JPS63227754A - ＮｉＴｉ系形状記憶合金の成形方法 - Google Patents
ＮｉＴｉ系形状記憶合金の成形方法Info
- Publication number
- JPS63227754A JPS63227754A JP6049487A JP6049487A JPS63227754A JP S63227754 A JPS63227754 A JP S63227754A JP 6049487 A JP6049487 A JP 6049487A JP 6049487 A JP6049487 A JP 6049487A JP S63227754 A JPS63227754 A JP S63227754A
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- alloy
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＮｉｌ’−ｉ系形状記憶合金（以下ＮＴ金合金
略記）をある部品の所定の場所に組みつけるために必要
な形状に成形する方法に関するものである。
略記）をある部品の所定の場所に組みつけるために必要
な形状に成形する方法に関するものである。
ＮＴ金合金はＮｉと１’−ｔを原子比で１：１の割合で
含む金属間化合物ＮｉＴｉ又はそのＮｉとＴｉの何れか
一方又は双方を微量の伯元素、例えばＦｅ、Ｃｒ、ＣＯ
等で置換した合金であり、形状記憶効果、超弾性効果及
び防搬効果を有するものである。熱弾性型マルテンサイ
ト変態に起因する形状記憶効果はＮＴ金合金マルテンサ
イト相に変態し始める温度（以下ＭＳ点と略記）又は母
相であるオーステナイト相とマルテンサイト相の中間の
存在するＲ相に変態し始める温度（以下Ｍ２Ｓ点と略記
）以下の温度で該ＮＴ合金に加えた変形が加熱によりあ
る温度（以下ＡＳ点と略記）でオーステナイト相に逆変
態を行ないあらかじめオーステナイト相で記憶させた形
状に復元する現象である。また母相での応力誘起マルテ
ンサイト変態に起因する超弾性効果及び防振効果におい
て、前者は応力を加えて数％程度の歪を与えることによ
りマルテンサイト変態を生ぜしめ、除荷することによる
逆変態によって完全に形状が復元する現象を言い、後者
は超弾性効果に付随して起る応力−歪曲線のヒステリシ
スによって外部からの振動エネルギーを吸収して振動を
早く減衰させる現象を言う。
含む金属間化合物ＮｉＴｉ又はそのＮｉとＴｉの何れか
一方又は双方を微量の伯元素、例えばＦｅ、Ｃｒ、ＣＯ
等で置換した合金であり、形状記憶効果、超弾性効果及
び防搬効果を有するものである。熱弾性型マルテンサイ
ト変態に起因する形状記憶効果はＮＴ金合金マルテンサ
イト相に変態し始める温度（以下ＭＳ点と略記）又は母
相であるオーステナイト相とマルテンサイト相の中間の
存在するＲ相に変態し始める温度（以下Ｍ２Ｓ点と略記
）以下の温度で該ＮＴ合金に加えた変形が加熱によりあ
る温度（以下ＡＳ点と略記）でオーステナイト相に逆変
態を行ないあらかじめオーステナイト相で記憶させた形
状に復元する現象である。また母相での応力誘起マルテ
ンサイト変態に起因する超弾性効果及び防振効果におい
て、前者は応力を加えて数％程度の歪を与えることによ
りマルテンサイト変態を生ぜしめ、除荷することによる
逆変態によって完全に形状が復元する現象を言い、後者
は超弾性効果に付随して起る応力−歪曲線のヒステリシ
スによって外部からの振動エネルギーを吸収して振動を
早く減衰させる現象を言う。
このような効果は゛ＮＴ合金に限らずＡｕＣｄ。
ＣｕＺｎＡ１合金等にも見い出されているが、その特性
と加工性の点においてＮＴ合金が最も優れており、従来
