JPS59116341A - 形状記憶合金材の製造方法 - Google Patents
形状記憶合金材の製造方法Info
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は、形状記憶合金材の製造す法に関し、特に反
応拡散を利用するＮ１１１系形状記憶合金材の製造方法
に関する。
応拡散を利用するＮ１１１系形状記憶合金材の製造方法
に関する。
先行技術の説明
従来、ＮｉＴｌ系形状記憶合金材は、溶解−均一化焼鈍
−熱間加工−冷間加■−中間軟化（冷間加工と中間軟化
は多数回繰返される。）−線または条に加工する工程−
形状記憶効果を付与するための熱処理などの多数の工程
を紅て製造されＣいた。したがつて、製造工程の簡略化
と、熱間加工などに伴う酸化の防止が望まれていた。こ
のような要請を満たすために、Ｎｉ材ど−Ｌｉ材とを圧
接させた後加熱し相互拡散により形状記憶合金材を轡る
方法が、同一出願人の未公開の先順に開示されている。
−熱間加工−冷間加■−中間軟化（冷間加工と中間軟化
は多数回繰返される。）−線または条に加工する工程−
形状記憶効果を付与するための熱処理などの多数の工程
を紅て製造されＣいた。したがつて、製造工程の簡略化
と、熱間加工などに伴う酸化の防止が望まれていた。こ
のような要請を満たすために、Ｎｉ材ど−Ｌｉ材とを圧
接させた後加熱し相互拡散により形状記憶合金材を轡る
方法が、同一出願人の未公開の先順に開示されている。
このような反応拡散を利用づる製造方法は、薄板、細線
状のＴ１Ｎｉ形状記憶合金の製造において、特に有利で
あることが示されている。
状のＴ１Ｎｉ形状記憶合金の製造において、特に有利で
あることが示されている。
ＮｉおよびＴＩの拡散距離が短くて済むからである。し
かしながら、単にＴｉ材とＮｌ材の２層を圧接させて熱
処理するものにづぎ１、ないため、比較的厚い板の形状
記憶合金材を製造するには、長時間の熱処理が必要であ
る。したがって、それ収約の従来の製造方法に比べれば
大幅に製造工程を簡略化しかつ形状記憶合金のコストを
低減させるものではあったが、エネルギ利用の点から見
れば未だ不充分なものであった。
かしながら、単にＴｉ材とＮｌ材の２層を圧接させて熱
処理するものにづぎ１、ないため、比較的厚い板の形状
記憶合金材を製造するには、長時間の熱処理が必要であ
る。したがって、それ収約の従来の製造方法に比べれば
大幅に製造工程を簡略化しかつ形状記憶合金のコストを
低減させるものではあったが、エネルギ利用の点から見
れば未だ不充分なものであった。
発明の目的
それゆえに、この発明は、反応拡散を用いたＮｌＴｉ系
形状記憶合金の製造方法を改良するものであり、低温か
つ短時間の熱処理で製造し得るＮ１−［１系形状記憶合
金の製造方法を提供するものである。
形状記憶合金の製造方法を改良するものであり、低温か
つ短時間の熱処理で製造し得るＮ１−［１系形状記憶合
金の製造方法を提供するものである。
この発明は、要約すれば、Ｎ１の重量比が５０〜６０石
量％となるようにＴＩおよびＮｉからなる条、線または
パイプなどの部材を交互に３層以上接合して密着させた
後、加熱することによりＴｉＮＩＷＩＪを生成させるこ
とを特徴とする、形状記憶合金材の製造方法である。
量％となるようにＴＩおよびＮｉからなる条、線または
パイプなどの部材を交互に３層以上接合して密着させた
後、加熱することによりＴｉＮＩＷＩＪを生成させるこ
とを特徴とする、形状記憶合金材の製造方法である。
この発明は、１１材Ｊ３よびＮ１材を交互に３層以上接
合・［Ｉせた状態ぐ加熱し反応拡散を利用づることによ
り−ｆｉＮｉ層を生成させるものである。第１図Δ３よ
び第２図は、この発明の詳細な説明するだめの断面図で
ある。まず、第１図に示すように、′Ｐ！１の１１条１
、第１のＮ１条２および第２の１１条３の３Ｒが重ねら
れた条を準備する。次にこの条を加熱することにより、
１″ｉとＮ１とが相互に拡散し、−「１とＮ１の界面、
すなわち第１のＴ＋条１と第２のＮ１条２との界面おＪ
：び第１のＮ：条２と第２の１１条３との界面にＶｉＮ
ｉ金居間金白間化合物する。今、第１図に示づ条の厚み
方向に、Ｔ１とＮｉがたとえば１対１の原子比を了１づ
−るように選定すれば、長時間加熱づることにより、第
２図に示すような単一の層のＴｉ Ｎ ｉ Ｔ４からな
る厚板４が轡られる。、注目すべきこと（Ｌ、）ｉＮｉ
