CN101952069B - 非晶态合金薄带的制造装置以及非晶态合金薄带的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种非晶态合金薄带的制造装置及制造方法,能够以工业规模制造板厚较大的非晶态合金薄带。具体为,在非晶态合金薄带S的制造装置(101)中设置:一对冷却辊(113a)及(113b);驱动单元(111),使这些冷却辊旋转;坩埚(114),向冷却辊(113a)的外周面及冷却辊(113b)的外周面依次供给合金熔体。坩埚(114)可沿移动单元(116)移动。而且,可以在使冷却辊(113a)及(113b)旋转并进行水冷的同时,向冷却辊(113a)及冷却辊(113b)交替供给合金熔体。

Description

非晶态合金薄带的制造装置以及非晶态合金薄带的制造方法
技术领域
本发明涉及非晶态(无定形的)合金薄带的制造装置以及非晶态合金薄带的制造方法,尤其涉及具备冷却辊的非晶态合金薄带的制造装置以及非晶态合金薄带的制造方法。
背景技术
以往,在变压器或电动机的铁心上使用电力损失少的铁基非晶态合金方面进行探讨,且在变压器的一部分上已实际使用。但是,在电动机上却完全未能实现实用化,即使在变压器上也仅仅局限于卷绕铁心。其理由在于,以工业规模生产的非晶态合金薄带的板厚极其薄,在25μm以下。如果在工业上能制造较厚的薄带,则还可以应用于电动机或叠层铁心的变压器等。通过加厚薄带的厚度,可以提高铁心加工工序的作业效率,同时提高占空系数。而且,通过提高薄带的刚性,可显著提高铁心的机械强度。即,可以应用于通过薄带叠层形成铁心的电动机或叠层铁心等。
非晶态合金的最一般的制造方法是,在使热导率高的金属或合金制的轧辊高速旋转的同时,使合金的熔体接触轧辊的外周面,从而急速冷却合金熔体,凝固成薄带状的轧辊液体急冷法。但是,在采用轧辊液体急冷法所能制造的非晶态合金薄带的板厚方面受到严格制约,尚不能制造具有充分厚度的薄带。
于是,本发明人等开发出了沿轧辊的周向排列有多条狭缝的多狭缝喷嘴法,并公开在专利文献1中。如果采用该多狭缝喷嘴法,从各狭缝排出的合金熔体会在喷嘴和轧辊之间的狭窄空间形成对应于狭缝数量的多个熔池(熔潭)。从上游开始计数,在第1熔潭的与轧辊的接触面附近,在轧辊的外周面上被冷却且粘度增加的过冷流体层被轧辊拉出,下游侧的熔潭在其上重叠。由于从上游的熔潭拉出的流体层在与下游的熔潭会合之前温度降低,因此下游的熔潭因该流体层而被冷却,粘度变高的部分被拉出。通过如此反复来形成较厚的薄带。由于流体层之间在液体状态下重叠,因此可以得到界面相互混合且不存在层间边界的一体化的非晶态合金薄带。
但是,即使在多狭缝喷嘴法中也存在如下所示的问题。即,在轧辊液体急冷法中存在使用非水冷辊的方法和使用水冷辊的方法。非水冷辊通过轧辊本身的热容量来冷却合金熔体。在使用非水冷辊的情况下,在制造初期轧辊温度低的状态下,可以有效地冷却合金熔体,可以制造具有一定程度厚度的非晶态合金薄带。但是,由于非水冷辊如果轧辊温度上升则冷却效率降低,所以不能长时间使用。因此,不适合于工业化生产非晶态合金薄带。
鉴于如此理由,在工业化生产中优选使用水冷辊。由于水冷辊内置有水冷机构,因此,即使轧辊本身的热容量小,也可以通过冷却水来散热。但是,即使是水冷辊,以工业规模大批量生产板厚超过25μm的厚非晶态合金也很困难。
专利文献1:日本国特开昭60-108144号公报
专利文献2:日本国实开平6-86847号公报
专利文献3:日本国特公昭61-059817号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够以工业规模制造板厚较大的非晶态合金薄带的非晶态合金薄带的制造装置以及非晶态合金薄带的制造方法。
根据本发明的一个实施方式,提供一种非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,具备:第1冷却辊;第2冷却辊;驱动单元,使所述第1及第2冷却辊旋转;单个供给单元,向所述第1冷却辊的外周面及所述第2冷却辊的外周面交替供给合金熔体,所述供给单元向所述第1冷却辊和所述第2冷却辊中的一个冷却辊提供所述合金熔体,在所述一个冷却辊的温度到达能够保持非晶态凝固状态的温度范围上限值之前,停止对所述一个冷却辊供给所述合金熔体,对另一冷却辊提供所述合金熔体,制造的所述非晶态合金薄带的板厚为30μm以上。
根据本发明的另一个实施方式,提供一种非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,具备:冷却辊;驱动单元,使所述冷却辊旋转;供给单元,向所述冷却辊的外周面供给合金熔体,所述冷却辊具有:第1及第2冷却带,围绕所述冷却辊的外周部分并在所述冷却辊的轴向上相互隔离;绝热带,配置在所述第1冷却带与所述第2冷却带之间,由热导率比形成所述第1及第2冷却带的材料低的材料形成,所述供给单元向所述第1及第2冷却带交替供给所述合金熔体。
根据本发明的其他另一个实施方式,提供一种非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,交替进行以下工序:在使第1冷却辊旋转的同时,向所述第1冷却辊的外周面供给合金熔体的工序;暂时中断供给熔体,在移动熔体供给装置后,向旋转的第2冷却辊的外周面再次开始供给熔体的工序。
根据本发明的其他另一个实施方式,提供一种非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,具备:第1工序,在使冷却辊旋转的同时,向设置为围绕所述冷却辊的外周部分的第1冷却带供给合金熔体;第2工序,在使所述冷却辊旋转的同时,向第2冷却带供给合金熔体,第2冷却带围绕所述冷却辊的外周部分,并设置于在所述冷却辊的轴向上与所述第1冷却带隔离的位置,交替进行所述第1工序及所述第2工序。
根据本发明的其他另一个实施方式,提供一种非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,具备:第1工序,在使冷却辊旋转的同时,向设置为围绕所述冷却辊的外周部分的第1冷却带供给合金熔体;第2工序,在使所述冷却辊旋转的同时,向第2冷却带供给合金熔体,第2冷却带围绕所述冷却辊的外周部分,并设置于通过绝热带在所述冷却辊的轴向上与所述第1冷却带隔离的位置,绝热带由热导率比形成所述第1冷却带的材料低的材料形成,第2冷却带由热导率比形成所述绝热带的材料高的材料形成;交替进行所述第1工序及所述第2工序。