からアクチュエータ、ファスナー、ばね等として種々の
利用法が検討され一部では盛んに実用化されている。さ
らに最近はＮＴ合金の応用分野はかなり広がり、その用
途も複雑になる一方であり、電子部品などの小物部品へ
の適用が積極的に試みられてきている。
と加工性の点においてＮＴ合金が最も優れており、従来
からアクチュエータ、ファスナー、ばね等として種々の
利用法が検討され一部では盛んに実用化されている。さ
らに最近はＮＴ合金の応用分野はかなり広がり、その用
途も複雑になる一方であり、電子部品などの小物部品へ
の適用が積極的に試みられてきている。
例えばＦＰＣとガラス基板の接合の補強部材としてのフ
ァスナー、ゼロフォースインサージョンコネクターなど
である。
ァスナー、ゼロフォースインサージョンコネクターなど
である。
これら小物部品に組み付ける素子として用いるＮＴ合金
を形状記憶処理するには温間成形法などによりある形状
に成形する方法がとられている。一方ＮＴ合金素子を小
物部品に組み付けるには上記形状記憶処理した合金を所
定の形状に変形させて組み付けなければならない。しか
しＮＴ合金は一般の金属と比較して弾性域が広いため、
特にオーステナイト相において所定の形状に変形させて
も拘束力を除くと元の形状に戻ってしまう。即ち第１図
に示すようにテープ状の条をＵ字型の一端がさらに開い
た形状に成形して形状記憶処理を施したＮＴ合金（１）
を第３図に示すように該合金のＵ字型の開いた一端が閉
じた形状を得るべく、第２図に示すように０字の開いて
いる一端の２つの先端を閉じるように拘束する治具（２
ａ） （２ｂ）を取り除くと第４図に示すようにＮＴ合
金（１）はほぼ変形前の形状に戻ることになり、組み付
けに適した形状を得ることができない。
を形状記憶処理するには温間成形法などによりある形状
に成形する方法がとられている。一方ＮＴ合金素子を小
物部品に組み付けるには上記形状記憶処理した合金を所
定の形状に変形させて組み付けなければならない。しか
しＮＴ合金は一般の金属と比較して弾性域が広いため、
特にオーステナイト相において所定の形状に変形させて
も拘束力を除くと元の形状に戻ってしまう。即ち第１図
に示すようにテープ状の条をＵ字型の一端がさらに開い
た形状に成形して形状記憶処理を施したＮＴ合金（１）
を第３図に示すように該合金のＵ字型の開いた一端が閉
じた形状を得るべく、第２図に示すように０字の開いて
いる一端の２つの先端を閉じるように拘束する治具（２
ａ） （２ｂ）を取り除くと第４図に示すようにＮＴ合
金（１）はほぼ変形前の形状に戻ることになり、組み付
けに適した形状を得ることができない。
そこで現在上記組み付けはＮＴ合金をＲ相又はマルテン
サイト相領域まで冷却して変形した（支、外力を除去し
ても該合金がＲ相又はマルテンサイト相領域にあれば変
形した形状を保ち易いことを利用して行なわれている。
サイト相領域まで冷却して変形した（支、外力を除去し
ても該合金がＲ相又はマルテンサイト相領域にあれば変
形した形状を保ち易いことを利用して行なわれている。
しかしなかならこのようなＲ相又はマルテンサイト相に
おいてもＮＴ合金は弾性変形弁のスプリングバックによ
り完全に所定の形状を得ることはできない。即ち第１図
に示す形状記憶処理を施したＵ字型のＮＴ合金（１）を
第２図に示すように０字の開いた一端の２つの先端を閉
じるように拘束する治具（２ａ） （２ｂ）にてＭＳ点
以下の温度で変形させた後、同じ温度で該治具（２ａ）
（２ｂ）を取り除いた場合、該ＮＴ合金（１）は第５図
に示すように０字の開いた一端は完全に閉じることなく
スプリングバックにより必ず開いてしまい、ＮＴ合金を
