JPH02277752A - 形状記憶・超弾性材料の熱処理方法 - Google Patents
形状記憶・超弾性材料の熱処理方法Info
- Publication number
- JPH02277752A JPH02277752A JP23868589A JP23868589A JPH02277752A JP H02277752 A JPH02277752 A JP H02277752A JP 23868589 A JP23868589 A JP 23868589A JP 23868589 A JP23868589 A JP 23868589A JP H02277752 A JPH02277752 A JP H02277752A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat treatment
- shape memory
- temperature
- superelastic material
- superelastic
- Prior art date
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- Pending
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- Media Introduction/Drainage Providing Device (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の改良に関
するものである。
するものである。
（従来の技術）
形状記憶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、形状記憶骨性は一
定の温度（Ａｌ１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。一方超弾性特性は、温度変化によ
らず、したがって加熱なしで４〜５％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。これは超弾
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。
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、形状記憶骨性は一
定の温度（Ａｌ１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。一方超弾性特性は、温度変化によ
らず、したがって加熱なしで４〜５％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。これは超弾
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。
形状記憶特性および超弾性特性を有する合金はＮｉ’ｉ
’ｉ合金の他、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ、 Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ
。
’ｉ合金の他、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ、 Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ
。
Ａｕ−Ｃｄ、 Ｉｎ−Ｔｌ合金など士数種あるが実用化
されているものとしてＮｔＴｉ含Ｔｉある。形状記憶特
性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、また超弾性特性
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。
されているものとしてＮｔＴｉ含Ｔｉある。形状記憶特
性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、また超弾性特性
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５とする問題点）
上記のように形状記憶特性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。このＡｆ点は合金
の組成範囲、熱処理条件などＫ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。
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Ｋ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ずれ落ち
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、Ｎ ｉ ’ｌ’ ｉ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＋８） 、 （８う
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把持拘束した後、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材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ノ（ツ
クを考慮した成形具を種々揃えて行う必要があった。
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ずれ落ち
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、Ｎ ｉ ’ｌ’ ｉ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＋８） 、 （８う
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把持拘束した後、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材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ノ（ツ
クを考慮した成形具を種々揃えて行う必要があった。
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わせて部分的に、形状
の再調整をする必要があった。
成形したテンプルを各人の顔に合わせて部分的に、形状
の再調整をする必要があった。
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・超弾性材料を成形しながら８０℃〜２００℃
の温度で１秒〜３０秒間熱処理を施し、続いて１５０℃
〜５００℃の温度でｌＯ分〜２時間の熱処理を施すこと
を特徴とする形状記憶・超弾性材料の熱処理方法である
。
形状記憶・超弾性材料を成形しながら８０℃〜２００℃
の温度で１秒〜３０秒間熱処理を施し、続いて１５０℃
〜５００℃の温度でｌＯ分〜２時間の熱処理を施すこと
を特徴とする形状記憶・超弾性材料の熱処理方法である
。
本発明において、最初の熱処理として材料を成形しなが
ら８０℃〜２００℃の温度で１秒〜３０秒間熱処理を施
すのは、続いて行う熱処理の予備成形熱処理としての作
用をなすものであり、このために成る程度の加熱（８０
〜２００℃）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、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秒を超えると弾性の高いものが得られな
いからである。
ら８０℃〜２００℃の温度で１秒〜３０秒間熱処理を施
すのは、続いて行う熱処理の予備成形熱処理としての作
用をなすものであり、このために成る程度の加熱（８０
〜２００℃）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、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秒を超えると弾性の高いものが得られな
いからである。
続いて行う熱処理として１５０℃〜５００℃の温度で１
０分〜２時間熱処理を施すのは１５０℃未満の温度では
充分な記憶特性が得られず５００℃を超えると材料が必
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。また熱処理時間をｌＯ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
するが必要な与強度を持たせるためには上記の時間が好
ましい。
０分〜２時間熱処理を施すのは１５０℃未満の温度では
充分な記憶特性が得られず５００℃を超えると材料が必