根据本发明的其他另一个实施方式,提供一种非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,具备:第1工序,在使冷却辊旋转的同时,向构成所述冷却辊的外周部分的一部分并沿所述冷却辊的周向而围绕的第1冷却带供给合金熔体;第2工序,在使冷却辊旋转的同时,向第2冷却带供给所述合金熔体,第2冷却带隔着禁带在所述冷却辊的轴向上与所述第1冷却带隔离,并沿所述冷却辊的周向而围绕,其中,所述禁带是指所述冷却辊的外周面上不供给所述合金熔体的部分,交替进行所述第1工序及所述第2工序。
根据本发明,可实现能够以工业规模制造板厚较大的非晶态合金薄带的非晶态合金薄带的制造装置以及非晶态合金薄带的制造方法。
附图说明
图1是例示本发明第1实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置的主视图。
图2是例示图1中合金熔体与冷却辊接触部分的剖视图。
图3是例示图1中在冷却辊中流动的冷却水的路径的示意图。
图4横轴表示时间,纵轴表示冷却辊,是例示第1实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造方法的时间图。
图5是例示本实施方式中制造的铁基非晶态合金薄带的组成的三元组成图。
图6是定义本实施方式的冷却辊壁厚的说明图。
图7(a)模式表示铸造中的薄带温度的时间变化,(b)模式表示冷却带表面的温度变化。
图8是对较厚的薄带在铸造中的轧辊表面温度的时间变化进行比较的模式图,(a)是使用薄壁轧辊的情况,(b)是使用厚壁轧辊的情况。
图9(a)及(b)是例示非晶态合金薄带铸造中的冷却辊壁厚方向的温度变化的模式图,(a)表示薄壁轧辊,(b)表示厚壁轧辊。
图10是例示本发明第2实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置的立体图。
图11是例示图10所示的冷却辊周围的剖视图。
图12是例示第2实施方式的变形例1的冷却辊的剖视图,(a)表示设有阀的支管,(b)表示带翅片的轧辊。
图13是第2实施方式的变形例2涉及的非晶态合金薄带制造装置中的冷却辊周围的剖视图。
图14是例示本发明第3实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置的主视图。
图15是例示图14中的冷却辊结构的剖视图。
图16是例示图14中对冷却辊进行冷却的冷却水的路径的示意图。
图17横轴表示时间,纵轴表示冷却带,是例示本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造方法的时间图。
图18是例示在与冷却带的冷却水接触的内面设置的翅片的水路剖视图。
图19是例示本发明第4实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置的主视图。
图20是例示图19中的冷却辊结构的剖视图。
图21是例示图19中在冷却辊中流动的冷却水的路径的示意图。
图22是例示禁带宽度给非晶态薄带的板厚偏差带来的影响的曲线图。
符号说明
101、102、103、201、301-制造装置;111、211、311-驱动单元;112a、112b、212a、212b、312a、312b-旋转轴构件;113a、113b、213、313-冷却辊;114、214、314-坩埚;115、215、315-喷嘴;116、216、316-移动单元;117a、117b-狭缝;119-开放式轧辊侧面;120-开口部;121-内周面;122-隔板;123-侧面;124、224、324-水路;125、225、325-给水管;125a-支管;126、226、326-排水管;126a-支管;127-隔板;128、228-翅片;129、229、329-壁厚;133-冷却辊;134-贯穿孔;135-凸部;136-法兰;137-排水口;138-引入口;139-给水管;141、141a、141b、241a、241b、341a、341b-轴承;142、242、342-贮水槽;143、243、343-冷却单元;144-阀;213a、213b、313a、313b-冷却带;218-绝热带;231、331-支承机构;232、332-中心部分;318-禁带;A-合金熔体;P-熔潭;R-区域;S-薄带;W-冷却水。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
首先,对本发明的第1实施方式进行说明。
图1是例示本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置的主视图。图2是例示图1中合金熔体与冷却辊接触部分的剖视图。图3是例示图1中在冷却辊中流动的冷却水的路径的示意图。
如图1所示,本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置101是主要制造铁基的非晶态合金薄带(以下也仅称为“薄带”)S的装置。在制造装置101中,在驱动单元111的两侧设置有2个冷却辊113a及113b(以下也统称为“冷却辊113”)。冷却辊113a及113b分别由旋转轴构件112a及112b轴支承。在驱动单元111中内置有电动机(未图示),通过一对旋转轴构件112a及112b使冷却辊113旋转。旋转轴构件112及冷却辊113由轴承141、141a及141b支撑。冷却辊113a及113b由热传导性高的金属或合金形成,例如由铜或铜合金形成。
另外,在制造装置101中设置有保持合金熔体A(参照图2)的坩埚114,在坩埚114的下端,安装有将坩埚114内的合金熔体A向坩埚114外部排出的喷嘴115。在此,坩埚不局限于图1所示的坩埚,还包括所有的贮存、供给熔体的单元,例如,接收来自合金溶解装置的合金熔体并能够经由喷嘴向冷却辊供给合金的机构被称为坩埚。坩埚中还包括溶解装置上设有喷嘴,并可直接供给熔体的装置。
而且,制造装置101中设有在从冷却辊113a朝向冷却辊113b的方向上延伸的移动单元116。由此,坩埚114被移动单元116引导,可在将合金熔体A相对于冷却辊113a的外周面呈直角方向排出的位置,和相对于冷却辊113b的外周面呈直角方向排出的位置之间进行移动。喷嘴115的排出口即狭缝与轧辊外周面呈直角方向相对,在与冷却辊113a或113b的外周面之间保持有细微的间隙。由坩埚114、喷嘴115以及移动单元116构成了合金熔体A的供给单元。