他の部品に組み付ける場合につき合わせによって所定の
形状を得るために必要以上に変形を加えないと所望の形
状を得ることが困難であった。
おいてもＮＴ合金は弾性変形弁のスプリングバックによ
り完全に所定の形状を得ることはできない。即ち第１図
に示す形状記憶処理を施したＵ字型のＮＴ合金（１）を
第２図に示すように０字の開いた一端の２つの先端を閉
じるように拘束する治具（２ａ） （２ｂ）にてＭＳ点
以下の温度で変形させた後、同じ温度で該治具（２ａ）
（２ｂ）を取り除いた場合、該ＮＴ合金（１）は第５図
に示すように０字の開いた一端は完全に閉じることなく
スプリングバックにより必ず開いてしまい、ＮＴ合金を
他の部品に組み付ける場合につき合わせによって所定の
形状を得るために必要以上に変形を加えないと所望の形
状を得ることが困難であった。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、次のことを知見し
た。
た。
５０、６ａｔ％Ｎ １−４９．４ａｔ％Ｔｉ合金を常法
に従い溶解・鋳造後、熱間圧延、冷間圧延をしてテープ
状に加工したＮＴ合金条をロールフォーミングにより第
６図（イ）に示すようにＵ字型の開いた一端の２つの先
端が互いに接触する閉じた形状に成形し、該形状で形状
記憶処理を施した。なおこのＮｉＴｉ合金のマルテンサ
イト相からオーステナイト相への逆変態の終了温度（以
下Ａｆ点と略記）は３０℃であり、Ａｆ点以上の温度で
は該合金はすべてオーステナイト相である。該ＮＴ合金
（３）を第６図（ロ）に示すように接触した先端の間に
引張り試験用治具（４ａ） （４ｂ）を挟み込み互いに
反対方向に荷重（Ｗ）で引張りＮＴ金合金３）の接触し
た一端の変位（ｉ）を測定してこのような形状のＮＴ金
合金嵌合圧の測定を行なった。その結果を第７図に引張
り荷重（Ｗ）と変位＜ｉ＞の関係として示した。図中の
曲線（Ａ）は第６図（イ）に示すＮＴ金合金３）を−６
０℃の温度下で第６図（ロ）のように引張り試験用治具
（４ａ） （４ｉ））を挟み込んだ後、−３０’Ｃに昇
温してから引張り試験を実施した結果を示し、曲線（Ｂ
）は同じく第６図（イ）が示すＮＴ金合金３）を−６０
℃の温度下で第６図（ロ）のように引張り試験用治具（
４ａ） （４ｂ）を挟み込んだ後、全体を４０℃まで加
熱し、しかる後−３０’Ｃまで冷却してから引張り試験
を行なった結果を示すものである。この図かられかるよ
うに曲線（Ａ）と曲線（Ｂ）では初期の引張り荷重の立
上り、即ち嵌合力が大きく異なっており、曲線（１３）
では嵌合力がほとんど発生していないのに対して、曲線
（Ａ）は明らかに発生している。
に従い溶解・鋳造後、熱間圧延、冷間圧延をしてテープ
状に加工したＮＴ合金条をロールフォーミングにより第
６図（イ）に示すようにＵ字型の開いた一端の２つの先
端が互いに接触する閉じた形状に成形し、該形状で形状
記憶処理を施した。なおこのＮｉＴｉ合金のマルテンサ
イト相からオーステナイト相への逆変態の終了温度（以
下Ａｆ点と略記）は３０℃であり、Ａｆ点以上の温度で
は該合金はすべてオーステナイト相である。該ＮＴ合金
（３）を第６図（ロ）に示すように接触した先端の間に
引張り試験用治具（４ａ） （４ｂ）を挟み込み互いに
反対方向に荷重（Ｗ）で引張りＮＴ金合金３）の接触し
た一端の変位（ｉ）を測定してこのような形状のＮＴ金
合金嵌合圧の測定を行なった。その結果を第７図に引張
り荷重（Ｗ）と変位＜ｉ＞の関係として示した。図中の
曲線（Ａ）は第６図（イ）に示すＮＴ金合金３）を−６
０℃の温度下で第６図（ロ）のように引張り試験用治具
（４ａ） （４ｉ））を挟み込んだ後、−３０’Ｃに昇