金属間化合物が、第１のＮ１条２の両側Ｃ生成りる。し
たがっ【、厚み方向におけるｒ＋ Ｎ１の生成速度は、
同一出願人の先願に開示された技術に比べて２倍となり
、そのため単に丁１材とＮ１材とを接合して拡散する方
法に比べ、極めて短時間の熱処理により同一の厚みの厚
板を製造し得ることが理解されるであろう。
合・［Ｉせた状態ぐ加熱し反応拡散を利用づることによ
り−ｆｉＮｉ層を生成させるものである。第１図Δ３よ
び第２図は、この発明の詳細な説明するだめの断面図で
ある。まず、第１図に示すように、′Ｐ！１の１１条１
、第１のＮ１条２および第２の１１条３の３Ｒが重ねら
れた条を準備する。次にこの条を加熱することにより、
１″ｉとＮ１とが相互に拡散し、−「１とＮ１の界面、
すなわち第１のＴ＋条１と第２のＮ１条２との界面おＪ
：び第１のＮ：条２と第２の１１条３との界面にＶｉＮ
ｉ金居間金白間化合物する。今、第１図に示づ条の厚み
方向に、Ｔ１とＮｉがたとえば１対１の原子比を了１づ
−るように選定すれば、長時間加熱づることにより、第
２図に示すような単一の層のＴｉ Ｎ ｉ Ｔ４からな
る厚板４が轡られる。、注目すべきこと（Ｌ、）ｉＮｉ
金属間化合物が、第１のＮ１条２の両側Ｃ生成りる。し
たがっ【、厚み方向におけるｒ＋ Ｎ１の生成速度は、
同一出願人の先願に開示された技術に比べて２倍となり
、そのため単に丁１材とＮ１材とを接合して拡散する方
法に比べ、極めて短時間の熱処理により同一の厚みの厚
板を製造し得ることが理解されるであろう。
第３図および第４図はこの発明の原理を説明するための
他の例を示す概略斜視図である。ここでは、Ｔｉパイプ
とＮｉパイプとが交互に３層以上クラッドされている。
他の例を示す概略斜視図である。ここでは、Ｔｉパイプ
とＮｉパイプとが交互に３層以上クラッドされている。
すなわち最内周にＴ１からなる第１のＴｉ棒１０が配置
されており、そのすぐ外側に第１のＮ１パイプ１１が重
ねられており、さらにその外周に第２のＴＩパイプ１２
がクラッドされている。したがって、第１のＮｉパイプ
の内面と外面の両方で、ＴＩ Ｎｌ金属間化合物が生成
し、第１図および第２図に示した例と同様に短時間でＴ
ＩＮ＋ｌ１層の太４ｍ１１４を製造し得る。
されており、そのすぐ外側に第１のＮ１パイプ１１が重
ねられており、さらにその外周に第２のＴＩパイプ１２
がクラッドされている。したがって、第１のＮｉパイプ
の内面と外面の両方で、ＴＩ Ｎｌ金属間化合物が生成
し、第１図および第２図に示した例と同様に短時間でＴ
ＩＮ＋ｌ１層の太４ｍ１１４を製造し得る。
好ましい実施例によれば、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇｏ。
Ａ見、ｙ、ｚｒ 、ＭＯ、希土類元素などの元素からな
る群から選択される一種以上の元素を含有するＮ１材ま
たはＴ１材が用いられる。これらの元素を含有させるこ
とにより、変態温度を変化させることができる。しかし
ながら、この種の元素を含有させれば完成した合金の加
工性が低下するという問題がある。しかしながら、この
発明では、相互拡散処理を行なう前に予め所望の形状の
近傍まで加工することが可能であるため、極めて容易に
所望の形状の形状記憶合金材を得ることができる。
る群から選択される一種以上の元素を含有するＮ１材ま
たはＴ１材が用いられる。これらの元素を含有させるこ
とにより、変態温度を変化させることができる。しかし
ながら、この種の元素を含有させれば完成した合金の加
工性が低下するという問題がある。しかしながら、この
発明では、相互拡散処理を行なう前に予め所望の形状の
近傍まで加工することが可能であるため、極めて容易に
所望の形状の形状記憶合金材を得ることができる。
さらに、この発明では、最終的に冑られるＮ＋Ｔ１合金
の多くとも２０重量％が上述の一種以上の元素で置換さ
れているように、Ｔｉ材、Ｎｉ材およびこの一種以上の
元素からなる部材を、３層以上に接合・密着させた後に
、加熱してもよい。
の多くとも２０重量％が上述の一種以上の元素で置換さ
れているように、Ｔｉ材、Ｎｉ材およびこの一種以上の
元素からなる部材を、３層以上に接合・密着させた後に
、加熱してもよい。
さらに好ましくは、Ｔ−１とＮｉとの接合後、少なくと
も温間または冷間で少なくとも１０％以上の減面率で加
工し、加熱してもよい。このＪ：うな減面率で予め加工
しておくことにより、所望の形状の形状記憶合金を容易
に得ることができる。
