JPS59116342A - 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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- JPS59116342A JPS59116342A JP23208282A JP23208282A JPS59116342A JP S59116342 A JPS59116342 A JP S59116342A JP 23208282 A JP23208282 A JP 23208282A JP 23208282 A JP23208282 A JP 23208282A JP S59116342 A JPS59116342 A JP S59116342A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (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】
発明の分野
この発明は、たとえば感温素子あるいは各種のアクチュ
エータなどに用いられる、形状配憶合金 ゛の製
造方法に関づる。
エータなどに用いられる、形状配憶合金 ゛の製
造方法に関づる。
先行技術の説明
従来より感温余子として、異種金属の熱膨張係数の差を
利用したバイメタルなどが実用化されている。しかしな
がら、異種金層の熱膨張係数の差を利用するものである
ため、温度変化に基づく形状の変化量ならびに形状変化
に伴い発生ブる力に限界か存在した。そこで、近年、形
状配憶合金部月よりなる感温素子が提案されている。形
状記憶合金とは、形状記憶効果を有づる含金部材であり
、この形状記憶効果はマルデンリイト変態と逆変態とに
より現出づるものであり、変態温度より低温で変形した
後にｉｓ湯温度り高温側に加熱すれば変形前の高温側で
の形状に戻るものである。したかって、形状記憶合金で
は温度に基づく形状の変化は逆変態点の近傍で生じる。
利用したバイメタルなどが実用化されている。しかしな
がら、異種金層の熱膨張係数の差を利用するものである
ため、温度変化に基づく形状の変化量ならびに形状変化
に伴い発生ブる力に限界か存在した。そこで、近年、形
状配憶合金部月よりなる感温素子が提案されている。形
状記憶合金とは、形状記憶効果を有づる含金部材であり
、この形状記憶効果はマルデンリイト変態と逆変態とに
より現出づるものであり、変態温度より低温で変形した
後にｉｓ湯温度り高温側に加熱すれば変形前の高温側で
の形状に戻るものである。したかって、形状記憶合金で
は温度に基づく形状の変化は逆変態点の近傍で生じる。
ところで逆変態点は合金の組成により−Ｓ的に決定され
るものであり、それゆえに形状配憶合金を用いるもので
は形状の変化Ｗ１および変形に伴い発生する力を大きく
することは可能であるが、狭い温度範囲でしか形状変化
が起こらないという欠点が存在する。したがって、３１
！続的な温度変化に対応することがＣ゛きないものであ
った。
るものであり、それゆえに形状配憶合金を用いるもので
は形状の変化Ｗ１および変形に伴い発生する力を大きく
することは可能であるが、狭い温度範囲でしか形状変化
が起こらないという欠点が存在する。したがって、３１
！続的な温度変化に対応することがＣ゛きないものであ
った。
また、形状記憶合金は、溶解−均質化焼鈍〜熱間圧延−
冷間圧延−中間軟化（中間軟化工程は冷間圧延工程との
間でＮ返される。）−線または条への加ニー形状記憶効
果を与えるための熱処理などの多数の工程を経て製造さ
れる。したがってコストが極めて高いという問題も存在
した。
冷間圧延−中間軟化（中間軟化工程は冷間圧延工程との
間でＮ返される。）−線または条への加ニー形状記憶効
果を与えるための熱処理などの多数の工程を経て製造さ
れる。したがってコストが極めて高いという問題も存在
した。
発明の目的
それゆえに、この発明の主たる目的は、上述の欠点を解
消し、形状変化量が大きくかつ比較的広い温度範囲で連
続的な形状変化を発生する形状記憶合金部材の安価な製
造方法を提供することにある。
消し、形状変化量が大きくかつ比較的広い温度範囲で連
続的な形状変化を発生する形状記憶合金部材の安価な製
造方法を提供することにある。
この発明は、要約すれば、ＴＩ材とＮ１材とを密着させ
た後、加熱することにより、８Ｉ痩勾配を有するＴＩＮ
ｌ相を生成させることを特徴とでる、形状記憶合金材の
ＩＪ’ｌ造方法である。
た後、加熱することにより、８Ｉ痩勾配を有するＴＩＮ
ｌ相を生成させることを特徴とでる、形状記憶合金材の
ＩＪ’ｌ造方法である。
この明細−において［］−１祠」および「Ｎ１材」とは
、王１またはＮｉからなる条、枳、バイブ、板状部材あ
るいは膜状部祠などの様々な形状の材料をい）ものとす
る。
、王１またはＮｉからなる条、枳、バイブ、板状部材あ
るいは膜状部祠などの様々な形状の材料をい）ものとす
る。
第１図に例示的に示すように接合により密着されたＴ１
材１とＮ１材２を、加熱づると第２図に示４ように相互