如图2所示,喷嘴115为多狭缝喷嘴。即,喷嘴115的排出口的形状在冷却辊113的周向上呈多条排列,例如呈2条狭缝117a及117b排列的形状。各狭缝117a和117b的长度方向与冷却辊113的轴向(轧辊宽度方向)一致。而且,狭缝117a与117b之间的距离例如为10mm(毫米)以下,例如为6mm以下。另外,作为喷嘴115,既可以使用在排出口形成有3条以上的狭缝的多狭缝喷嘴,也可以使用只形成有1条狭缝的单狭缝喷嘴。
喷嘴115由合金熔体A不易粘上的耐火材料形成,例如由氮化硼、氧化锆或氧化铝等形成。由此,狭缝不易因合金熔体A而堵塞。即,隔料性良好。除这些耐火材料以外,即使是粘合金熔体的耐火材料,只要通过喷镀等在表面上涂覆合金熔体不易粘的物质,也可以作为喷嘴115的材料加以使用。例如,氮化硅具有优异的强度以及热冲击性。另外,碳化硅和碳化硼的复合材料除耐热性外还具有导电性,容易保持待机中的喷嘴的温度。但是,由于这些材料与合金熔体中的铁发生反应,因此需要用上述的氮化硼、氧化锆或氧化铝等不易粘的物质进行覆盖。
图3是表示制造装置101中的冷却水W路径的简化图。在图3中,对冷却辊113进行冷却的冷却水W通过泵(未图示)从贮水槽142经由给水管125供给到冷却辊内部的水路124,在水路124中流动后,经由排水管126返回贮水槽。冷却水在铸造中为了保持规定的温度例如保持低于室温的温度,在冷却水W的路径中途,例如在贮水槽142设置有冷却冷却水W的冷却单元143。作为冷却单元143,既有使用热泵的单元,也有投入冰块等低于室温的物质的单元等。
下面,对如上构成的本实施方式涉及的制造装置101的动作,即本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造方法进行说明。
首先,如图1所示,通过使驱动单元111驱动,由旋转轴构件112a及112b使冷却辊113a及113b旋转。然后,从坩埚114通过按规定间隔靠近配置的喷嘴115向一侧的冷却辊113a的外周面排出合金熔体A。由此,在喷嘴115与冷却辊113a之间形成熔潭P。于是,在形成熔潭P的合金熔体中,与冷却辊接触的部分被冷却,粘度增高,通过冷却辊113a的旋转而被从熔潭P拉出。拉出的合金虽然在这一时间是过冷液体,但是会通过轧辊而急冷,达到玻璃转变温度以下,从而形成非晶态合金薄带S。为了使从熔潭拉出的薄带(或过冷液体)非晶化,在铁基合金的情况下,所需的冷却速度例如为1×105℃/秒以上。
在本实施方式中,如图2所示,在喷嘴115上形成有两条狭缝117。因此,即使冷却辊的圆周速度相同,所形成的薄带的板厚与使用单狭缝的情况相比也会变厚。即生产率较高。多狭缝喷嘴与单狭缝喷嘴相比,在相同轧辊圆周速度下板厚变厚的理由是,通过将熔潭P分割为多个,使与冷却带的接触面积增大,从而能够使传递到冷却带的热流分散。
为了形成非晶态合金薄带,从合金熔体及薄带传递到冷却辊113a的热从冷却辊113a的外周部分传递到内部,传递到在水路124内流动的冷却水W。即,合金熔体A的热按照合金熔体A→冷却辊113a→冷却水W的路径被排出。
而且,随着薄带S的铸造,如果冷却辊113a的温度达到规定值,则关闭喷嘴115,停止排出合金熔体A。然后,沿移动单元116的导轨移动坩埚114,将喷嘴115配置为靠近另一侧的冷却辊113b的外周面。接着再次打开喷嘴115,朝向冷却辊113b的外周面排出合金熔体A。由此,通过与冷却辊113a相同的动作,利用冷却辊113b铸造薄带S。即,如图4所示,将用于铸造薄带S的冷却辊从冷却辊113a切换至冷却辊113b。其间,虽然冷却辊113a为待机状态,但是也依然向冷却辊113a继续供给冷却水W,对冷却辊113a进行冷却。
然后,如果冷却辊113b的温度达到规定值,则将铸造薄带S时使用的冷却辊从冷却辊113b切换至冷却辊113a。在这一时间之前,冷却辊113a已恢复到铸造前的温度,可以再次开始铸造薄带S。另外,其间,也依然向处于待机状态的冷却辊113b继续通入冷却水W,继续进行冷却。如图4所示,此后同样地交替使用冷却辊113a及冷却辊113b,持续制造薄带S。
如此,通过反复交替进行以下工序,即:在使冷却辊113a旋转的同时向冷却辊113a的外周面供给合金熔体A,同时不向冷却辊113b的外周面供给合金熔体A,对冷却辊113b进行冷却的工序;以及在使冷却辊113b旋转的同时向冷却辊113b的外周面供给合金熔体A,同时不向冷却辊113a的外周面供给合金熔体A,对冷却辊113a进行冷却的工序,可以始终使用处于规定值以下温度的冷却辊持续铸造薄带S。
下面,示出本实施方式中的数值例。
图5是例示本实施方式中制造的铁基非晶态合金薄带的组成的三元组成图。本实施方式中制造的铁基非晶态合金薄带S其宽度例如为60mm以上,厚度(板厚)例如为30μm(微米)以上,例如为33μm以上,例如为40μm以上。另外,在本说明书中,薄带的厚度由重量板厚定义。所谓的重量板厚是薄带重量除以薄带面积及密度的商。
如图5所示,该铁基非晶态合金薄带S的组成例如是在铁(Fe)中添加半金属即硅(Si)及硼(B)的组成。在作为电磁方面的用途使用该薄带S时,优选使铁的浓度为70原子%以上。薄带的组成例如是图5中由虚线包围的区域R内的组成,即,铁的含有率为70至81原子%,硅的含有率为3至17原子%,硼的含有率为9至23原子%,而且,玻璃转变温度Tg为500℃以上。在此,铁、硅、硼以及不可避免的杂质的总和为100原子%。另外,铁的一部分也可以用钴(CO)或镍(Ni)置换。置换量为共计20原子%以下。而且,硅或硼的一部分也可以用2.0原子%以下的碳置换。但是,碳的置换量在玻璃转变温度Tg为500℃以上的范围。即,合金熔体A的组成也可以是如下组成,铁的含有率为70至81原子%,硅的含有率为1至17原子%,硼的含有率为7至23原子%,碳的含量为2原子%以下,而且,玻璃转变温度Tg为500℃以上。
将玻璃转变温度Tg作为组成选择的必要条件的理由如下。以往,合金的非晶化容易性(非晶形成能力)通过合金的融点Tm与玻璃转变温度Tg之比(Tg/Tm)(在此为绝对温度)进行评价。但是,实际上,由于玻璃转变温度Tg的作用比融点Tm更加显著,因此,合金组成的区域R由Tg的大小决定。如果合金的玻璃转变温度Tg提高50℃,则可非晶化的薄带的极限板厚至少变厚10%。另外,鉴于玻璃转变温度Tg的测量在铁基合金中比较困难,因此用几乎相同温度的结晶化峰值温度TP1代替。图5的数值表示结晶化峰值温度TP1(℃)。
在图5所示的区域R内的组成中,对于饱和磁通密度Bs比较高的组即饱和磁通密度Bs为1.5T(特斯拉)以上的组以及对于磁滞损耗较低的组,其各自的具体组成如表1所示。磁滞损耗是频率50Hz(赫兹)、磁通密度1.3T时的磁滞损耗Wh13/50。在表1中,右栏所示的组成的Wh13/50在最佳条件下进行热处理时其值均为0.08W/kg以下。在此,磁滞损耗Wh13/50是采用单板试样测量的值。另外,表1所示的数字表示各成分的原子%。