も温間または冷間で少なくとも１０％以上の減面率で加
工し、加熱してもよい。このＪ：うな減面率で予め加工
しておくことにより、所望の形状の形状記憶合金を容易
に得ることができる。
この発明のその他の目的および特徴は、図面を参照して
行なう以下の詳細な説明により明らかとなろう。
行なう以下の詳細な説明により明らかとなろう。
実施例の説明
実施例１
厚さ０．０５ｍｍ、幅２０Ｉ！０１のＮ１条、厚ｇｏ。
１６ｎ３幅２０＋ａｍのＴｉ条と、ＪＷ［す０．０５１
１１１Ｎ。
１１１Ｎ。
幅２０ｕ＋の第２のＮ１条とを、Ｔｉ条を中央にして３
層構造に重ね合わせた。次に温間圧延により、全体を０
．１５ｎ＋ｍの厚さに圧延した轡、９８０”Ｃの温度で
２４時間加熱し、ざらに冷間圧延により０．１１の厚さ
にし、ＮｌＴ１合金条を作成した。
層構造に重ね合わせた。次に温間圧延により、全体を０
．１５ｎ＋ｍの厚さに圧延した轡、９８０”Ｃの温度で
２４時間加熱し、ざらに冷間圧延により０．１１の厚さ
にし、ＮｌＴ１合金条を作成した。
作成したＮｉ Ｔ１合金条に、−直線となる形状を有づ
るように張力を付加しっつ５００’Ｃで１０分間保持し
、この直線形状を記憶させた。次に、室温に戻し曲線形
状を有するように変形した後、８０℃の熱湯中に浸漬し
た。熱湯に浸漬されたこの合金部材は、もとの形状すな
わち直線形状に完全に回復した。
るように張力を付加しっつ５００’Ｃで１０分間保持し
、この直線形状を記憶させた。次に、室温に戻し曲線形
状を有するように変形した後、８０℃の熱湯中に浸漬し
た。熱湯に浸漬されたこの合金部材は、もとの形状すな
わち直線形状に完全に回復した。
実施例２
ＪＷさ０．５ｍ３幅１０ｍｍ（７）Ｎｉ条と、厚さ０゜
８ｍｍ、幅１０肝のＴｉ条とを交互に４層重ねし、温間
圧延と冷間圧延により全体の厚みがＱ、５＋ｎｍとなる
Ｊ：うにクラッドした惰、真空中で１０００℃の）品麻
て５０時間加熱した。このとき、条はＴｉＮ１の単層ど
なった。この条を直＃Ｉｌ状に固定し、４５０℃の調度
で３０夕１間保持し、直重形状を記憶させた。次に、案
渇に戻し曲線状に変形した後、７０℃の渇水中に浸漬し
た。浸漬された条は、完全にもどの直線形状に回復した
。
８ｍｍ、幅１０肝のＴｉ条とを交互に４層重ねし、温間
圧延と冷間圧延により全体の厚みがＱ、５＋ｎｍとなる
Ｊ：うにクラッドした惰、真空中で１０００℃の）品麻
て５０時間加熱した。このとき、条はＴｉＮ１の単層ど
なった。この条を直＃Ｉｌ状に固定し、４５０℃の調度
で３０夕１間保持し、直重形状を記憶させた。次に、案
渇に戻し曲線状に変形した後、７０℃の渇水中に浸漬し
た。浸漬された条は、完全にもどの直線形状に回復した
。
実施例３
０．５ｍｍ％のＣＯを金石覆る厚さＱ、２ｍｎ＋のＮ１
合金条ど、Ｎす０．３＋ｎｍノＴＩ ｆ−を交、Ｕニ８
層勇ねじ、温間圧延によりその全体の厚シＪが１ｍｍと
なるようにクラッドした。次に、ト空中で９００℃の温
度て、８０時間加熱した。作成した合金条を、曲線形状
に固定し、５００℃で２０分間加熱した。次に、室温に
戻し丸め込んた接散ｒするど、もとの■？状に回復した
（超弾性効果）。
合金条ど、Ｎす０．３＋ｎｍノＴＩ ｆ−を交、Ｕニ８
層勇ねじ、温間圧延によりその全体の厚シＪが１ｍｍと
なるようにクラッドした。次に、ト空中で９００℃の温
度て、８０時間加熱した。作成した合金条を、曲線形状
に固定し、５００℃で２０分間加熱した。次に、室温に
戻し丸め込んた接散ｒするど、もとの■？状に回復した
（超弾性効果）。
実施例セ
直径１１ＩＩＩｍのＮ１Ｉｊｌ材に、Ｔ１バイブを嵌合
し、さらにその外側にＮ１バイブを嵌合して、断面積比
が、重量に換算して、Ｎ１部分が５５Ｍ量％、Ｔｔ部分
が４５重山％となるように構成した。次に、約５０％の
減面率で冷間加工した後、１０００℃で２４時間熱処理
した。さらに、これを約２０％の減面率で冷間加工して
製造した線材を、コイル状に密に巻回し、４８０℃の温
度で約１５分間加熱した。出来上がったコイルを室温で
引張り、８０℃の熱湯中に浸漬すると、もとの縮んだコ
イル形状を回復した。
し、さらにその外側にＮ１バイブを嵌合して、断面積比
が、重量に換算して、Ｎ１部分が５５Ｍ量％、Ｔｔ部分
が４５重山％となるように構成した。次に、約５０％の
減面率で冷間加工した後、１０００℃で２４時間熱処理
した。さらに、これを約２０％の減面率で冷間加工して
製造した線材を、コイル状に密に巻回し、４８０℃の温
