JPH01156455A - 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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- JPH01156455A JPH01156455A JP31487287A JP31487287A JPH01156455A JP H01156455 A JPH01156455 A JP H01156455A JP 31487287 A JP31487287 A JP 31487287A JP 31487287 A JP31487287 A JP 31487287A JP H01156455 A JPH01156455 A JP H01156455A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Metal Extraction Processes (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】
（技術分野）
本発明は、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系の形状記憶合金の製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
（背景技術）
形状記憶合金は組成で大別すると、Ｎ ｉ −Ｔ ｉ系
と、Ｃｕ系（例えば、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａ１’系、Ｃｕ−Ａ
ｌ−Ｎｉ系等）に分けることができる。−船釣にＮｉ−
Ｔ ｉ系の方が信頼性が高く、また、耐食性も良好で、
実用例が多い、形状記憶合金は、工業的には、センサー
とアクチュエータを兼用した素子として使用されること
が多いが、そのとき、相変態開始温度や出力荷重の変動
等の劣化が少ないことは実用上極めて重要である。また
、比較的高い動作温度を必要とする用途は多々ある。し
かしながら、現状では、ヒートサイクルをかけると特性
が劣化することが多く、また作動温度が比較的低いとい
う問題があった。
と、Ｃｕ系（例えば、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａ１’系、Ｃｕ−Ａ
ｌ−Ｎｉ系等）に分けることができる。−船釣にＮｉ−
Ｔ ｉ系の方が信頼性が高く、また、耐食性も良好で、
実用例が多い、形状記憶合金は、工業的には、センサー
とアクチュエータを兼用した素子として使用されること
が多いが、そのとき、相変態開始温度や出力荷重の変動
等の劣化が少ないことは実用上極めて重要である。また
、比較的高い動作温度を必要とする用途は多々ある。し
かしながら、現状では、ヒートサイクルをかけると特性
が劣化することが多く、また作動温度が比較的低いとい
う問題があった。
形状記憶合金の特性のうち、相変態開始温度や信頼性（
寿命）は相変態の様式、つまり結晶構造変化の様式に依
存する。Ｎｉ−Ｔｉ系では３種の様式が知られており、
これを第１表に示す。
寿命）は相変態の様式、つまり結晶構造変化の様式に依
存する。Ｎｉ−Ｔｉ系では３種の様式が知られており、
これを第１表に示す。
第１表
組成の現点から言えば、Ｎ ｉ −Ｔ ｉ合金ではマル
テンサイト及びＲ相が現れ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金では
オーソロミック相が現れる。なお、Ｎ ｉ −Ｔ ｉ−
Ｃｕ合金に種々の元素を添加した形状記憶合金は、特公
昭６１−５４８５０号公報に開示されており、変態様式
についての記述はないが、組成自体は公知である。
テンサイト及びＲ相が現れ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金では
オーソロミック相が現れる。なお、Ｎ ｉ −Ｔ ｉ−
Ｃｕ合金に種々の元素を添加した形状記憶合金は、特公
昭６１−５４８５０号公報に開示されており、変態様式
についての記述はないが、組成自体は公知である。
ここで、マルテンサイト相はヒートサイクルによる劣化
が激しく、また、Ｒ相はこの劣化が非常に少ないが、相
変態開始温度が概略５０℃以下と低く、高温での動作を
必要とする用途には使用できないという欠点がある。
が激しく、また、Ｒ相はこの劣化が非常に少ないが、相
変態開始温度が概略５０℃以下と低く、高温での動作を
必要とする用途には使用できないという欠点がある。
（発明の目的）
本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、相変態開始温度が概略５０℃
以上と高く、且つヒートサイクルをかけても劣化の少な
い形状記憶合金の製造方法を提供することにある。
その目的とするところは、相変態開始温度が概略５０℃
以上と高く、且つヒートサイクルをかけても劣化の少な
い形状記憶合金の製造方法を提供することにある。
（発明の開示）
本発明に係る形状記憶合金の製造方法にあっては、上記
の目的を達成するために、Ｔｉを４９．５乃至５０．５