【表1】
Figure GDA00003354061800091
另外,在薄带S中也可以含有0.01至1.0质量%的锡(Sn)。虽然薄带的结晶化从表面开始,但是锡在表面偏析的倾向较强,具有抑制薄带表面层结晶化的效应。由此,可抑制伴随结晶化而出现的磁特性劣化。而且,锡具有抑制磁特性产生经时变化的效果。
下面,对本实施方式涉及的制造装置以及制造方法进行详细说明。
优选冷却辊113的壁厚为25mm以上。在此,如图6所示,冷却辊的壁厚是从冷却辊的外周面至接触冷却水的轧辊内面的距离。当与水路124正交的截面例如呈圆形管状时,则如图6(a)所示,从最接近外周面的部分至外周面的距离是冷却辊的壁厚129。当水路的截面为矩形时,为带翅片128的矩形时,则图6(b)、(c)中所示的距离分别是冷却辊的壁厚129。
以往,冷却辊的壁厚是以连续长时间铸造为前提而设计的,其壁厚越薄,则越有利于散热,因此采用10mm以下的壁厚。例如,在专利文献2中,冷却辊(冷却套筒)的壁厚规定为3~10mm,并讲述了其理由。其理由是:如果超过10mm,则冷却速度的降低较大,非晶态合金薄带的局部脆化变严重,尤其不能得到板厚为25μm以上的可贴紧弯曲的薄带;另外,如果为3mm以下,则冷却辊的热变形较大,急冷薄带产生厚度不均。而且,在专利文献2中,作为使非晶态合金薄带厚壁化的方式,提出了使冷却水的喷流喷到轧辊内面的方法。但是,即便使用该方法,提高轧辊与水之间的热导率的效果也受限,制造板厚超过30μm的非晶态合金薄带也比较困难。
根据实验见解以及传热计算,对难以用壁薄的现有冷却辊得到较厚的非晶态合金薄带的理由进行说明。图7(a)模式表示铸造中的薄带(包括未凝固的流体)温度的时间变化(对应于从熔潭向下游方向的距离),(b)模式表示冷却辊表面的温度变化。图中的曲线分别表示如下:(1)表示用壁厚较小的冷却辊(现有方法,例如10mm)制造较薄薄带(例如25μm)的情况;(2)表示用壁厚较小的冷却辊(现有方法,例如10mm)制造较厚薄带(例如40μm)的情况;(3)表示用壁厚较大的冷却辊(本实施方式,例如30mm)制造较厚薄带(例如40μm)的情况。
如图7(a)所示,表示薄带的温度变化的(1)曲线是用薄壁轧辊制造较薄薄带的情况,从合金的融点Tm达到玻璃转变温度Tg的时间t1与玻璃化极限时间tg相比足够短,薄带被以非晶化所需的冷却速度冷却。另一方面,(2)是用相同的薄壁轧辊制造较厚薄带的情况,随着接近玻璃转变温度Tg,温度曲线的梯度比(1)的梯度减少,因此,从Tm达到Tg的时间t2与tg相比变长。即,不能得到非晶化所需的冷却速度。
另一方面,如本实施方式所示,用具有厚壁冷却带的冷却辊制造较厚薄带时的冷却曲线如(3)所示,与(2)的条件相比,玻璃转变温度Tg附近的梯度降低较小。由此,由于达到Tg的时间t3比tg缩短,因此,薄带被以非晶化所需的冷却速度冷却,可形成较厚的非晶态合金薄带。
设计冷却辊壁厚的标准是想要制造的非晶态合金薄带的板厚。根据薄带的板厚来加厚冷却辊113的壁厚。为了形成板厚为30μm以上的厚薄带,优选冷却辊的壁厚为25mm以上。例如,当薄带S的板厚为30至45μm时,冷却辊113的壁厚为30mm,薄带S的板厚为45至60μm时,冷却辊的壁厚为50mm,薄带S的板厚为60至120μm时,冷却辊的壁厚为100mm。
在本实施方式中,冷却辊的圆周速度例如为10至30m/秒,例如为20m/秒。在如本实施方式所示的使用双辊的交替铸造方式中,切换的时间例如根据冷却辊113的表面温度而设定。如果冷却辊113a的熔潭上游侧的温度达到例如200℃,则将铸造时所使用的冷却辊切换至冷却辊113b。此时,冷却辊温度的测量位置例如是从喷嘴115向上游侧例如间隔20cm的位置。另外,如果薄带S的板厚、宽度以及铸造条件一定,则也可以根据预先测量的数值进行切换。
以往,只用一个冷却辊制造非晶态薄带时,要连续铸造板厚大于30μm的薄带是极其困难的。无论在现实范围内怎样设计冷却辊的形状、尺寸、冷却机构,冷却辊外周面的温度都会随铸造时间而持续上升。于是,当冷却辊外周面的温度上升到超过上述的极限温度(例如200℃)时,则无法得到非晶化所需的冷却速度,薄带开始结晶。
为了有助于理解上述的传热过程,现使用图8进行说明。图8(a)模式表示使用薄壁冷却辊(例如壁厚10mm)制造较厚薄带(例如板厚40μm)时冷却辊外周面温度的推移状况,(b)是使用具备有厚壁冷却带(例如壁厚30mm)的冷却辊制造较厚薄带(例如板厚40μm)时冷却辊外周面温度的推移状况。温度的测量位置为熔潭的上游,例如距离熔潭20cm的位置。另外,在本说明书中提到壁厚较大的冷却辊或者仅称厚壁轧辊时,表示壁厚为25mm以上的冷却辊。另外,提到现有的薄壁轧辊时,是指壁厚为10mm左右或在其下的冷却辊。
如图8(a)、(b)所示,无论在使用薄壁轧辊的情况下还是在使用厚壁轧辊的情况下,在铸造的初期,温度均急剧上升,然后,温度的上升率虽然降低,但却以一定的梯度持续直线上升。
另外,关于形成的薄带的微观构造,在薄壁冷却辊的情况下,在达到轧辊表面温度Taf1之前为非晶体,但超过该温度后即开始结晶化。而且,当时间经过后,在Tpb1产生熔潭断裂,此后不能形成薄带。即使在厚壁冷却辊的情况下也出现相同的倾向,但是,结晶化开始之前的时间以及产生熔潭断裂之前的时间大幅度变长。
而且,开始结晶化的冷却辊的表面温度Taf、产生熔潭断裂的轧辊表面温度Tpb均以厚壁轧辊较高。即,Taf1<Taf2,Tpb1<Tpb2。其理由是厚壁轧辊的壁厚部分具有蓄热的效应。在非晶化中,在从融点Tm达到玻璃转变温度Tg的温度区间需要急冷,但是,当薄带变厚后,现有的薄壁轧辊则不能应对。即使增大轧辊的直径,也不能吸收前述的温度区间内的热流。因为薄壁轧辊的热容量小。
另外,厚壁轧辊即使轧辊外周面的温度高,冷却能力也大。其理由是厚壁轧辊可以更加三维地传递热(参照图9中表示热流的箭头)。
图9(a)及(b)是模式表示铸造较厚薄带时薄带温度在Tm至Tg的温度区间内的某1点的薄带正下方的冷却辊壁厚方向的温度分布的图,(a)表示薄壁轧辊,(b)表示厚壁轧辊。如图9(a)所示,在薄壁轧辊中,轧辊外周面的温度较高,与冷却水接触的轧辊内面的温度也较高。另一方面,如图9(b)所示,在厚壁轧辊中,外周面的温度Tr2、内面温度TW2均低于薄壁轧辊的上述温度Tr1,TW1。这是因为在厚壁轧辊中热向半三维空间广泛扩散。由于厚壁轧辊的内面温度低于薄壁轧辊,因此,轧辊/冷却水间的散热量为Qa>Qb,厚壁轧辊的冷却水的冷却效率低。但是,由于厚壁冷却带在壁厚部分积蓄的热量较大,因此,从开始铸造到结晶化开始之前的时间变长。