度で約１５分間加熱した。出来上がったコイルを室温で
引張り、８０℃の熱湯中に浸漬すると、もとの縮んだコ
イル形状を回復した。
発明の効果
以上のように、この発明によれば、Ｎ１の重量比が５０
〜６０重量％となるように、Ｔｉ、ｔ５よびＮ１からな
る条、線またはバイブなどの部材を交互に３層以上接合
してＷ！着させた侵加熱することにより、Ｔｌ ｌ相を
生成させるので、２個以上の部分で反応拡散が進行し、
したがって厚板あるいは太線の形状の形状記憶合金を極
めて容易に製造することが可能となる。また、同一の厚
みの形状記憶合金板あるいは同一径の形状記憶合金線を
製造する場合であっても、同一出願人の先願に開示され
た技術に比べて、低温かつ短時間の熱処理で製造するこ
とが可能となる。なお、この発明の製造方法は反応拡散
を利用するものであるため、従来の溶解−熱間加工など
の工程を利用する製造方法に比べて、製造工程および製
造時間を大幅に簡略化し得るものであることは言うまで
もない。
〜６０重量％となるように、Ｔｉ、ｔ５よびＮ１からな
る条、線またはバイブなどの部材を交互に３層以上接合
してＷ！着させた侵加熱することにより、Ｔｌ ｌ相を
生成させるので、２個以上の部分で反応拡散が進行し、
したがって厚板あるいは太線の形状の形状記憶合金を極
めて容易に製造することが可能となる。また、同一の厚
みの形状記憶合金板あるいは同一径の形状記憶合金線を
製造する場合であっても、同一出願人の先願に開示され
た技術に比べて、低温かつ短時間の熱処理で製造するこ
とが可能となる。なお、この発明の製造方法は反応拡散
を利用するものであるため、従来の溶解−熱間加工など
の工程を利用する製造方法に比べて、製造工程および製
造時間を大幅に簡略化し得るものであることは言うまで
もない。
したがって、低価格のＮＩ Ｔｉ系形状記憶合金材を稗
ることが可能となる。
ることが可能となる。
この発明は、感温素子、バイメタル、各種のアクブーツ
１−タ、超弾性ばねおよび防振材料など様々な分野にお
いて用いられ得ることを指摘しておく、
１−タ、超弾性ばねおよび防振材料など様々な分野にお
いて用いられ得ることを指摘しておく、
第１図Ｊ３よび第２図は、この発明の詳細な説明ザるた
めの断面図であり、第１図は反応拡散前の積層状態を示
す図であり、第２図は反応拡散が終了した状態を示す図
である。第３図および第４図は、この発明の詳細な説明
するための第２の例の概略斜視図であり、第３図は反応
拡散前の状態を示す図であり、第４図は反応拡散終了後
の状態を示す図である。 図において、１．３は１１条、２はＮ１条、４は７”−
１Ｎｌ相、１０は１１棒、１１はＮ１パイプ、１２はＴ
１バイブ、および１４はｌ”ＩＮｉ線を示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 第 １貼 晃３図 亮 ２０ ゛ 第４図
めの断面図であり、第１図は反応拡散前の積層状態を示
す図であり、第２図は反応拡散が終了した状態を示す図
である。第３図および第４図は、この発明の詳細な説明
するための第２の例の概略斜視図であり、第３図は反応
拡散前の状態を示す図であり、第４図は反応拡散終了後
の状態を示す図である。 図において、１．３は１１条、２はＮ１条、４は７”−
１Ｎｌ相、１０は１１棒、１１はＮ１パイプ、１２はＴ
１バイブ、および１４はｌ”ＩＮｉ線を示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 第 １貼 晃３図 亮 ２０ ゛ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） Ｎｔの重量比が５０〜６０重員％となるよう
にＴ１およびＮｉからなる条、綿またはパイプなどの部
材を交互に３層以上接合して密着させた後、加熱覆るこ
とにより丁ＩＮｉ相を生成されることを特徴とＪる、形
状記憶合金材の製造方法。 （２） 前記Ｎｉ材とＴｌ材との接合は、１層の゛「ｉ
またはＮｉ層を挾んてＮｉまたは１− ｉ層を配置する
ように行なわれる、特許請求の範囲第１項記載の形状記
憶合金材の製造方法。 〈３） 前記Ｔｉ材とＮｉ材との接合後、少なくとも温
間または冷間で少なくとも１０％以上の減面率で加コー
シ、加熱することによりｌ”ｉＮｉ相を生成させる、特
許請求の範囲第１項または第２項記載の形状記憶合金材
の製造方法。 （４） 前記Ｎｉ材またはＴｉ材の少なくとも一方がＣ
