ニチノール-ニッケルチタン-NiTi合金

Ni-Ti合金は、独特の形状記憶効果と超弾性を特徴とする代表的な形状記憶合金（SMA）です。変形した後、材料は特定の温度で元の形状に戻ることができます。また、耐疲労性、耐食性、生体適合性に優れています。これらの独特の特性により、Ni-Ti 合金は医療機器、精密工学、インテリジェント構造の分野で広く応用されています。

ASTM F2005：
ニッケルチタン形状記憶合金の標準用語

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化学成分

要素	ニ	C	コ	銅	Cr	H	鉄	注意	N	○	ティ
コンテンツ（％）	54.50-57.00	≤0.040	≤0.050	≤0.010	≤0.010	≤0.005	≤0.050	≤0.025	≤0.005	≤0.040	バランス

機械的特性

状態	直径または二面幅寸法（単位：mm）	引張強さ(MPa)	破断後の伸び(%)	硬度、HV10
焼き鈍し	≤50	≥551	≥15	150～400
焼き鈍し		＞50	≥551	150～400	10以上

供給フォーム

利用可能なフォーム	サイズ範囲	表面仕上げ	長さ (カスタマイズ可能)	公差（カスタマイズ可能）	配送条件
皿	T0.5～T200.0mm	フライス加工	長さ:200/250/300 幅:200/300/500/1000	-0.0/+1.0mm	焼きなまし/冷間加工
バー	φ1.0～φ100.0mm	研削と微研削	3M/PCS	h6-h9	焼きなまし/冷間加工
ワイヤー	φ0.6～φ3.0mm	研削と微研削	1M/個	h6-h9	焼きなまし/冷間加工
チューブ	外径：1.0～10.0mm 内径：0.08mm～2.0mm	研削と微研削	3M/PCS	h6-h9	焼きなまし/冷間加工

データシート

追加情報

ニチノールの簡単な歴史

NiTi 合金またはニッケルチタン合金としても知られるニチノールは、等原子比に近いニッケルチタン合金で、形状記憶効果と超弾性で有名です。ニチノールの核となる価値は「変形回復」にあります。特定の温度条件下では、材料は元の形状に戻ることがあります。また、重大な弾性変形にも耐え、特定の条件下で回復することができます。 1960 年代に導入されて以来、軍用グレードの材料から医療および精密工学分野の主流の合金へと徐々に進化してきました。

ニチノールはどのように開発されたのか

ニチノールの開発は 1960 年代初頭に遡ります。これは、ニッケルチタン金属間化合物の研究中に米国海軍兵器研究所によって初めて発見されました。「ニチノール」という名前は、Ni、Ti、および海軍兵器研究所に由来しています。

当時、航空宇宙、防衛、精密工学分野では特殊な金属材料が必要でした。従来の金属は強度を提供し、ばね鋼は弾性を提供しましたが、どちらも加熱時に形状を積極的に復元することができず、小規模な構造内で大きな変形から確実に回復することもできませんでした。ニチノールの形状記憶効果と超弾性はこのギャップを正確に埋めます。ニチノールはオーステナイト相とマルテンサイト相の間で相転移を起こし、温度変化や外力の適用後に所定の形状を復元します。

この機能を実現するニチノールの能力は、ほぼ化学量論比を有するニッケルチタン系に起因しています。ニッケル含有量が 54.50 ～ 57.00 パーセントで、残りがチタンであるこの組成は、ニッケル - チタン合金の相変態挙動を支えます。材料の最終的な形状記憶温度、超弾性挙動、および疲労安定性は、組成制御、冷間加工、熱処理、および最終加工条件によってさらに影響されます。

焼きなまし状態では、ニチノールの引張強度は 551 MPa 以上、伸びは 10 ～ 15 パーセント以上です。形状記憶または超弾性特性を持ちながら、一定レベルの強度と延性を保持しているため、ガイドワイヤー、ステント、弾性コンポーネント、マイクロアクチュエーターの製造に適しています。