拡散によりＴＩ Ｎｉ材３が生成する。ところで、この
”ｊｉＮｉ相３では、厚み方向のニッケルＩＩを示す第
３図から明らかなように、濃度勾配が存在する。すなわ
ち１“ｉＮｉＮｉ材３一な相ではなく、Ｎ１材側でニッ
ケル濃度が高くなっている。
材１とＮ１材２を、加熱づると第２図に示４ように相互
拡散によりＴＩ Ｎｉ材３が生成する。ところで、この
”ｊｉＮｉ相３では、厚み方向のニッケルＩＩを示す第
３図から明らかなように、濃度勾配が存在する。すなわ
ち１“ｉＮｉＮｉ材３一な相ではなく、Ｎ１材側でニッ
ケル濃度が高くなっている。
ところで、ＴＩＮＩ系形状記憶合金の変ｆｆｌ温度は、
その組成が０．１％ずれると約１０℃変化することが知
られている。したがって、第３図に示すような濃度勾配
を持ったＴｌＮｉ相η゛はて−の組成に応じ異なる変態
温度が連続的に分布していることになる。それゆえに、
形状の回楕ちまた温度変化に応じて連続的に発生ずる。
その組成が０．１％ずれると約１０℃変化することが知
られている。したがって、第３図に示すような濃度勾配
を持ったＴｌＮｉ相η゛はて−の組成に応じ異なる変態
温度が連続的に分布していることになる。それゆえに、
形状の回楕ちまた温度変化に応じて連続的に発生ずる。
この形状変化の温度範囲は、たとえば−５０℃〜１００
℃のような極めて広い範囲にすることが可能である。こ
のように１１１度勾配を有するｌ＋Ｎｉ相３であつ又も
、均一な形状記憶合金の特徴である形状回復１および回
復力の大きさを損うことはない。ｒ１材およびＮ１材は
、第４図に示づように、バイ°ブ状のＮ１材２に、’Ｉ
Ｉ １１を挿入・接合づ−ることにより密着させても
よい。これを加熱１”れば、第５図に示Ｊにうに、Ｔｉ
線′１とＮ１パイプ２との間に濃度勾配をｈづる１１Ｎ
ｉ相３が形成される。
℃のような極めて広い範囲にすることが可能である。こ
のように１１１度勾配を有するｌ＋Ｎｉ相３であつ又も
、均一な形状記憶合金の特徴である形状回復１および回
復力の大きさを損うことはない。ｒ１材およびＮ１材は
、第４図に示づように、バイ°ブ状のＮ１材２に、’Ｉ
Ｉ １１を挿入・接合づ−ることにより密着させても
よい。これを加熱１”れば、第５図に示Ｊにうに、Ｔｉ
線′１とＮ１パイプ２との間に濃度勾配をｈづる１１Ｎ
ｉ相３が形成される。
このように、１１月とＮｉ材との「密着」は、接合、湿
式めっき、乾式めっきおよび蒸ηなどの様々な公知の手
段により達成され１９るっ好ましくは、１１材とＮｉ材
との接合後、冷間もしく ＬＪ湿温間少なくとも１０％
以上の断面率で加工が行なわれるっこの加１（にに加熱
することにより濃度勾配を拮つｌ：＝１−ＩＮＩ相が得
られる。冷間または温間で少なくとも１０％以上の断面
率で加工を施すことにより、加工の困難なＴＩ Ｎ１合
金となってからの加ＩＩを減らプことができ、所望の形
状の合金部材をより一層容易に轡ることが可能となる。
式めっき、乾式めっきおよび蒸ηなどの様々な公知の手
段により達成され１９るっ好ましくは、１１材とＮｉ材
との接合後、冷間もしく ＬＪ湿温間少なくとも１０％
以上の断面率で加工が行なわれるっこの加１（にに加熱
することにより濃度勾配を拮つｌ：＝１−ＩＮＩ相が得
られる。冷間または温間で少なくとも１０％以上の断面
率で加工を施すことにより、加工の困難なＴＩ Ｎ１合
金となってからの加ＩＩを減らプことができ、所望の形
状の合金部材をより一層容易に轡ることが可能となる。
この発明のその他の特徴は、以下の詳細な説明にＪ：り
一層明らかとなろう。
一層明らかとなろう。
実施例の説明
友瀝例１
厚さＱ、５１１１１１１．幅５１１１１の１１条とＮ１
条と各重ね、温間几延および冷間辻延にて全体を厚さ０
゜５ｍｍに接合し、た後、真空中で１１００℃の澗喰で
９０時間加熱した。第６図に示１ように、このようにし
て作成した条１０を、平たい形状に固定し、５００℃で
１５分間加熱した。次に、液体窒素（−１９６℃）に浸
漬しつつ、９０″の曲げ角度を有するように曲げ変形し
加熱したところ、−５０“０から形状回復が始まり、１
００”Ｃの濡ＦＪで完全に元の平らな形状に戻った。
条と各重ね、温間几延および冷間辻延にて全体を厚さ０
゜５ｍｍに接合し、た後、真空中で１１００℃の澗喰で
９０時間加熱した。第６図に示１ように、このようにし
て作成した条１０を、平たい形状に固定し、５００℃で
１５分間加熱した。次に、液体窒素（−１９６℃）に浸
漬しつつ、９０″の曲げ角度を有するように曲げ変形し
加熱したところ、−５０“０から形状回復が始まり、１
００”Ｃの濡ＦＪで完全に元の平らな形状に戻った。
実施例
内径１１ＩＩＩｎ、肉厚０．２１の「ｉパイプに外径０
゜９ｍｍのＮ１線を住人し、外径が０．８ＩＩＩＩ１１
となるまで伸線し、９５０℃の湯境で１００時間加熱し
た。
゜９ｍｍのＮ１線を住人し、外径が０．８ＩＩＩＩ１１
となるまで伸線し、９５０℃の湯境で１００時間加熱し
た。
このようにしＣ得た線を外１１０１１１１１１のステン
レス棒に台に巻回固定し、４００℃の湿度で３０分間加
