JPH0622728B2 - 形状記憶合金製薄板のデスケ−リング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、形状記憶合金素材からの薄板を圧延する過
程で発生する酸化スケールを、当該薄板に複合変形を生
じさせることなく好適に除去し得るデスケーリング方法
に関するものである。

従来技術とその欠点 形状記憶合金を材質とする長尺の薄板(一般にリボン材
と称する)は、形状記憶合金の素材に冷間圧延を施すこ
とによって製造されるものであって、その板厚は約２mm
以下である。この形状記憶合金の薄板は種々の産業上の
分野に用いられるが、この薄板を冷間圧延により製造す
るに際して、次の問題点が指摘される。すなわち形状記
憶合金は、その特性として延性が小さく、冷間圧延によ
って著しく加工硬化して脆化する。このため形状記憶合
金素材に連続的な圧延を実施すると、その薄板に圧延割
れを生じて製品不良を来すので、圧下率２０〜３０％毎
に内部応力を除去するための中間焼き鈍しを施す必要が
ある。従って形状記憶合金の薄板を冷間圧延する工程で
は、中間焼き鈍しの回数が必然的に多くなる傾向があ
る。

この焼き鈍し時の炉内雰囲気として、水素成分を含有す
る還元性ガスを用いると、形状記憶合金は水素吸収して
著しく脆化する欠点を有する。このため一般的には、大
気中またはアルゴン等の不活性ガス雰囲気中で焼き鈍し
をすることになるが、形状記憶合金が高温度に晒される
と、素材表面に酸化スケールを発生し、従って該素材の
表面に光輝肌は得られなくなる。そこで酸素との接触を
遮断した真空焼き鈍しによれば、素材表面での酸化によ
るスケール発生は防止できるが、これはバッチ式の焼き
鈍しとなるため、１回当りの焼き鈍しに長時間を要して
生産効率が低下する。また中間焼き鈍しは多数反復され
るので、これに真空焼き鈍しを適用すると薄板製造コス
トが高騰する。

このため一般では、大気中あるいは不活性ガス雰囲気中
で焼き鈍しを行なった後に、形状記憶合金の表面に生成
した酸化スケールを別の工程で除去する方法を取らなけ
ればならない。しかし酸化スケールの除去手段として、
硫酸や塩酸等の酸液中に浸漬する酸洗法を用いると、酸
化スケールや金属成分が溶出するにつれて水素が発生
し、この水素が形状記憶合金素材に浸透して著しく脆化
し(酸洗い脆性)、以降の加工に耐え得なくなる欠点があ
る。従って酸化スケールを除去する手段としては、圧縮
空気と細い砂との混合噴気を吹き付けるサンドブラスト
や、砥石による研削等の機械的なデスケーリング法によ
らざるを得ないのが実情である。

ところが焼き鈍しを実施した形状記憶合金は、内部応力
が除去される結果として著しく軟化し、このような焼き
鈍し組織に前述の機械的なデスケーリングを施すと、サ
ンドブラスト時の粒子衝撃や研削加工によって、形状記
憶合金素材の表層付近が局部的に変形する。更にこれら
の加工に伴う発熱により素材に局部的な温度上昇を生
じ、例えばＮi-Ｔi系形状記憶合金では、マルテンサイ
ト変態温度２８〜５０℃と逆変態温度５５〜８５℃の上
下付近で加熱・冷却が繰返されることになる。この結
果、機械的デスケーリングを施した形状記憶合金の薄板
１には、第１図に示すように、横波２、縦波３および捻
じれ４等からなる複雑な複合変形が生じ、以降の圧延加
工が不可能となる問題を生じる。

発明の目的 この発明は、形状記憶合金の薄板を冷間圧延する際に中
間焼き鈍しを酸素共存状態の下で実施しなければなら
ず、その結果として酸化スケールが発生している現状に
鑑み提案されたものであって、形状記憶合金の素材に変
形をもたらすことなく、好適に機械的なデスケーリング
を施し得る新規な手段を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 前述した問題点を克服し所期の目的を好適に達成するた
め、本発明に係る形状記憶合金製薄板のデスケーリング
方法は、形状記憶合金の素材に冷間圧延と中間焼き鈍し
とを反復的に施して、所要厚みの形状記憶合金製薄板を
製造する薄板製造方法において、 前記中間焼き鈍し後の薄板に、圧下率５％以上の冷間調
質圧延を施して加工硬化させ、 次いでこの加工硬化した薄板の表面に、サンドブラスト
または研削による機械的なデスケーリングを施して酸化
スケールを除去するようにしたことを特徴とする。