ｕ、Ｆｅ、Ｇｏ、ＡＪＬ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍ。 および希土類元素などからなる群から選択される一種以
上の元素を含有しており、加熱後には１ｉＮ１相のＴＩ
またはＮｌの多くとも２０重量％が前記元素で置換され
ている、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
に記載の形状記憶合金材の製造方法。 （５） ４０〜５０重量％のＴ１と、５０〜６０重量
％のＮ１と、少な（とも前記Ｔ１またはＮｉの一部を置
換しておりかつ多くとも全体の２０重量％のＣＬｌ、Ｆ
ｅ、Ｇｏ、Ａ１１．、Ｖ、Ｚｒ、ＭＯ９希土類元素など
からなる群から選択される一種以上の元素とを含むよう
に、ＴＩ、Ｎｉおよび前記一種以上の元素からなる条、
線またはパイプのような部材を３１１以上に接合・密着
させた後に、加熱して均一相を生成させることを特徴と
する、形状記憶合金材の製造方法。 （６） 前記Ｔｉ材、Ｎｌ材および一種以上の前記元素
材の接合後、少なくとも温間または冷間で少なくとも１
０％以上の減面率で加工し、加熱することにより、均一
相を生成させる、特許請求の範ｌ第５項記載の形状記憶
白金材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23208182A JPS59116341A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 形状記憶合金材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23208182A JPS59116341A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 形状記憶合金材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116341A true JPS59116341A (ja) | 1984-07-05 |
Family
ID=16933691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23208182A Pending JPS59116341A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 形状記憶合金材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59116341A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116340A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 形状記憶合金材の製造方法 |
| JPS61210142A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 耐衝撃性に優れたＮｉＴｉ合金及びその製造方法 |
| JPH01166891A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 金属間化合物材料の製造方法 |
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-
1982
- 1982-12-24 JP JP23208182A patent/JPS59116341A/ja active Pending
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| CN112195365A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-08 | 中国科学院金属研究所 | 一种高热稳定性等轴纳米晶Ti-Zr-Fe合金及其制备方法 |
| CN112195365B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-02-15 | 中国科学院金属研究所 | 一种高热稳定性等轴纳米晶Ti-Zr-Fe合金及其制备方法 |
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