如此,厚壁轧辊能够通过其本身的热容量暂时积蓄大量的热。积蓄在冷却辊的壁厚部分内的大部分热可以在轧辊旋转一周之间传递到冷却水而散发。但是,一部分热积蓄在冷却辊内,使轧辊温度上升。为了加快从冷却辊向冷却水W散热,有效的方法是增大轧辊的直径、宽度。另外,保持使冷却水处于低温也是有效的方法。通过采取这些方法,能够延长可连续铸造的时间。
可在上述的传热机构的基础上设计冷却辊113的直径、宽度。即,冷却辊113的壁厚部分越厚,则图8所示的冷却辊外周面的温度曲线中的直线部分的梯度越大。为了减小该梯度,延长铸造切换之前的时间,有效的方法是增大冷却辊113的直径、宽度。因为如果增大冷却辊113的直径,在旋转一周的过程中,冷却辊内面与冷却水接触的时间则变长,从冷却辊传递到冷却水的热量则变大。
在本实施方式中,冷却辊113的直径优选为0.4至2.0m。通过使冷却辊113的直径为0.4m以上,可以充分确保冷却辊旋转一周过程中的时间。其结果,可使从合金熔体传递到冷却辊113外周面的热高效地向冷却水散热。另一方面,通过使冷却辊113的直径为2.0m以下,可以避免制造装置101过于大型化,使操作变得容易,同时易于确保冷却辊113的轴承等机械部分的强度。
另外,冷却辊113的宽度优选例如为想要制造的薄带S的宽度的1.5倍以上。由此,从合金熔体A传递到冷却辊113的热还会向宽度方向扩散,增大冷却辊每转一周过程中向冷却水散发的热量。
为了进一步提高冷却辊的冷却效率,优选对冷却水W进行冷却。向冷却辊113内供给的冷却水W的温度优选为20℃以下,更优选为10℃以下。因为冷却水的温度越低,则越能有效地将冷却辊113冷却,增大可制造的非晶态合金薄带的板厚。也可以在使溶质溶解于冷却水来降低凝固点的基础上,使向冷却辊113内供给时的冷却水W的温度为0℃以下。
另外,当冷却辊外周面的温度比室温低时则有可能结露。为了防止结露,在冷却辊的外周面吹拂干燥空气、氮气等不含水分的气体即可。吹拂气体从铸造开始之前实施。铸造一旦开始后,由于冷却辊的外周面温度会迅速超过室温,因此不需要吹拂气体。
而且,冷却辊113的材料优选热导率较大,例如优选为热导率大于250W/mK的材料。更优选为300W/mK以上。但是,热导率较大的材料其机械强度、耐摩性等一般较差。因此,在冷却辊的外周面的强度或硬度不足的情况下,也可以只硬化外周部表面层。例如,可以通过离子注入等来实现表面层的硬化。此时,为了防止因热应力而产生裂缝,优选在注入的离子中设置浓度梯度。
在本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造中采用的喷嘴115是狭缝喷嘴,在冷却辊113的周向上测量的狭缝的宽度为0.2至1.2mm,例如为0.3至0.8mm。喷嘴的类型虽然也可以是单狭缝的,但是从生产率上考虑,优选多狭缝。根据经验可知,板厚与轧辊的圆周速度成反比。因此,在单狭缝喷嘴的情况下,与多狭缝喷嘴相比,圆周速度需要设定慢一些。冷却辊113的圆周速度例如为10至30m/秒,例如为15至25m/秒。喷嘴115与冷却辊外周面之间的距离(间隙)例如为0.1至0.5mm,例如为0.15至0.25mm。另外,合金熔体A的排出压力例如为10至40kPa,例如为20至30kPa。
当通过喷嘴115开始向冷却辊113的外周面供给(浇注)合金熔体A后,除了刚开始浇注之后以外,冷却辊外周面的温度缓慢上升。即使冷却辊113的外周面温度上升,只要在例如200℃以下,则薄带的板厚基本一定,可确保非晶化所需的冷却速度。即,可以获得非晶态合金薄带S。在此,冷却辊外周面的温度测量例如在轧辊宽度的中央、熔潭P的上游侧20cm处进行。在测量冷却辊外周面温度时例如使用接触式温度计。具体例子记载于专利文献3中。
铸造切换的时间也可以通过测量所形成的薄带S的表面温度而定。测量位置优选是薄带S从冷却辊剥离之前的适当位置。在该测量中虽然可以使用前述的接触式温度计,但是在铁基合金的情况下,也可以使用红外线放射温度计。在判断铸造中的薄带的非晶性方面,薄带S的温度监视是更加直接的方法。
另外,在本实施方式涉及的制造装置101中,也可以只使用单侧的冷却辊113间歇地进行铸造。即,在使冷却辊旋转并供给冷却水的状态下,进行薄带的铸造,当冷却辊的外周面温度达到规定值时,则停止供给合金熔体。此时,冷却辊的旋转以及冷却水的供给仍继续进行。通过停止铸造、继续供给冷却水,冷却辊外周面的温度会急速下降。此后,在轧辊外周面的温度例如恢复至室温时再次开始铸造。如此,虽然是间歇的,但是,可以使用一个冷却辊而以工业规模制造较厚的非晶态合金薄带。
下面,对本实施方式的效果进行说明。
在本实施方式中,在非晶态合金薄带的制造装置101中设置有两个冷却辊113a及113b,交替使用这些冷却辊来铸造薄带S。由此,对于一个冷却辊来说,铸造和冷却将反复进行,可以将温度抑制在规定值以下。其结果表明,基本上可以连续铸造板厚较大的非晶态合金薄带,能够以工业规模进行制造。这样的非晶态合金薄带例如可以作为电力变压器以及电动机的铁芯加以使用。而且,也可以作为磁屏蔽材料加以使用。
另外,在本实施方式中,由于作为喷嘴115采用了多狭缝喷嘴,因此既可以确保薄带S的板厚均匀化,同时还可以降低针孔产生。由于熔潭P的微小振动或冷却辊113的局部缺陷等因素,薄带S的表面性状在微观上会紊乱,当紊乱较大时,则在薄带S上形成被称为鳞状脱皮的鱼鳞状纹路或针孔,即使肉眼也可以观察到。如果采用多狭缝喷嘴法,从上游侧的熔潭拉出的流体层上所形成的这些缺陷则会通过下游侧的熔潭加以补偿,从而能够制造表面性状良好、针孔极其少的薄带S。
如前所述,采用多狭缝喷嘴法制造的非晶态合金薄带的表面平滑,且针孔极其少。薄带上的针孔数密度例如为25个/m2以下,例如为10个/m2以下,例如完全没有。通过针孔减少以及表面平滑化等,可提高层叠薄带时的占空系数。例如,在本实施方式中,在制造板厚为33μm以上的薄带,且用该薄带制作卷绕铁心时,该占空系数达到80%以上。另外,在制造板厚为40μm以上的薄带,且用该薄带制作铁心时,该占空系数达到85%以上,如果板厚为45μm以上,则占空系数达到90%以上。而且,板厚为50μm以上的薄带,其占空系数达到93%以上。表面平滑且针孔少的薄带由于磁壁移动的障碍少,因此磁滞损耗小,优选作为电磁用的铁心材料。而且,提高占空系数与提高饱和磁通密度Bs具有相同的意义。例如,将占空系数从80%提高至90%与将Bs从1.60T提高到1.78T在实际使用上具有相同的效果。