実施例 次に本発明に係る形状記憶合金製薄板のデスケーリング
方法につき、好適な実施例を挙げて説明する。この方法
は、焼き鈍しした形状記憶合金の素材に、例えば圧下率
５％以上の調質圧延(スキンパス)による冷間圧延を施し
て合金組織を加工硬化させ、この状態で機械的なデスケ
ーリングを施すことを内容とするものである。すなわち
形状記憶合金の素材を焼き鈍しすることにより、その素
材は前述した如く内部応力が除去されて軟らかくなる。
そこでこの素材に調質ロールによる適当な圧下を掛けて
若干の冷間圧延を施すと、金属結晶の滑りによる微細化
と、結晶内の転位の発生とにより説明付けられる硬度や
強度の増加現象(加工硬化)を呈する。このためサンドブ
ラストまたは砥石研削等による機械的なデスケーリング
を加工硬化後の形状記憶合金素材に施しても、これによ
り前述した複合的な変形を生ずることがなく、平坦な薄
板形状が確保されるものである。

なおこの素材を更に冷間仕上圧延することによって、板
表面を光沢肌とすることができる。更に軟質性が必要な
場合には、最終の焼き鈍しのみバッチ式真空焼き鈍しを
行なえば、酸化スケールを全く生じない光輝肌の形状記
憶合金製薄板が得られる。

比較例 ５５．２％Ｎi(ニッケル)で残Ｔi(チタン)からなるＮi-
Ｔi系形状記憶合金を材質とするφ１０mm線材を、８０
０℃で温間圧延して板厚２mm、板幅１４mmに加工し、こ
の圧延平板を素材として５本用意した。この平板素材を
板厚１．８mmに冷間圧延した後、その表面を研削して酸
化スケールを完全に除去した。研削後の板厚は１．７mm
であった。この平板素材を更に冷間圧延して板厚１．５
mmとし、次いでアルゴンガス雰囲気中で７００℃で１分
間加熱した後に水冷する焼き鈍しを実施した。この平板
素材の表面には、酸化スケールが発生していた。

この酸化スケールを生じた平板素材に、圧下率０〜１０
％の範囲で冷間圧延を施した後、サンドブラストあるい
は砥石研削によって表面の酸化スケールを除去し、平板
形状としての平坦度を測定した。すなわち第１図で、長
さＬ＝２０mm当りの最大高さＨmmを測定した結果を、以
下の表１に示す。

このように焼き鈍しを行なったままの状態で機械的デス
ケーリングを施した薄板は、その平坦度が著しく劣っ
て、次の冷間圧延工程で圧延ロールに噛込ませることは
到底不可能である。しかるに圧下率５％以上で冷間圧延
した後に、機械的デスケーリングを実施した薄板は平坦
度が良好で、そのままの形状で次の冷間圧延を行なうこ
とができる。圧下率は、最低５％以下でも可能と予想さ
れるが、実用的には厚み差０．０５mm以下の圧下は調整
が困難で、一般的に冷間圧延の板厚が２mm以下であるこ
とを考えると、最低圧下率は５％以上が実用的である。

発明の効果 このように本発明に係るデスケーリング方法によれば、
形状記憶合金素材の表面に酸化スケールを生ずる状態で
の中間焼き鈍しを許容し、この中間焼き鈍し後の薄板
に、圧下率５％以上の冷間調質圧延を施して加工硬化さ
せ、次いでこの加工硬化した薄板の表面に機械的なデス
ケーリングを施すようにしたものである。すなわち形状
記憶合金製の薄板を加工硬化させることにより、これに
機械的なデスケーリングを施しても、その際の局部的な
変形を防ぐことができ、従ってマルテンサイト変態温度
および逆変態温度の上下付近で加熱冷却(デスケーリン
グ発熱によって)されても複合変形を生じず、平坦なま
まの薄板を得ることができるものである。また本方法で
は、連続的な焼き鈍しを可能とするので、バッチ焼き鈍
しに比較して著しく形状記憶合金製薄板の製造効率を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、中間焼き鈍しを施しただけの形状記憶合金製
薄板にデスケーリングを実施した際に、複合変形を素材
に生じた状態を概略的に示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】形状記憶合金の素材に冷間圧延と中間焼き
   鈍しとを反復的に施して、所要厚みの形状記憶合金製薄
   板を製造する薄板製造方法において、 前記中間焼き鈍し後の薄板に、圧下率５％以上の冷間調
   質圧延を施して加工硬化させ、 次いでこの加工硬化した薄板の表面に、サンドブラスト
   または研削による機械的なデスケーリングを施して酸化
   スケールを除去するようにしたことを特徴とする形状記
   憶合金製薄板のデスケーリング方法。