP S62284047A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Powder Metallurgy (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】
発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、Ｔｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の製造方法に関し
、特に記憶処理方法に関するものである。
、特に記憶処理方法に関するものである。
形状記憶合金を使用する上で、必要な要素としては、希
望とする形状に正確に成形し記憶処理できること、回復
力が十分大きいこと、および繰返し寿命が長いことなど
があげられる。
望とする形状に正確に成形し記憶処理できること、回復
力が十分大きいこと、および繰返し寿命が長いことなど
があげられる。
従来、Ｔｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の一方向性形状記憶処
理方法としては、 ■冷間加工により十分加工硬化した合金材を所定の形状
に成形加工し、拘束したまま４００〜５００℃の温度で
数分間〜数時間加熱する中温処理方法、０８００℃以上
の高温で正準化焼なまし後、所定の形状に成形し、２０
０〜３００℃の低温で記憶処理する低温処理方法、 ０８００〜１０００℃の温度で溶体化処理後、成形し４
００℃前後の温度で時効する時効処理方法、の３通りが
一般的に知られている（「形状記憶合金」、産業図書、
舟久保著（５５９，６） Ｐ１５８〜１６０）。
理方法としては、 ■冷間加工により十分加工硬化した合金材を所定の形状
に成形加工し、拘束したまま４００〜５００℃の温度で
数分間〜数時間加熱する中温処理方法、０８００℃以上
の高温で正準化焼なまし後、所定の形状に成形し、２０
０〜３００℃の低温で記憶処理する低温処理方法、 ０８００〜１０００℃の温度で溶体化処理後、成形し４
００℃前後の温度で時効する時効処理方法、の３通りが
一般的に知られている（「形状記憶合金」、産業図書、
舟久保著（５５９，６） Ｐ１５８〜１６０）。
このうち、■の時効処理方法は、加工硬化を加えなくて
も前記処理によりＴｉＮｉ３が析出し、歪を生じ転位組
織となるＮｉの含有量が５０．５ａｔ％以上のＮｉ過剰
組成に有効であるが、Ｎｉ過剰組成は加工性が悪く製造
上困難であることと、形状回復変態点が低いことから限
られた用途にしか用いられず、通常の用途には不向きで
ある。一方、Ｔｉ／Ｎｊ原子比が１前後の形状記憶合金
においては、はとんどの場合回復力が大きい■の中温処
理に行なわれるが、加工硬化されている状態、すなわち
成形性が劣る状態で所定の形状に成形加工しなければな
らず、複雑形状あるいは曲率の大きな曲げ形状の記憶に
は不向きである。また、■の低温処理は焼なまし状態で
成形するために複雑形状の記憶には適しているが、形状
回復力が劣ること、繰返し寿命が短いという欠点がある
。
も前記処理によりＴｉＮｉ３が析出し、歪を生じ転位組
織となるＮｉの含有量が５０．５ａｔ％以上のＮｉ過剰
組成に有効であるが、Ｎｉ過剰組成は加工性が悪く製造
上困難であることと、形状回復変態点が低いことから限
られた用途にしか用いられず、通常の用途には不向きで
ある。一方、Ｔｉ／Ｎｊ原子比が１前後の形状記憶合金
においては、はとんどの場合回復力が大きい■の中温処
理に行なわれるが、加工硬化されている状態、すなわち
成形性が劣る状態で所定の形状に成形加工しなければな
らず、複雑形状あるいは曲率の大きな曲げ形状の記憶に
は不向きである。また、■の低温処理は焼なまし状態で
成形するために複雑形状の記憶には適しているが、形状
回復力が劣ること、繰返し寿命が短いという欠点がある
。
以上説明したように、従来の形状記憶合金の製造方法で
は形状記憶合金を使用する上での必要な要素、すなわち
希望する形状に正確に成形し記憶処理できること、回復
力が十分大きいことの両者を十分に満足できるものでは
なかった。
は形状記憶合金を使用する上での必要な要素、すなわち
希望する形状に正確に成形し記憶処理できること、回復
力が十分大きいことの両者を十分に満足できるものでは
なかった。
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、形
状記憶合金の成形性が容易で、かつ回復力の優れた形状
記憶合金を製造する方法を提供するものである。
状記憶合金の成形性が容易で、かつ回復力の優れた形状
記憶合金を製造する方法を提供するものである。
本発明は、原子比でＮｊ、４９．３〜５０．５％、残部
Ｔｉを主成分とするＴｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の製造方
法において、 （１）加工硬化する工程、 （２） ２００℃以上、再結晶温度未満の温度域で熱処
理する工程、 （３）所定の形状に成形加工する工程、（４）３００−
５７０℃の温度範囲で熱処理する工程、を有することを
特徴とする形状記憶合金の製造方法である。
Ｔｉを主成分とするＴｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の製造方
法において、 （１）加工硬化する工程、 （２） ２００℃以上、再結晶温度未満の温度域で熱処
理する工程、 （３）所定の形状に成形加工する工程、（４）３００−
５７０℃の温度範囲で熱処理する工程、を有することを
特徴とする形状記憶合金の製造方法である。
以下本発明の詳細な説明する。
まず本発明では、原子比でＮｉ ４９．３〜５０．５％
、残部Ｔｉを主成分とするＴｊ、−Ｎｉ系形状記憶合金