熱した。次に、液体窒素中Ｃ引沖ばし加工を施し加熱し
たところ、−２０℃からコイルが縮み始め、８０℃の温
１良で完全にんの密なコイルに戻った。
レス棒に台に巻回固定し、４００℃の湿度で３０分間加
熱した。次に、液体窒素中Ｃ引沖ばし加工を施し加熱し
たところ、−２０℃からコイルが縮み始め、８０℃の温
１良で完全にんの密なコイルに戻った。
Ｌ直１−
外径１．５ｍｎ＋のＦ）線に電気めっきによりＮ１を厚
さＱ、３ｍｍとなるように付着させ、これを１゜８１１
１１１１の外径を有するように伸線した後、１０ （、
） ０℃の温度て８０８．’ｒ間間中空中おいて加熱し
た。作成し！ζ線を直線状に固定して、４５０℃の湿度
で２０分間加熱し、直線形状を記憶させた。このように
して青た直線形状の合金部材を、トライアイスーエヂル
アルコール液中で曲げ変形した後、加熱したところ、−
２０℃の温度で形状の回復が始まり、９０℃で完全に元
の直線形状に戻った。
さＱ、３ｍｍとなるように付着させ、これを１゜８１１
１１１１の外径を有するように伸線した後、１０ （、
） ０℃の温度て８０８．’ｒ間間中空中おいて加熱し
た。作成し！ζ線を直線状に固定して、４５０℃の湿度
で２０分間加熱し、直線形状を記憶させた。このように
して青た直線形状の合金部材を、トライアイスーエヂル
アルコール液中で曲げ変形した後、加熱したところ、−
２０℃の温度で形状の回復が始まり、９０℃で完全に元
の直線形状に戻った。
発明の効果
以上のように、この発明によれば、Ｔｉ材とＮｉ材とを
密着させた後、加熱することにより′ＩＡｒ！ｌ勾配を
有する丁ＩＮ１相を生成させるものであるため、変Ｒｍ
度が連続的に変化し、そのため形状が広い温度範囲にわ
たり連続的に変化する形状記憶合金部材を得ることが可
能となる。また、変態温度が連続的に分布しているので
、加熱過程において任意の温度で一義的にその形状を決
定することができるため、形状回復量を任意に制御し得
る。
密着させた後、加熱することにより′ＩＡｒ！ｌ勾配を
有する丁ＩＮ１相を生成させるものであるため、変Ｒｍ
度が連続的に変化し、そのため形状が広い温度範囲にわ
たり連続的に変化する形状記憶合金部材を得ることが可
能となる。また、変態温度が連続的に分布しているので
、加熱過程において任意の温度で一義的にその形状を決
定することができるため、形状回復量を任意に制御し得
る。
また、形状記憶効果を□用いるものであるため、形状回
ｍｍおよび回復力に優れた形状記憶合金部材を得ること
が可能となる。さらに、この発明の製造方法では、Ｔ１
材およびＮ１材を密着させた侵、反応拡散によりＴＩ
Ｎｉ材を得るものであるため、加エエ稈が極めて単純で
あり、したがって形状記憶合金部材のコストを極めて効
果的に低減し得る。
ｍｍおよび回復力に優れた形状記憶合金部材を得ること
が可能となる。さらに、この発明の製造方法では、Ｔ１
材およびＮ１材を密着させた侵、反応拡散によりＴＩ
Ｎｉ材を得るものであるため、加エエ稈が極めて単純で
あり、したがって形状記憶合金部材のコストを極めて効
果的に低減し得る。
この発明の方法は、バイメタル、感温素子、および各種
のアクチュエータなどを製造するのに有利に用いられ得
る。
のアクチュエータなどを製造するのに有利に用いられ得
る。
第１図および第２図は、この発明の製造方法を説明プる
ための概゛略断面図であり、第１図は反応拡散前の状態
を、第２図はＴＩ Ｎｉ材が生成した状態を示す図であ
る。第３図は、第２図の形状記憶合金部材におけるｌ
Ｎｉ材の１１度勾配を示づグラフである。１４図および
第５図は、この発明の方法の他の例を説明するための概
略斜視図であり、第４図は拡散前の状態を、第５図はＴ
Ｉ Ｎｉ材が生成した状態を示す図である。第６図は、
この発明の一実施例を説明するための概略平面図である
。 図において、１はＴ１材、２はＮ１材、３はＴｌＮｉ相
を示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 −２１： 掬 ６図 −２１４− δＯ″Ｃ
ための概゛略断面図であり、第１図は反応拡散前の状態
を、第２図はＴＩ Ｎｉ材が生成した状態を示す図であ
る。第３図は、第２図の形状記憶合金部材におけるｌ
Ｎｉ材の１１度勾配を示づグラフである。１４図および
第５図は、この発明の方法の他の例を説明するための概
略斜視図であり、第４図は拡散前の状態を、第５図はＴ
Ｉ Ｎｉ材が生成した状態を示す図である。第６図は、
この発明の一実施例を説明するための概略平面図である
。 図において、１はＴ１材、２はＮ１材、３はＴｌＮｉ相
を示す。 特許出願人 住友電気工業株式会社 −２１： 掬 ６図 −２１４− δＯ″Ｃ
Claims (3)
- （１） ［−１材どＮ１１ｆｌとを密着させた後、加
熱づることにより濃度勾配を有するｌ’ｉＮｉ相を生成
させることを特徴とする、形状記憶合金の製造方法。 - （２） 前記゛「ｉ材とＮｉ材との密着は、前記１−１
６よびＮ１の条、線またはパイプを接合づることにより
なされる、特許請求の範囲第１項記載の形状記憶合金の