温してから引張り試験を実施した結果を示し、曲線（Ｂ
）は同じく第６図（イ）が示すＮＴ金合金３）を−６０
℃の温度下で第６図（ロ）のように引張り試験用治具（
４ａ） （４ｂ）を挟み込んだ後、全体を４０℃まで加
熱し、しかる後−３０’Ｃまで冷却してから引張り試験
を行なった結果を示すものである。この図かられかるよ
うに曲線（Ａ）と曲線（Ｂ）では初期の引張り荷重の立
上り、即ち嵌合力が大きく異なっており、曲線（１３）
では嵌合力がほとんど発生していないのに対して、曲線
（Ａ）は明らかに発生している。
このことはＮ丁合金をオーステナイト相で形状を拘束し
たままマルテンサイト相に冷却すれば拘束を解除しても
拘束時の形状を維持することを示している。以上の知見
に基づき更に検討の結果、ＮＴ金合金所望の形に成形で
きる方法を開発したものである。
たままマルテンサイト相に冷却すれば拘束を解除しても
拘束時の形状を維持することを示している。以上の知見
に基づき更に検討の結果、ＮＴ金合金所望の形に成形で
きる方法を開発したものである。
即ち本発明の一つは金属間化合物Ｎｉｌ’−ｉを主成分
とする形状記憶合金に形状記憶処理を施した後、該合金
をオーステナイト相が発生し始める温度以上で変形して
形状を拘束し、しかる後Ｒ相又はマルテンサイト相の発
生し始める温度以下に冷却して上記拘束を解除し、所望
の形状に成形することを特徴とするものである。
とする形状記憶合金に形状記憶処理を施した後、該合金
をオーステナイト相が発生し始める温度以上で変形して
形状を拘束し、しかる後Ｒ相又はマルテンサイト相の発
生し始める温度以下に冷却して上記拘束を解除し、所望
の形状に成形することを特徴とするものである。
また本発明の他の一つは金属間化合物ＮｉＴｉを主成分
とする形状記憶合金に形状記憶処理を施した後、該合金
をＲ相又はマルテンサイト相が発生し始める温度以下で
変形して形状を拘束し、しかる俊オーステナイト相が発
生し始める温度以上に加熱し、その後Ｒ相又はマルテン
サイト相が発生し始める温度以下に冷却して上記拘束を
解除し所望の形状に成形することを特徴とするものであ
る。
とする形状記憶合金に形状記憶処理を施した後、該合金
をＲ相又はマルテンサイト相が発生し始める温度以下で
変形して形状を拘束し、しかる俊オーステナイト相が発
生し始める温度以上に加熱し、その後Ｒ相又はマルテン
サイト相が発生し始める温度以下に冷却して上記拘束を
解除し所望の形状に成形することを特徴とするものであ
る。
ＮＴ金合金Ａｓ点以上で所望の形状に変形したままＭＳ
点又はＭ’Ｓ点以下に冷却してその形状拘束力を解除し
ても、該合金にスプリングバックがほとんど発生しない
のはＭＳ点又はＶ／Ｓ点でみかけの応力がゼロになるよ
うなマルテンサイト変態が起るためであり、従って拘束
力を解除しても形状を元に戻す力が生じないからである
。
点又はＭ’Ｓ点以下に冷却してその形状拘束力を解除し
ても、該合金にスプリングバックがほとんど発生しない
のはＭＳ点又はＶ／Ｓ点でみかけの応力がゼロになるよ
うなマルテンサイト変態が起るためであり、従って拘束
力を解除しても形状を元に戻す力が生じないからである
。
また最初にＭｓ点又はＭＺｓ点以下の温度で変形して形
状を拘束し、しかる後ＡＳ点以上に加熱し、その後再び
ＭＳ点又はＭ Ｚｓ点以下に冷却するのは、マルテンサ
イト相領域又はＲ相領域の方がオーステナイト相領域よ
りも弾性係数が小さく、変形に必要な力が小さいためで
あり、従ってＭＳ点又はＭ’Ｓ点以下ではわずかな力で
所望の形状に変形できる。
状を拘束し、しかる後ＡＳ点以上に加熱し、その後再び
ＭＳ点又はＭ Ｚｓ点以下に冷却するのは、マルテンサ