ニチノールの初期の応用

初期段階では、ニチノールは主に温度応答素子、アクチュエーター、特殊な弾性構造コンポーネントに使用されていました。

温度制御されたスプリング、形状記憶アクチュエータ、ファスナー、マイクロアクチュエータ、および自己リセット構造は、最も初期の応用分野の 1 つです。これらのコンポーネントの焦点は、従来の耐荷重ではなく、温度や応力の変化に応じて形状を回復する材料の能力を利用することでした。

ニチノールは、航空宇宙および精密工学分野でも早い段階で採用されました。形状記憶アクチュエーター、減衰要素、展開可能な構造コンポーネント、温度制御要素はすべて、限られた空間内で安定した動作を行うための材料を必要とします。

ニチノールの現在の用途

ニチノール合金は現在、主に医療、航空宇宙、スマート構造、産業制御、精密工学分野で使用されており、形状記憶、超弾性、耐疲労性、微小作動機能を同時に必要とするコンポーネントに特に適しています。

一般的なアプリケーションには次のものがあります。

医療: 血管ステント、ガイドワイヤー、歯科矯正用アーチワイヤー、下大静脈フィルター、結石回収バスケット、カテーテル補強ワイヤー、整形外科用形状記憶固定装置。

航空宇宙: 形状記憶アクチュエーター、温度制御された駆動コンポーネント、展開可能な構造コンポーネント、減衰要素、小型の自己リセット機構。

産業用アプリケーション: 温度制御されたスプリング、熱作動バルブコンポーネント、自動リセットクランプ、スマートファスナー、センサーコンポーネント。

機械工学: ソフトロボット駆動ワイヤー、マイクロアクチュエーター、バイオニックフィンガードライブコンポーネント、自己リセットグリッパー、柔軟なロボットジョイント。

Sunxinのニチノール/NiTi合金供給サポート

Sunxin は、ニチノール / NiTi 合金をシート、バー、ワイヤー、チューブの形状で、またカスタムカット寸法で供給しています。

ASTM F2063、ASTM F2004、ASTM F2005などの関連要件は、製品の形態や最終用途に応じて議論できます。具体的な適用規格、相転移温度要件、納入条件、試験項目等は、お客様の図面、調達仕様書、最終用途に合わせてご確認ください。

利用可能な仕様は次のとおりです。

シート: T0.5 ～ T200.0 mm、フライス仕上げ、標準長さ 200 / 250 / 300 mm、幅 200 / 300 / 500 / 1000 mm、公差 -0.0 / +1.0 mm、焼きなましまたは冷間加工状態で供給されます。

棒材： Φ1.0～Φ100.0mm、研磨または精密研磨、標準長さ3m/本、公差h6～h9確認、焼鈍または冷間加工で供給。

ワイヤ： Φ0.6～Φ3.0mm、研磨または精密研磨、標準長さ1m/本、公差h6～h9確認、焼鈍または冷間加工で供給。

チューブ： 外径1.0～10.0mm、内径0.08～2.0mm、研磨または精密研磨、標準長さ3m/本、公差h6～h9確認、焼きなましまたは冷間加工で供給。

ニチノール / NiTi 合金プロジェクトの生産前に、材料の形状、納品条件、寸法、公差、表面仕上げ、および相転移温度の要件を確認することをお勧めします。医療機器、ガイドワイヤー、ステント、歯科矯正ワイヤー、ドライブワイヤー、マイクロアクチュエータープロジェクトの場合は、ニッケルチタン組成、機械的特性、超弾性要件、疲労要件、表面品質、検査項目、品質文書、トレーサビリティ要件も確認する必要があります。

Sunxin は ISO 13485 および ISO 9001 品質管理システムの認証を取得しており、バッチ管理、トレーサビリティ管理、テスト調整、品質文書管理をサポートできます。

よくある質問