另外,在本实施方式中,由于制造装置101中采用了壁厚较大的冷却辊113,因此,冷却辊的机械强度较强。由此,因冷却辊的不均匀热膨胀而产生的薄带S板厚或特性的变动将抑制在最小限度内,从而可以制造出质量均匀的非晶态合金薄带。而且,通过使用壁厚较大的冷却辊,消除了使用现有的薄壁轧辊时经常发生的轧辊的不均匀热变形引起的各种问题。例如,不会因薄带冷却不均而产生薄带S局部脆化、磁特性不稳定等问题。
下面,对本发明的第2实施方式进行说明。
图10是表示冷却辊113结构的立体图。如图10所示,在本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置102中,冷却辊113的内部呈空洞,在配置有驱动单元111一侧(以下称“驱动侧”)的相反侧(以下称“给水侧”)的侧面119的中心部,形成有开口部120。开口部120的形状为圆形,其中心轴与冷却辊113的中心轴一致。即,冷却辊113为开放式轧辊形状。
另外,图11表示从冷却辊113的外周面朝向中心轴的截面。在图11中,在冷却辊的内周面121上,形成有沿冷却辊113的周向延伸的多条隔板122,给水侧的侧面119、多条隔板122以及驱动侧的侧面123的相互之间分别为水路124。
在冷却辊113的内部,通过开口部120引入给水管125及排水管126。给水管125连接于给水单元(未图示),排水管126连接于泵(未图示)。从给水管125分支出与水路124的数量相同的支管125a,通过各支管向各水路124供给冷却水。同时,从排水管126也分支出与水路124数量相同的支管126a,通过支管126a从各水路排出冷却水。与支管126a的长度方向正交的截面的形状例如是沿冷却辊113的周向的流线型。由此,冷却辊113作为内部有冷却水W流动的水冷辊而发挥作用。
下面,对第2实施方式的动作进行说明。
首先,如图10所示,通过使驱动单元111驱动,由旋转轴构件112a及112b使冷却辊113a及113b旋转。此时,冷却辊113的旋转速度为水路124中的离心力比重力大的旋转速度。
在此状态下,如图11所示,通过给水管125向冷却辊113a及113b的各水路供给冷却水W。由此,各水路124内的冷却水W与冷却辊113一起旋转,流到各水路124的整体中。即,冷却水W因离心力而贴附在冷却辊113的内面,即使在冷却辊113的上部也不会落下。此时,支管126a的前端部插入冷却水W内。
另一方面,通过使泵(未图示)工作,将冷却水通过排水管126从各水路124排出。由此,在冷却辊113内,可保持一定量的冷却水W。此时,由于水路124朝向冷却辊113的中心开口,因此,冷却水W的冷却辊113的中心侧表面为自由面。
而且,如图10所示,通过移动单元116,将坩埚114配置在一侧的冷却辊113例如配置在冷却辊113a的侧方。然后,从喷嘴115经狭缝117将合金熔体A朝向冷却辊的外周面排出,使其与冷却辊113a的外周面接触。由此,在狭缝117和冷却辊113a之间形成熔潭P。之后,在形成熔潭P的合金熔体A中,与冷却辊113a接触的部分被冷却,粘度变高,被冷却辊113a的外周面拖着在冷却辊113a的旋转方向上移动,同时被冷却辊113a冷却,成为过冷金属流体,随后凝固,达到比玻璃化转变点还低的低温,形成非晶态合金薄带S。此时的冷却速度例如为1×105℃/秒以上。
从合金熔体A传递至冷却辊113a的热从冷却辊113a经过轧辊内部传递至冷却水W。于是,传递至冷却水W的热通过排水管126随冷却水W一起被排到冷却辊的外部。即,合金熔体A的热经合金熔体A→冷却辊113a→冷却水W的路径进行传递。
随着薄带S的铸造,冷却辊113a的温度逐渐上升。如果冷却辊外周面的温度达到规定值,则关闭喷嘴115,停止排出合金熔体A。接着,沿移动单元116的导轨移动坩埚114,使其位于另一侧的冷却辊113,即冷却辊113b的侧方。然后,打开喷嘴115,将合金熔体A朝向冷却辊113b的外周面排出。由此,通过进行与上述的冷却辊113a相同的动作,由冷却辊113b铸造薄带S。即,如图4所示,将铸造薄带S时使用的冷却辊从冷却辊113a切换至冷却辊113b。其间,虽然冷却辊113a处于待机状态,但是,依然持续向冷却辊113a供给冷却水W,对冷却辊113a进行冷却。
然后,如果冷却辊113b的温度达到规定值,则将铸造薄带S时使用的冷却辊从冷却辊113b切换至冷却辊113a。在这一时间之前,冷却辊已被充分冷却,可以再次开始铸造薄带S。另外,其间,依然向处于待机状态的冷却辊113b持续供给冷却水W,继续冷却。以下同样,如图4所示,交替使用冷却辊113a及113b,持续制造薄带S。
冷却本第2实施方式中使用的冷却辊的机理是通过冷却水的对流进行传热。冷却辊113因高速旋转,所以对冷却水产生较强的离心力。该离心力的大小是重力的50至150倍。因此,接近轧辊部分的冷却水的温度上升,在密度变小的该部分上作用较大的浮力。其成为驱动力,产生强制对流。因此,冷却水对于轧辊虽然基本处于相对静止状态,却具有充分的传热效果。
另外,在本实施方式中,作为冷却辊,由于采用了开放式轧辊,因此,在冷却辊的内面不会残留空气气泡。空气气泡因很强的离心力而上浮,在自由面消失。在通过内置的水路通入水的方式中,受残留空气引起的冷却不均的影响,所形成的薄带的材质有时会部分劣化。本实施方式的上述以外的结构、动作以及效果与前述的第1实施方式相同。
下面,对第2实施方式的变形例1进行说明。在本变形例1中使用的冷却辊是内部中空且一侧的侧面开口的开放式轧辊结构。而且,通过在内周面设置隔板122,从而形成在冷却辊的周向延伸的多个水路124。而且,如图12(a)所示,在具有阀144的每个水路124中,设有给水管125的支管125a以及排水管126的支管126a。由此,在每个水路124,即在冷却辊113的宽度方向上的每个位置上,均可以调节冷却水的流量,可以控制热流量。而且,可以在每个水路上设置不同的水温。利用此特点,可以使冷却辊113的宽度方向的温度分布均匀,使冷却辊的宽度方向的冷却能力均匀化。
图12(b)表示变形例1中使用的其它冷却辊130的截面。如图12(b)所示,在冷却辊130中,在一条水路上例如设置有3条翅片128。隔板127、翅片128均沿周向延伸,与长度方向正交的截面的形状为三角形。翅片高度小于隔板高度,以便被水淹没。通过设置翅片128,可以进一步提高热传导效率。
下面,对第2实施方式的变形例2进行说明。
图13是例示本变形例涉及的非晶态合金薄带的制造装置103的冷却辊周围的剖视图。如图13所示,在本变形例涉及的非晶态合金薄带的制造装置103中,与前述的第2实施方式涉及的制造装置102(参照图10)相同,在驱动单元111(参照图10)的两侧,设置有一对冷却辊133。