イト相領域又はＲ相領域の方がオーステナイト相領域よ
りも弾性係数が小さく、変形に必要な力が小さいためで
あり、従ってＭＳ点又はＭ’Ｓ点以下ではわずかな力で
所望の形状に変形できる。
（実施例〕
本発明の実施例を以下に説明する。
実施例（Ｉ）
５０、６８℃％Ｎ １−４９．４ａｔ％ｌ−ｉ合金を常
法に従い溶解・鋳造後、熱間圧延と冷間圧延を行ないテ
ープ状に加工したＮＴ合金条をロールフォーミングによ
り第１図に示すようにＵ字型の一端がざらに開いた形状
に成形して、該形状で形状記憶処理を施した。なおこの
合金（１）のＡｆ点は３０℃である。該合金（１）を４
０℃の温度下で第２図に示すようにＵ字型の開いた一端
の２つの先端が閉じるように拘束する治具（２ａ） （
２ｂ）にて変形拘束した。次に該治具（２ａ） （２ｂ
）と共にＮＴ金合金１）を−６０℃に冷却した後、拘束
治具（２ａ）（２ｂ）を取り除いたところＮＴ金合金１
）は第３図に示すように拘束されていた形状を維持して
おり、スプリングバックによる形状の回復はなかった。
法に従い溶解・鋳造後、熱間圧延と冷間圧延を行ないテ
ープ状に加工したＮＴ合金条をロールフォーミングによ
り第１図に示すようにＵ字型の一端がざらに開いた形状
に成形して、該形状で形状記憶処理を施した。なおこの
合金（１）のＡｆ点は３０℃である。該合金（１）を４
０℃の温度下で第２図に示すようにＵ字型の開いた一端
の２つの先端が閉じるように拘束する治具（２ａ） （
２ｂ）にて変形拘束した。次に該治具（２ａ） （２ｂ
）と共にＮＴ金合金１）を−６０℃に冷却した後、拘束
治具（２ａ）（２ｂ）を取り除いたところＮＴ金合金１
）は第３図に示すように拘束されていた形状を維持して
おり、スプリングバックによる形状の回復はなかった。
実施例（ＩＩ）
また上記の形状記憶処理を施したＮＴ金合金１）を−６
０℃に冷却した状態で第２図に示す拘束治具（２ａ）（
２ｂ）で変形拘束した後、該治具（２ａ）（２ｂ）とと
もにＮ丁合金（１）を４０℃に加熱し、再度−６０℃に
冷却して拘束持具（２ａ） （２ｂ）を取り除いたとこ
ろＮＴ合金（１）は第３図に示すように拘束ざ丘ていた
形状を維持していた。ざらにこの場合−６０℃での拘束
力は実施例（Ｉ）での４０℃での拘束力の半分以下であ
った。
０℃に冷却した状態で第２図に示す拘束治具（２ａ）（
２ｂ）で変形拘束した後、該治具（２ａ）（２ｂ）とと
もにＮ丁合金（１）を４０℃に加熱し、再度−６０℃に
冷却して拘束持具（２ａ） （２ｂ）を取り除いたとこ
ろＮＴ合金（１）は第３図に示すように拘束ざ丘ていた
形状を維持していた。ざらにこの場合−６０℃での拘束
力は実施例（Ｉ）での４０℃での拘束力の半分以下であ
った。
（発明の効果〕
このように本発明によればＮＴ合金を部品として組み付
ける際の形状及び寸法が容易に成形できる等工業上顕著
な効果を奏するものである。
ける際の形状及び寸法が容易に成形できる等工業上顕著
な効果を奏するものである。
第１図は変形前のＮＴ合金を示す側面図、第２図はＮＴ
合金を変形拘束した状態を示す側面図、第３図は本発明
実施例による拘束力解除後のＮＴ合金を示す側面図、第
４＠及び第５図はそれぞれ従来例による拘束力解除後の
ＮＴ合金を示す側面図、第６図（イ） （ロ）は嵌合圧
の測定方法を示すものであり、（イ）は測定前のＮＴ合
金を示す側面図、（ロ）は引張り治具を取り付けた側面
図、第７図は嵌合圧試験の結果を示すものであり、引張
り荷重と変位との関係を表わす実測図である。 １・・・・・・・・成形試験用ＮＴ合金２ａ、２ｂ・・
・・変形拘束治具 ３・・・・・・・・嵌合圧測定用ＮＴ金合金ａ、 ４ｂ
・・・・引張り試験用治具Ａ・・・・・・・・マルテン