製造方法。 - （３） 前記Ｔｉ材とＮｉ材との密着は、前記１’ ｌ
またはＮ１材にＮ１またはＴｉを乾式または湿式めっき
することによりなされる、特許請求の範囲第１項記載の
形状記憶合金の製造方法。 （４ン 前記１１材とＮ１月とを密着し、冷間または温
間において少なくとも１０％以上の断面率（゛加工した
後に、前記加熱が行なわれる、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の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23208282A JPS59116342A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 形状記憶合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23208282A JPS59116342A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 形状記憶合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116342A true JPS59116342A (ja) | 1984-07-05 |
Family
ID=16933707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23208282A Pending JPS59116342A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 形状記憶合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59116342A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145342A (ja) * | 1984-01-05 | 1985-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 成分濃度勾配を有する合金 |
| US5004143A (en) * | 1986-07-31 | 1991-04-02 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method of manufacturing clad bar |
| GB2238320A (en) * | 1989-11-20 | 1991-05-29 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | Ni-Ti alloy production |
| US5242759A (en) * | 1991-05-21 | 1993-09-07 | Cook Incorporated | Joint, a laminate, and a method of preparing a nickel-titanium alloy member surface for bonding to another layer of metal |
| US5354623A (en) * | 1991-05-21 | 1994-10-11 | Cook Incorporated | Joint, a laminate, and a method of preparing a nickel-titanium alloy member surface for bonding to another layer of metal |
| US6689486B2 (en) * | 2000-02-29 | 2004-02-10 | Ken K. Ho | Bimorphic, compositionally-graded, sputter-deposited, thin film shape memory device |
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| JPS5152944A (en) * | 1974-11-06 | 1976-05-11 | Nippon Musical Instruments Mfg | Arupaamugokinno seizoho |
| JPS5857944A (ja) * | 1981-10-02 | 1983-04-06 | ヤマハ株式会社 | 複合金属管およびその製法 |
| JPS5983735A (ja) * | 1982-11-05 | 1984-05-15 | Nippon Gakki Seizo Kk | 眼鏡フレ−ム部品の製法 |
-
1982
- 1982-12-24 JP JP23208282A patent/JPS59116342A/ja active Pending
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