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。また熱処理時間をｌＯ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
するが必要な与強度を持たせるためには上記の時間が好
ましい。
しかして本発明における後の熱処理は、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、最初の熱処
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ものである。したがって
最初の熱処理は後の熱処理を施す前の形状の調整のため
行うものである。
形状記憶効果を得るための熱処理であるが、最初の熱処
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ものである。したがって
最初の熱処理は後の熱処理を施す前の形状の調整のため
行うものである。
例えば成形を行いながら最初の熱処理を施した後、後の
熱処理を施した場合、予備成形熱処理が、施されてい゛
るのでスプリングバックは起らないため、後の熱処理は
声拘束で行うことができる。
熱処理を施した場合、予備成形熱処理が、施されてい゛
るのでスプリングバックは起らないため、後の熱処理は
声拘束で行うことができる。
しかして一般に熱処理を施すには、例えば眼鏡フレーム
のテンプルやコイルば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
で本発明の熱処理方法を適用する。即ち形状記憶・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を行
いながら前述の熱処理を行うもので、その装置としては
、第１図の装置が適している。この装置は第１図に示す
ように成形ノーズ（りとヒーター（２）などからなる加
熱部を有する開閉の際の支点（３）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−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。
のテンプルやコイルば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
で本発明の熱処理方法を適用する。即ち形状記憶・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を行
いながら前述の熱処理を行うもので、その装置としては
、第１図の装置が適している。この装置は第１図に示す
ように成形ノーズ（りとヒーター（２）などからなる加
熱部を有する開閉の際の支点（３）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−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。
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・超弾性材料とはＮｉＴ
ｉおよびこれにｌｌ’ｅ、（’ｏ、Ｃ「、Ｍｎ１Ｍ０な
どの他元素を少量添加したＮｉＴｉ系合金の他Ｃｕ−Ａ
ｌ−Ｎｉ、 Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌなど一般的に形状記憶お
よび超弾性特性を有する材料をいうものでこれらのもの
に適用が可能である。
ｉおよびこれにｌｌ’ｅ、（’ｏ、Ｃ「、Ｍｎ１Ｍ０な
どの他元素を少量添加したＮｉＴｉ系合金の他Ｃｕ−Ａ
ｌ−Ｎｉ、 Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌなど一般的に形状記憶お
よび超弾性特性を有する材料をい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。
Ｎｉ５０，３ａｔ％残部Ｔｉ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５秒間保持する熱処理を施した。
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５秒間保持する熱処理を施した。
次にこのテンプルを無拘束の状態で５００℃で１５分間
の熱処理を施した。
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
熱湯に入れると最初の熱処理において与えた３０００角
度に戻った。
熱湯に入れると最初の熱処理において与えた３０００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図は本発明の実施に使用する装置の一例を示す斜視
図、第２図は従来の熱処理方法を示す説明図である。 １・・・成形ノーズ、２・・・ヒーター ３・・・支点
部、４・・・把手、５・・・温度コントローラー ６・
・・テンプル、７・・・耳掛部、８．８１・・・成形具
。 特許出願人 古河電気工業株式会社
図、第２図は従来の熱処理方法を示す説明図である。 １・・・成形ノーズ、２・・・ヒーター ３・・・支点
部、４・・・把手、５・・・温度コントローラー ６・
・・テンプル、７・・・耳掛部、８．８１・・・成形具
。 特許出願人 古河電気工業株式会社
Claims (1)
- （１）形状記憶・超弾性材料を成形しながら８０℃〜２
００℃の温度で１秒〜３０秒間熱処理を施し、続いて１
５０℃〜５００℃の温度で１０分〜２時間の熱処理を施
すことを特徴とする形状記憶・超弾性材料の熱処理方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| 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 (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 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22784186A Division 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02277752A true JPH02277752A (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=26527905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23868589A Pending JPH02277752A (ja) | 1986-09-26 | 1989-09-14 | 形状記憶・超弾性材料の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02277752A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103882498A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-06-25 | 天津理工大学 | 一种采用恒流法对镍钛合金进行表面微弧氧化处理的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60103166A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-07 | Hitachi Metals Ltd | 形状記憶合金の製造方法 |
| JPS60230967A (ja) * | 1984-04-04 | 1985-11-16 | レイケム・コーポレイシヨン | ニツケル／チタン系合金 |
-
1989
- 1989-09-14 JP JP23868589A patent/JPH02277752A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60103166A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-07 | Hitachi Metals Ltd | 形状記憶合金の製造方法 |
| JPS60230967A (ja) * | 1984-04-04 | 1985-11-16 | レイケム・コーポレイシヨン | ニツケル／チタン系合金 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103882498A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-06-25 | 天津理工大学 | 一种采用恒流法对镍钛合金进行表面微弧氧化处理的方法 |
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