原子％、Ｃｕを５．５乃至１２原子％含むＴｉ−Ｎｉ−
Ｃｕ系の合金を冷間加工した後、３５０乃至６００℃の
低温熱処理を施すことを特徴とするものである。
の目的を達成するために、Ｔｉを４９．５乃至５０．５
原子％、Ｃｕを５．５乃至１２原子％含むＴｉ−Ｎｉ−
Ｃｕ系の合金を冷間加工した後、３５０乃至６００℃の
低温熱処理を施すことを特徴とするものである。
木発明者らは、実験の結果、オーソロミック相変態がヒ
ートサイクルの繰り返しによる劣化度が少なく、信頼性
に優れることを見出した。そこで、このオーソロミック
変態が現れる範囲で、相変態開始温度を上げるべく組成
を限定した。その組成は、Ｎ１−Ｔｉ−Ｃｕ３元系で、
Ｔｉが４９．５乃至５０．５原子％が適正である。この
範囲内で相変態開始温度が最高となり、この範囲を外す
と、温度が低下する。また、Ｃｕの含有量は５．５乃至
１２原子％が適正である。５．５原子％未溝になると、
変態様式がＣｕを添加しないＮ ｉ −Ｔ ｉ合金と同
じくマルテンサイト変悪となり、１２原子％を越えると
、熱間加工が困難となるからである。以上のように、Ｎ
ｉが４９．５乃至５０．５ｙＫ千％、Ｃｕが５．５乃至
１２原子％の範囲がオーソロミック変態を行い、且つ、
相変態開始温度の高い範囲である。
ートサイクルの繰り返しによる劣化度が少なく、信頼性
に優れることを見出した。そこで、このオーソロミック
変態が現れる範囲で、相変態開始温度を上げるべく組成
を限定した。その組成は、Ｎ１−Ｔｉ−Ｃｕ３元系で、
Ｔｉが４９．５乃至５０．５原子％が適正である。この
範囲内で相変態開始温度が最高となり、この範囲を外す
と、温度が低下する。また、Ｃｕの含有量は５．５乃至
１２原子％が適正である。５．５原子％未溝になると、
変態様式がＣｕを添加しないＮ ｉ −Ｔ ｉ合金と同
じくマルテンサイト変悪となり、１２原子％を越えると
、熱間加工が困難となるからである。以上のように、Ｎ
ｉが４９．５乃至５０．５ｙＫ千％、Ｃｕが５．５乃至
１２原子％の範囲がオーソロミック変態を行い、且つ、
相変態開始温度の高い範囲である。
また、上記組成の合金材料に冷間加工を施した後、低温
熱処理を施して、材料に加工歪を残し、信頼性をさらに
向上させた。冷間加工率は概略１０％〜４０％が適正で
ある。１０％未満では信頼性（寿命）改善の効果が小さ
く、４０％を越えると冷間加工ができなくなるからであ
る。熱処理温度は３５０℃乃至６００℃が適正である。
熱処理を施して、材料に加工歪を残し、信頼性をさらに
向上させた。冷間加工率は概略１０％〜４０％が適正で
ある。１０％未満では信頼性（寿命）改善の効果が小さ
く、４０％を越えると冷間加工ができなくなるからであ
る。熱処理温度は３５０℃乃至６００℃が適正である。
３５０℃未満になると記憶効果が不十分で出力荷重が小
さくなり、６００℃以上になると、冷間加工時の歪が除
去されて、信頼性が低下する。
さくなり、６００℃以上になると、冷間加工時の歪が除
去されて、信頼性が低下する。
丸１乳
所定の組成のＮｉ−Ｔ１Ｃｕ合金材料をアーク炉での溶
解により得た。この合金材料を温度９５０℃で５時間焼
鈍した後、圧延ロールにて熱間加工を施し、５■φの線
材を得な、焼鈍を繰り返しながら、線引加工を行った後
、９００℃で最終焼鈍を行った。その後、加工率３０％
の冷間加工を行い、０．６ｍｍφの線材を得た。この線
材を治具に巻き付けて、コイル状に成形拘束した後、所
定の温度で低温熱処理を施し、形状記憶処理を行った。
解により得た。この合金材料を温度９５０℃で５時間焼
鈍した後、圧延ロールにて熱間加工を施し、５■φの線
材を得な、焼鈍を繰り返しながら、線引加工を行った後
、９００℃で最終焼鈍を行った。その後、加工率３０％
の冷間加工を行い、０．６ｍｍφの線材を得た。この線
材を治具に巻き付けて、コイル状に成形拘束した後、所
定の温度で低温熱処理を施し、形状記憶処理を行った。
このようにして作成した形状記憶合金について、定歪状
悪（せん断歪０．７％）での温度−荷重特性、及びヒー
トサイクル試験後の温度−荷重特性を測定した。具体的
には、ヒートサイクル試験前後で、第１図に示すような
温度−荷重曲線を求めて、この曲線より相変ａ開始温度
Ａｓ、相変態終了温度Ａｒを求めた。また、試験前後で
の出力荷重Ｐの比を算出して、劣化度を評価した。第１
図において、Ａｓは低温相から高温相への相変態開始温
度、Ａｆは同じく相変態終了温度、Ｍｓは高温相から低
温和への相変態開始温度、Ｍｆは同じく相変態終了温度
、Ｐは出力荷重、Ｔは温度である。ヒートサイクル試験
は低温＋！１１０℃、高温側１００℃とし、相変態開始
温度Ａｓと相変態終了温度Ａ「をはさむ温度範囲での温
度上昇と温度下降を経つ返すことにより行った。なお、
サイクル数は３００回とした。
悪（せん断歪０．７％）での温度−荷重特性、及びヒー
トサイクル試験後の温度−荷重特性を測定した。具体的
には、ヒートサイクル試験前後で、第１図に示すような
温度−荷重曲線を求めて、この曲線より相変ａ開始温度
Ａｓ、相変態終了温度Ａｒを求めた。また、試験前後で
の出力荷重Ｐの比を算出して、劣化度を評価した。第１