サイト相で拘束した後測定した荷重−変位曲線 Ｂ・・・・・・・・オーステナイト相で拘束した後測定
した荷重−変位曲線 各Ｗ → １【 １重 （、ｅ）
合金を変形拘束した状態を示す側面図、第３図は本発明
実施例による拘束力解除後のＮＴ合金を示す側面図、第
４＠及び第５図はそれぞれ従来例による拘束力解除後の
ＮＴ合金を示す側面図、第６図（イ） （ロ）は嵌合圧
の測定方法を示すものであり、（イ）は測定前のＮＴ合
金を示す側面図、（ロ）は引張り治具を取り付けた側面
図、第７図は嵌合圧試験の結果を示すものであり、引張
り荷重と変位との関係を表わす実測図である。 １・・・・・・・・成形試験用ＮＴ合金２ａ、２ｂ・・
・・変形拘束治具 ３・・・・・・・・嵌合圧測定用ＮＴ金合金ａ、 ４ｂ
・・・・引張り試験用治具Ａ・・・・・・・・マルテン
サイト相で拘束した後測定した荷重−変位曲線 Ｂ・・・・・・・・オーステナイト相で拘束した後測定
した荷重−変位曲線 各Ｗ → １【 １重 （、ｅ）
Claims (2)
- （１）金属間化合物ＮｉＴｉを主成分とする形状記憶合
金に形状記憶処理を施した後、該合金をオーステナイト
相が発生し始める温度以上で変形して形状を拘束し、し
かる後Ｒ相又はマルテンサイト相の発生し始める温度以
下に冷却して上記拘束を解除し、所望の形状に成形する
ことを特徴とするＮｉＴｉ系形状記憶合金の成形方法。 - （２）金属間化合物ＮｉＴｉを主成分とする形状記憶合
金に形状記憶処理を施した後、該合金をＲ相又はマルテ
ンサイト相が発生し始める温度以下で変形して形状を拘
束し、しかる後オーステナイト相が発生し始める温度以
上に加熱し、その後Ｒ相又はマルテンサイト相が発生し
始める温度以下に冷却して上記拘束を解除し、所望の形
状に成形することを特徴とするＮｉＴｉ系形状記憶合金
の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6049487A JPS63227754A (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6049487A JPS63227754A (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63227754A true JPS63227754A (ja) | 1988-09-22 |
Family
ID=13143902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6049487A Pending JPS63227754A (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63227754A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100481484B1 (ko) * | 2001-08-08 | 2005-04-07 | 주식회사 메타텍 | 형상기억합금을 이용한 광폭 안경다리의 제조 방법 |
-
1987
- 1987-03-16 JP JP6049487A patent/JPS63227754A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100481484B1 (ko) * | 2001-08-08 | 2005-04-07 | 주식회사 메타텍 | 형상기억합금을 이용한 광폭 안경다리의 제조 방법 |
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