を対象とする。これは、Ｎｉ ４９．３％未満ではＮｊ
濃度が低く、形状記憶効果を十分に発揮できなく、また
Ｎｉ ５０．５％を越えた場合には、前述した時効処理
方法が適用されるため、本発明に従う加工硬化、熱処理
を特に必要とされないためである。
、残部Ｔｉを主成分とするＴｊ、−Ｎｉ系形状記憶合金
を対象とする。これは、Ｎｉ ４９．３％未満ではＮｊ
濃度が低く、形状記憶効果を十分に発揮できなく、また
Ｎｉ ５０．５％を越えた場合には、前述した時効処理
方法が適用されるため、本発明に従う加工硬化、熱処理
を特に必要とされないためである。
以上の理由によりＮｉ量は原子比で４９．３〜５０．５
％に限定する。また残部は実質的にＴｉよりなるが、Ｔ
ｉ、Ｎｉの一部をＦｅ、 Ｍｎ、 Ｃｏ、 Ａ１． Ｎ
ｂ、 Ｔａ等の元素で置換することも可能である。
％に限定する。また残部は実質的にＴｉよりなるが、Ｔ
ｉ、Ｎｉの一部をＦｅ、 Ｍｎ、 Ｃｏ、 Ａ１． Ｎ
ｂ、 Ｔａ等の元素で置換することも可能である。
本発明では以上の組成を有するＴｉ−Ｎｉ系合金を加工
硬化する。形状記憶合金としての回復力及び繰返し寿命
特性を良好なものとするためには、高密度転位組織とす
ることが必要であり、そのために加工硬化を行なう。な
お、加工硬化は冷間圧延、伸線加工等通常行なう手法が
適用される。
硬化する。形状記憶合金としての回復力及び繰返し寿命
特性を良好なものとするためには、高密度転位組織とす
ることが必要であり、そのために加工硬化を行なう。な
お、加工硬化は冷間圧延、伸線加工等通常行なう手法が
適用される。
加工硬化後に２００℃以上、再結晶温度未満で熱処理（
以後軟化熱処理と記す）を施すが、これは加工硬化状態
では、記憶処理を行なう際の形状に成形加工し難いので
軟化させる必要があるからである。軟化熱処理としては
、前記転移組織を維持したままＴｉ−Ｎｉ系合金の硬度
を下げることが必要であり、そのためには再結晶温度未
満の温度範囲で熱処理されなければならない。しかし、
熱処理温度が２００℃未満では、十分な効果が得られな
いので軟化熱処理温度の範囲は２００℃以上、再結晶温
度未満に限定する。なお、軟化熱処理時間は被熱処理材
の寸法により適宜数分〜数時間の範囲で選択される。所
定の時間軟化熱処理が終了すると、冷却後所望する形状
に加工成形し、拘束した状態で記憶熱処理される。
以後軟化熱処理と記す）を施すが、これは加工硬化状態
では、記憶処理を行なう際の形状に成形加工し難いので
軟化させる必要があるからである。軟化熱処理としては
、前記転移組織を維持したままＴｉ−Ｎｉ系合金の硬度
を下げることが必要であり、そのためには再結晶温度未
満の温度範囲で熱処理されなければならない。しかし、
熱処理温度が２００℃未満では、十分な効果が得られな
いので軟化熱処理温度の範囲は２００℃以上、再結晶温
度未満に限定する。なお、軟化熱処理時間は被熱処理材
の寸法により適宜数分〜数時間の範囲で選択される。所
定の時間軟化熱処理が終了すると、冷却後所望する形状
に加工成形し、拘束した状態で記憶熱処理される。
記憶熱処理は前述した低温処理あるいは中温処理の温度
範囲である３００〜５００℃の範囲で適用される。
範囲である３００〜５００℃の範囲で適用される。
これらの処理により本発明の目的が達せられる理由とし
ては、軟化熱処理により加工硬化歪が除去されたことと
、Ｍ９変態点が室温近くに出現することにより成形性が
改善される。したがって、さらに成形性を必要とする場
合には、氷あるいはドライアイス等により冷却し、室温
以下の状態で所望形状に成形すればよい。また、大きな
回復力が持続する理由は、加工硬化後、再結晶温度未満
の加熱により再配列した高密度な転移組織の導入に起因
するものである。
ては、軟化熱処理により加工硬化歪が除去されたことと
、Ｍ９変態点が室温近くに出現することにより成形性が
改善される。したがって、さらに成形性を必要とする場
合には、氷あるいはドライアイス等により冷却し、室温
以下の状態で所望形状に成形すればよい。また、大きな
回復力が持続する理由は、加工硬化後、再結晶温度未満
の加熱により再配列した高密度な転移組織の導入に起因
するものである。
原子比でＮｉ４９．３．５０．５％、残りＴｉよりなる
２組成の合金を真空高周波炉にて溶製し、鍛造および熱
間圧延により４φまで加工したのち、途中焼なましを加
えて冷間伸線にて最終減面率２０％で１．５φに仕上げ
た。この線材を素材として用い、第１段処理として、■
そのまま、■８００℃にて３０分間加熱、水冷、０４０
０℃にて３０分間加熱、空冷した。
２組成の合金を真空高周波炉にて溶製し、鍛造および熱
間圧延により４φまで加工したのち、途中焼なましを加
えて冷間伸線にて最終減面率２０％で１．５φに仕上げ
た。この線材を素材として用い、第１段処理として、■
そのまま、■８００℃にて３０分間加熱、水冷、０４０
０℃にて３０分間加熱、空冷した。
これらを室温にて曲げテストを行ない、最小曲げ可能半
径を求めた。その結果を表に示す。
径を求めた。その結果を表に示す。
なお、■“そのまま″は前述の中間処理法に、■” ８
００℃加熱、水冷処理”は低温処理方法に該当し、■”
４００℃加熱、空冷処理″は本発明法に該当する。
００℃加熱、水冷処理”は低温処理方法に該当し、■”
４００℃加熱、空冷処理″は本発明法に該当する。
次に前記線材からコイル径２０Ｗｌφ、コイル巻数３の
密着コイルバネを成形し拘束したまま、■は２５０℃、
■、■は４５０℃にて１時間加熱、水冷した。
密着コイルバネを成形し拘束したまま、■は２５０℃、
■、■は４５０℃にて１時間加熱、水冷した。
このコイルバネに室温で５０ｍｍＡの変位を与え、その
時の力と７０℃に加熱したときの発生力との差を回復力
として求めた。これらの結果を表に示す。
時の力と７０℃に加熱したときの発生力との差を回復力