図において、Ａｓは低温相から高温相への相変態開始温
度、Ａｆは同じく相変態終了温度、Ｍｓは高温相から低
温和への相変態開始温度、Ｍｆは同じく相変態終了温度
、Ｐは出力荷重、Ｔは温度である。ヒートサイクル試験
は低温＋！１１０℃、高温側１００℃とし、相変態開始
温度Ａｓと相変態終了温度Ａ「をはさむ温度範囲での温
度上昇と温度下降を経つ返すことにより行った。なお、
サイクル数は３００回とした。
（以下余白）
第２表
Ａｓ：相変態開始温度〔°Ｃ〕
Ａ「：相変態終了温度〔℃〕
第２表から分かるように、本発明による形状記憶合金は
、低温相から高温相への相変態開始温度Ａｓが高く、概
略５０℃以上である。また、ヒートサイクル試験の前後
で、出力荷重比が７０％以上であり、相変態開始温度Ａ
ｓや相変態終了温度Ａｒの変動は１℃以下である。した
がって、劣化度が少なく、信顆性が高いと言える。
、低温相から高温相への相変態開始温度Ａｓが高く、概
略５０℃以上である。また、ヒートサイクル試験の前後
で、出力荷重比が７０％以上であり、相変態開始温度Ａ
ｓや相変態終了温度Ａｒの変動は１℃以下である。した
がって、劣化度が少なく、信顆性が高いと言える。
（発明の効果）
本発明は上述のように、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系の形状記憶
合金において、相変態開始温度が高く、且つ低温相がオ
ーソロミック相となるような組成の合金材料を冷間加工
した後、低温熱処理を施すようにしたので、比較的高い
温度で動作し、しかも、ヒートサイクルによる劣化が少
ない形状記憶合金が得られるという効果がある。
合金において、相変態開始温度が高く、且つ低温相がオ
ーソロミック相となるような組成の合金材料を冷間加工
した後、低温熱処理を施すようにしたので、比較的高い
温度で動作し、しかも、ヒートサイクルによる劣化が少
ない形状記憶合金が得られるという効果がある。
第１図は本発明の方法により製造される形状記憶合金の
温度−荷重特性を示す図である。 Ａｓは相変態開始温度、Ｐは出力荷重である。
温度−荷重特性を示す図である。 Ａｓは相変態開始温度、Ｐは出力荷重である。
Claims (1)
- （１）Ｔｉを４９．５乃至５０．５原子％、Ｃｕを５０
５乃至１２原子％含むＴｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系の合金を冷間
加工した後、３５０乃至６００℃の低温熱処理を施すこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP31487287A JP2732525B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 形状記憶合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31487287A JP2732525B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 形状記憶合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01156455A true JPH01156455A (ja) | 1989-06-20 |
| JP2732525B2 JP2732525B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=18058634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31487287A Expired - Fee Related JP2732525B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 形状記憶合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2732525B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01215948A (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ形状記憶合金およびその製造方法 |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP31487287A patent/JP2732525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01215948A (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ形状記憶合金およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2732525B2 (ja) | 1998-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |