JPS59226134A

JPS59226134A - Ｔｉ−Ｎｉ合金材の製造方法

Info

Publication number: JPS59226134A
Application number: JP58100140A
Authority: JP
Inventors: Jun Sato; 潤佐藤
Original assignee: Tohoku Metal Industries Ltd
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1983-06-07
Filing date: 1983-06-07
Publication date: 1984-12-19

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明、はＴｉ−Ｎｉ合金材の製造方法に関し、特に４
８〜５４　ａｔ　％　ＮｉのＴｉ−Ｎｉ合金材の製造力
、法に関する。

この種の合金は形状記憶効果を有するものとして注目さ
れている。そして、４８〜５４ａｔ％Ｎｉで残部が実質
的にＴｉからなるＴｉ−Ｎｉ合金が顕著な形状記憶効果
を有し、防振材料及び超弾性材料などの用途で活用され
ている。

しかしながら、この４８〜５４ａｔ９ＪＮｉのＴｉ−Ｎ
ｉ合金は溶解と加工が難しいことが欠点となっている。

例えば、溶解においては、　Ｔｉ−Ｎｉ合金の形状が記
憶効果によって回復する温度は、その組成が０．１ａｔ
％ずれるとほぼ１０℃上下するという状態であるため厳
密な成分制御が要求されるにもかかわらず、　Ｔｉは溶
融状態で非常に活性であシ、かつ、飛散し易いため、成
分制御は非常に困難である。

また、加工においては、４８〜５４ａｔ％ＮｉのＴｉ−
Ｎｉ合金は加工硬化し易いため、冷間での加工は非常に
困難で製品形状にするまで数多くの工程を必要とする。

これに対し、４８〜５４ａｔ％ＮｉのＴｉ−Ｎｉ合金の
溶解、加工の難点を緩和するために粉末冶金法の適用も
知られている。（粉体および粉末冶金２８巻４号ｐｐ１
２５〜．１９８１　、．６月）　　４８〜５４ａｔ％Ｎ
ｉのＴｉ−Ｎｉ合金はほぼ金属間化合物Ｔ　ｉ　Ｎ　ｉ
相となってお９．このＴ１Ｎｉ相は硬くかつじん性を有
するため５機械粉砕は困難である。このため。

４８〜５４ａｔ％ＮｉのＴｉ−Ｎｉ合金の粉末冶金法は
Ｔ１粉末（あるいはＴＩＨ２粉末）とＮ１粉末との混合
粉末を圧粉成形後、加熱し、あるいは圧粉成形と加熱を
同時に行なって焼結せしめ、４８５４ａｔ％ＮｉのＴｉ
−Ｎｉ合金とする方法が実施されている。

しかしながら、上述した粉末冶金法すなわち。

Ｔｉ粉末とＮｉ粉末からＴ　ｉ　−Ｎ　ｉ合金を得る方
法では、焼結過程でＴｉとＮｉの相互拡散が関与するた
め、カーケンダール効果による多量の空孔の発生が避け
られない。例えば、使用するＴｉ粉末の粒径が大きい（
−１００メツシユ）場合、圧粉成形後、焼結させる方法
では得られるＴｉ−Ｎｉ合金ブロックの密度は理論密度
（内部欠陥のないバルク拐の密度の９０％以上とするこ
とはできない。

まだ粒径の小さいＴｉ粉末（１〜２０μｍ）を使用し、
Ｎｉ粉末と混合後、圧粉成形し焼結させる方法では、焼
結後、熱間静水圧プレス（以下、　ＨＩＰと略す）を適
用して高密度化できる密度（理論密度の９０〜９６％）
までに々る。しかしながら。

Ｔｉは酸化されやすいため２粒径が１〜２０μｍのＴｉ
粉末（あるいはＴｉＨ，、粉末）を使用した場合。

得られるＴｉ−Ｎｉ合金ブロックの含有酸素量は０．５
〜２ｗｔ％となり、マルテンサイト変態Ｍｓ点が非常に
低下するとともに機械的強度も非常に低下する。

すなわち、上記の粉末冶金法（Ｔｉ粉末とＮｉ粉末から
Ｔｉ−Ｎｉ合金ブロックを得る方法）では、　ＴｉとＮ
ｉのカーケンダール効果及びＴｉ粉末の酸化により良好
なＴｉ−Ｎｉ合金を得ることはできない。

一方、　Ｏａｔ％＜Ｎｌａｔ％＜４８ａｔ％のＴｉ−Ｎ
ｉ合金ではＴｉ２Ｎｉ相、　５４ａｔ％（Ｎｉ　ａｔ％
＜　１００　ａｔ％のＴｉ−Ｎｉ合金ではＴｉＮｉ３相
、それぞれの金属間化合物が析出する。Ｔｉ２Ｎｉ相及
びＴｉＮｉ３相の析出したＴｉ−Ｎ　ｉ合金はじん性が
なくもろいため容易に機械粉砕することが可能である。

本発明ではこのことに着目して実験を重ねた結果、高密
度でしかも低酸素量の４８〜５４ａｔ％ＮｉのＴｉ−Ｎ
ｉ合金を低価格で製造することが可能となった。すなわ
ち、　Ｑａｔチ（Ｎｉａｔ％＜４８ａｔ係及び５４ａｔ
％（Ｎｉ　ａｔ　％＜　Ｉ　ＤＯａｔ　％の’Ｉ’１−
Ｎｉ合金よシそれぞれ選ばれた２種類以上のＴｉ−Ｎｉ
合金をそれぞれ粉砕して得られた粉末を混合後、加圧・
焼結せしめることによって高密度でしかも低酸素量の４
８〜５４ａｔ％ＮｉのＴｉ−Ｎｉ合金を低価格で製造す
ることが可能となった。

以下９本発明をさらに詳細に説明する。

特に粉砕し易い組成範囲は３０〜３５ａｔ％Ｎｉ及び７
２〜７８ａｔ％Ｎｉである。これは、　３０〜３５ａｔ
％Ｎ１ではＴｉ、、Ｎｉが、また７２〜７８ａｔ％Ｎｉ
ではＴ１Ｎｉ　３がそれぞれ多量に析出していることに
起因する。

また、使用する粉末がＯａｔ％＜Ｎｉ　ａｔ％＜４８ａ
ｔ％の組成範囲では４８ａｔ％Ｎｉに近いほど、　５４
ａｔ％（Ｎｉ　ａｔ％＜　１００　ａｔ％の組成範囲で
は５４ａｔ％Ｎｉに近いほどカーケンダール効果の影響
が少ないため、より高密度のＴｉ−Ｎｉ合金ブロックを
得ることができる。例えば４７ａｔ％ＮｉのＴｉ−Ｎｉ
合金粉末と５６ａｔ％ＮｉのＴｉ−Ｎｉ合金粉末を使用
した場合、得られるＴｉ−Ｎｉ合金ブロックの密度は理
論密度の９８チになる。

本発明では、カーケンダール効果による空孔の発生がき
わめて少ないため、使用粉末の粒径をあまシ細くする必
要がなく、従って得られるＴｉ−Ｎｉ合金ブロックの含
有酸素量を低くおさえることができる。特に有効な方法
としては、粗い粉末（−３０＋８０メツシユ）を金属カ
プセル中に真空封入し、　ＨＩＰ処理す為方法である。

この方法では、得られるＴｉ−’Ｎｉ合金ブロックの密
度は理論密度の９９．９％以上、含有酸素量は６００〜
１０００　ｐｐｍとなり、バルク材とほとんど同等なも
のとなる。

以下、実施例を述べる。

実施例１゜真空溶解により得られた４　６．９　ａｔ　％　Ｎｉ及
び５６．２ａｔ％ＮｉのそれぞれのＴｉ−Ｎｉ合金イン
ゴットを機械粉砕し、−１５０メツシーの粉末を得た。

それぞれの粉末を５０．Ｏａｔ％Ｎｉ、　５０．１ａｔ
％Ｎｉ、　５０．２ａｔ％Ｎｉの組成になるようそれぞ
れ配合し、セチルアルコールを潤滑剤として０１ｗｔ％
添加し、よく混合した後、７ｔ／Ｃｍ２で冷間プレスを
行なった。プレスによシ得られだ圧粉体を１０００℃で
５時間、真空焼結を行なった。焼結後得られたＴｉ−Ｎ
ｉ合金ブロックを７００℃で１時間保持し。

溶体化処理を行なった結果、顕著な形状記憶効果があっ
た。

実施例２゜真空溶解により得られた３７．２ａｔ％Ｎｉ−及び７５
．３ａｔ　％　ＮｉのそれぞれのＴｉ−Ｎｉ合金インゴ
ットを機械粉砕し、−２ｓ＋ｓｏメツシユの粉末を得た
。

それぞれの粉末を５０．Ｏａｔ％Ｎｉ、　５０．１ａｔ
％Ｎｉ。

５０．２ａｔ％Ｎｉの組成になるようそれぞれ配合し。

混合後、軟鋼カプセルにそれぞれ真空封入し。

１０００℃、１５００”７ｃｍ２（７）条件ｆ　３　時
間ＨＩＰ　処理を行なった。ＨＩＰ処理後、カプセルを
離脱し。

得られたＴｉ−Ｎｉ合金ブロックを７００℃で１時間保
持し、溶体化処理を行なった結果、顕著女形状記憶効果
を示した。

実施例１及び実施例２の結果を従来の粉末冶金法と比較
して第１表に示す。（なお’ｐｉ−Ｎｉ合金の理論密度
は６．５０　ｇ／、３である。）第１表手続補正書（自発）昭和〃年り月／３日特許庁長官　若　杉　和　夫　殿１、事件の表示昭和５８年特許願第１００，１４０号２、発明の名称Ｔｉ−Ｎｉ合金材の製造方法６、補正をする者事件との関係　　特許出願人４、代理人　〒１０５住　所　東京都港区西新橋１丁目４番１０号（ほか２名
）６、補正の内容１）イ、明細書３頁１８行目に「ルク材の密度の９８係
以上とする〜」とあるのを、［ルク材の密度）の９０％
以上とする〜」に訂正します。

口、明細書８頁の第１表を次のように訂正し１す。

第１表

Claims

【特許請求の範囲】

１）Ｎｉ濃度が［ｌａｔ％’（Ｎｉ　ａｔ％＜　４８ａ
ｔ％及び５４ａｔ％＜Ｎｉ　ａｔ　％　＜　１００　ａ
ｔ　Ｚである２つの組成範囲のＴｉ−Ｎｉ合金粉末より
それぞれ選ばれた２種類以上の粉末をＴｉとＮ１の比率
が４８〜５４ａｔ’％Ｎｉになるよう配合し、混合後、
加圧・焼結せしめることにより４８〜５４ａｔ係Ｎｉの
Ｔｉ−Ｎｉ合金を得ることを特徴とするＴｉ−Ｎｉ合金
材の製造方法。