として求めた。これらの結果を表に示す。
木表から、本発明法によると従来法では満足することが
できなかった拘束処理の際の加工性および十分な回復力
を兼備することがわかる。
できなかった拘束処理の際の加工性および十分な回復力
を兼備することがわかる。
本発明によれば、従来の方法に比較して曲げ可能最小半
径が半分以下と小さく、複雑形状の成形が可能であり、
また回復力はほどんど減少することのない形状記憶特性
が得られ、Ｔｉ−Ｎｉ系形状記憶合金を利用していく上
で非常に有効な方法である。
径が半分以下と小さく、複雑形状の成形が可能であり、
また回復力はほどんど減少することのない形状記憶特性
が得られ、Ｔｉ−Ｎｉ系形状記憶合金を利用していく上
で非常に有効な方法である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 原子比でＮｉ４９．３〜５０．５％、残部Ｔｉを主成
分とするＴｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の製造方法において
、（１）加工硬化する工程、 （２）２００℃以上、再結晶温度未満の温度域で熱処理
する工程、 （３）所定の形状に成形加工する工程、 （４）３００〜５７０℃の温度範囲で熱処理する工程、
を有することを特徴とする形状記憶合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12765286A JPS62284047A (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | 形状記憶合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12765286A JPS62284047A (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | 形状記憶合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62284047A true JPS62284047A (ja) | 1987-12-09 |
Family
ID=14965386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12765286A Pending JPS62284047A (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | 形状記憶合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62284047A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5641364A (en) * | 1994-10-28 | 1997-06-24 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing high-temperature shape memory alloys |
| US5843244A (en) * | 1996-06-13 | 1998-12-01 | Nitinol Devices And Components | Shape memory alloy treatment |
| US5948184A (en) * | 1993-07-07 | 1999-09-07 | Devices For Vascular Intervention, Inc. | Flexible housing for intracorporeal use |
| US6106642A (en) * | 1998-02-19 | 2000-08-22 | Boston Scientific Limited | Process for the improved ductility of nitinol |
-
1986
- 1986-06-02 JP JP12765286A patent/JPS62284047A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5948184A (en) * | 1993-07-07 | 1999-09-07 | Devices For Vascular Intervention, Inc. | Flexible housing for intracorporeal use |
| US5641364A (en) * | 1994-10-28 | 1997-06-24 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing high-temperature shape memory alloys |
| US5843244A (en) * | 1996-06-13 | 1998-12-01 | Nitinol Devices And Components | Shape memory alloy treatment |
| US6106642A (en) * | 1998-02-19 | 2000-08-22 | Boston Scientific Limited | Process for the improved ductility of nitinol |
| US6540849B2 (en) | 1998-02-19 | 2003-04-01 | Scimed Life Systems, Inc. | Process for the improved ductility of nitinol |
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