并且,在冷却辊133的内部未引入排水管126(参照图10),而在冷却辊133的远离驱动侧的部分,形成有使冷却水从给水侧朝向外周方向流动的贯穿孔134。另外,在冷却辊133外周面的与贯穿孔134相比靠近驱动侧的部分,沿冷却辊的外周面设置有截面呈凸形的凸部135。而且设置有法兰136,以覆盖冷却辊133的给水侧的端部,即,形成有贯通孔134及凸部135的部分。法兰136未与冷却辊133接触,固定在地面上。在法兰136的底部设有排水口137。
而且,在法兰136的侧面设置有引入口,给水管139经该引入口138及开口部120被引入冷却辊133内部。给水管139上未设置支管,对于冷却辊133内的驱动侧的部分供给冷却水W。而且,冷却辊133的内周面上未形成隔板122(参照图11)。本变形例中的上述以外的结构与前述的第2实施方式涉及的制造装置102(参照图10)相同。
下面,对本变形例涉及的制造装置103的动作进行说明。
在本变形例中,通过给水管139向冷却辊133内供给的冷却水W因离心力而贴附在冷却辊133的内周面,随着冷却辊133的旋转在冷却辊133的周方旋转,同时沿冷却辊133的轴向从驱动侧向给水侧移动。在该过程中与冷却辊133之间进行热交換。而且,冷却水W因离心力通过贯穿孔134被排出到冷却辊133的外部。从贯穿孔134排出的冷却水W被法兰136挡住,因重力而集中于法兰136下部,通过排水口137被排出。本变形例中上述以外的动作与前述的第2实施方式相同。即,交替使用一对冷却辊133铸造薄带S。
下面,说明本变形例的效果。
在本变形例中,由于不需要将排水管插入在冷却辊133内部高速旋转的冷却水W内,因此不易因水的阻力而产生振动等,机械可靠性较高。而且,冷却水W的水流稳定。本变形例的上述以外的效果与前述的第2实施方式相同。
另外,为了增加与冷却水W之间的接触面积,也可以在冷却辊133的内部设置翅片。此时,在翅片上形成切口,以便冷却水W可沿冷却辊133的轴向移动。由此,温度上升的冷却水W的排出变得容易。
下面,对本发明的第3实施方式进行说明。
图14是例示本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置的主视图,
图15是例示图14的冷却辊及冷却带结构的剖视图,
图16是表示图14中在冷却辊中流动的冷却水的路径示意图,
图17的横轴表示时间,纵轴表示冷却带,是例示本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造方法的时间图。
如图14所示,本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置201与前述的第1实施方式相同,主要是制造铁基非晶态合金薄带S的装置。在本实施方式中制造的薄带S的组成与前述的第1实施方式相同,例如是图5所示的组成。
在制造装置201中,设置有冷却水在内部流动的壁厚较大的冷却辊213。冷却辊213由旋转轴构件212a及212b(以下也统称为“旋转轴构件212”)轴支承,旋转轴构件212与共有旋转轴的驱动单元211连接。在驱动单元211中内置有电动机(未图示),通过旋转轴构件212使冷却辊旋转。旋转轴构件212及冷却辊213由轴承241a及241b支撑。
如图14及图15所示,在冷却辊213的外周部分设置有夹着绝热带218的2条冷却带213a及213b。冷却带213a、213b固定于强度大的金属合金构成的支承机构231。冷却带213a、213b的形状为围绕冷却辊213外周部分的具有一定厚度的环状,在冷却辊213的轴向上相互隔离。而且,绝热带218配置于冷却带213a和冷却带213b之间,其厚度为冷却带213a及213b的各厚度的50%以上。例如,冷却带213a、213b以及绝热带218的外周面呈连续面。支承机构231与轧辊驱动单元211结合,冷却辊213通过轧辊驱动单元211而被赋予旋转力。
冷却带213a、213b由热导率高的金属或合金形成,例如由铜或铜合金形成。铜的热导率在100℃时为395W/(m·K)。另外,冷却带213a、213b也可以由Be-Cu系合金或Cr-Cu系合金形成,上述铜合金的热导率为150至300W/(m·K)。
另一方面,绝热带218由热导率比形成冷却带213a及213b的材料低的材料形成,例如由热导率为3W/(m·K)以下的材料形成。例如,绝热带218由耐火砖(热导率:1.1W/(m·K))、瓷器(热导率:1.5W/(m·K))、玻璃(热导率:1.4W/(m·K))或石棉(热导率:0.3W/(m·K))形成。
另外,在制造装置201中,设置有保持合金熔体A(参照图2)的坩埚214,在坩埚214的下端,安装有将坩埚214内的合金熔体A朝向坩埚214的外部排出的喷嘴215。喷嘴215的排出口配置为靠近冷却辊213的外周面。坩埚214及喷嘴215的构成与前述的第1实施方式中的坩埚114及喷嘴115(参照图2)的构成相同,例如,喷嘴215为多狭缝喷嘴。
而且,制造装置201上设置有使坩埚214沿冷却辊213的轴向移动的移动单元216。移动单元216使坩埚214在喷嘴215与冷却带213a相对的位置和喷嘴215与冷却带213b相对的位置之间移动。
图16简略地表示本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置中的冷却水W的路径。在制造装置201中,为了在铸造中将冷却水保持在规定的温度,例如低于室温,在冷却水路径的中途,例如在贮水槽242设置有对冷却水进行冷却的冷却单元243。冷却水由给水管225从贮水槽242向冷却辊213的水路224供给,在冷却辊213内流动后,从水路224经排水管226返回贮水槽242。而且,冷却水在该循环的途中被冷却单元243冷却。另外,在绝热带218内未形成水路224。
给水管225及排水管226的结构不局限于图15所示的结构,可以采用能与冷却辊213连接的所有结构。例如如图15所示,给水管225及排水管226也可以采用双重管的结构。此时,贮水槽242、冷却单元243、给水管225、水路224以及排水管226构成的冷却水循环系统分别独立设置于冷却带213a及冷却带213b。这是为了在热的方面将冷却带213a和冷却带213b分离。另外,也可以在冷却辊213的轴向的一端连接给水管225,在另一端连接排水管226。此时,给水管225在轴向上贯穿冷却辊213的支承机构231的中心部分232。另外,例如,当从冷却辊213的轴向上观察时,给水侧的水路从冷却辊213的中心朝向外周面相互在相反的2个方向分支,排水侧的水路从冷却辊213的外周面朝向中心从与给水侧的分支延伸的方向正交的2个方向合流。即,从冷却辊213的轴向观察,连结冷却辊213的中心部分与外周部分的分支路呈十字形。
下面,对如上所述构成的本实施方式涉及的制造装置201的动作,即本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造方法进行说明。
首先,如图14所示,通过使驱动单元211驱动,利用旋转轴构件212使冷却辊213旋转。然后,按规定的间隔将喷嘴215配置在接近冷却辊213的一侧的冷却带例如冷却带213a的外周面。并且,从坩埚214通过喷嘴215排出合金熔体A。由此,在喷嘴215与冷却带213a之间形成熔潭P。于是,在形成熔潭P的合金熔体中,位于与冷却带213a接触的面附近的合金熔体被冷却,粘度增高,通过冷却辊213的旋转而被从熔潭P拉出。拉出的合金虽然在这一时间是过冷液体,但是,会通过冷却辊213而被急冷,达到玻璃转变温度以下,形成非晶态合金薄带S。为了使从熔潭P拉出的薄带(或过冷液体)非晶化,所需的冷却速度在铁基合金的情况下例如为1×105℃/秒以上。
为了形成非晶态合金薄带,从合金熔体以及从薄带传递到冷却辊213的热从冷却带213a的外周部分向冷却辊213的内部传递,传递到在水路224内流动的冷却水。然后,传递到冷却水的热通过排水管226与冷却水一起回收至贮水槽242。即,合金熔体A的热按照合金熔体A→冷却辊213→冷却水W的路径被排出。
然后,随着薄带S的铸造,如果冷却带213a的温度达到规定值(Th),则关闭喷嘴215,停止排出合金熔体A。停止后,移动单元216迅速移动坩埚214,使其接近冷却带213b的外周面。随后再次开始供给熔体A。由此,用冷却带213b制造薄带S。此时,随着薄带S的铸造,冷却带213b会被加热,但是冷却带213a通过冷却水而被急速冷却下去。而且,如果冷却带213b的温度达到规定值(Th),则停止供给熔体A,迅速移动坩埚214,再次使其接近冷却带213a的外周面。随后,供给熔体。在此时之前,冷却带213a已被充分冷却,例如已达到室温。如果冷却带213a的温度再次超过规定的温度(Th),则停止供给合金熔体A,将坩埚214移动至相当于冷却带213b的位置,继续铸造。通过反复交替执行以上动作,可以确保非晶化所需的冷却速度。特别是在制造板厚较大的薄带(30μm以上)时有效。对此,由于此前使用只具有单一冷却带的冷却辊,因此不能长时间连续铸造30μm以上的厚薄带。
另外,在上述的例子中,例示了使坩埚214从面对冷却带213a的位置移动至面对冷却带213b的位置的方式,但是,通过使冷却辊213沿其旋转轴移动,也可以使面对喷嘴215的冷却带从冷却带213a移动至冷却带213b。
如此,通过在使冷却辊213旋转的同时,反复执行第1、第2工序,即,向冷却带213a的外周面供给合金熔体A的第1工序;中断供给合金熔体A,使坩埚214移动至面对冷却带213b的外周面的位置,向冷却带213b的外周面供给合金熔体A的第2工序,能够基本连续地以工业规模制造板厚较大的薄带S。图17例示本实施方式的操作方式。如图17所示,在用一侧的冷却带进行铸造时,另一侧的冷却带处于被冷却水冷却的过程。
下面,对本实施方式涉及的制造装置以及制造方法进行详细说明。
根据在前述的第1实施方式中说明的传热机构,设计冷却辊213的冷却带213a及213b的热容量。为了延长图8中结晶化开始之前的时间,延长停止浇注之前的时间,有效的方法是增大冷却带213a、213b的热容量。这样就只有增大冷却带的壁厚、直径、宽度。
冷却带213a及213b的壁厚优选分别为25mm以上。其理由与前述的第1实施方式中冷却辊113的壁厚129(参照图6)为25mm以上的理由相同。另外,冷却带213a及213b的直径优选为0.4至2.0m。通过使冷却带的直径为0.4m以上,可以充分确保冷却带旋转一周过程中的时间。其结果,可以使从合金熔体传递到冷却带外周面的热高效地排给冷却水。另一方面,通过使冷却带的直径为2.0m以下,可以避免制造装置201过于大型化,使操作变得容易,同时易于确保冷却辊213的轴承等机械部分的强度。
另外,冷却带213a、213b的宽度优选例如各自为要制造的薄带S的宽度的1.5倍以上。由此,从合金熔体A传递到冷却带213a、213b的热还在宽度方向上扩散,增大冷却辊每旋转一周时排向冷却水的热量。
而且,冷却带213a及213b的材料优选其热导率较大,例如,优选是热导率比250W/(m·K)大的材料。如果为300W/(m·K)以上则更为优选。通过增加冷却带213a、213b的壁厚,由于不易产生使用现有薄壁轧辊时的不均匀热变形的问题,因此,与机械强度相比,可以选择重视热导率的材料。但是,热导率较大的材料其耐摩性一般较差。为了保持其耐摩性,只要对冷却辊外周部的表面层进行硬化处理,就可以满足耐摩性,也可以确保较高的热导率。表面层的硬化例如可以通过注入离子来实现。此时,为了防止因热应力而出现裂缝,优选在注入的离子中设置浓度梯度。
另一方面,设置绝热带218的理由是为了减少流向旁边的冷却带的热量。如果该热量大,则在冷却带的宽度方向上产生温度梯度,这将可能在薄带的宽度方向上导致出现板厚偏差。因此,优选绝热带218的壁厚(深度)尽量大。绝热带218的壁厚优选是冷却带壁厚的50%以上,更优选与冷却带的壁厚相同。虽然依存于绝热带的热导率,但是,其为耐火材料、陶瓷器的情况下,绝热带218的宽度有1mm左右则足够。从生产率的观点出发,应设计为尽量减小因喷嘴移动引起的时间浪费。
绝热带218的材料只要是具有耐热性、热导率较低的材料,就没有特别要求。例如:BN、Al2O3等耐火材料、陶瓷等。在绝热带218中可以不夹进特定材料,仅仅是空气。即,绝热带218也可以通过空气层形成。由于空气的热导率为0.03W/(m·K),因此可以实现极其高的绝热性。但是,当喷嘴从一侧的冷却带移向另一侧的冷却带时,熔体有时会洒到冷却带之间的沟槽内。为了避免该问题以不使凝固物附着在沟槽内,优选用相对于熔体粘性不好的材料覆盖沟槽。
为了进一步提高冷却水W的冷却效果,如图10所示,优选在水路224的内面设置翅片228。通过增加冷却带与冷却水的接触面积,可以增加冷却水的排热量,还可以延长铸造切换之前的时间。
当通过喷嘴215开始向冷却带的一侧例如向冷却带213a的外周面供给(浇注)合金熔体A后,冷却带213a外周面的温度在刚开始浇注后急剧上升,然后上升速度减慢,不久便以一定的速度缓慢上升。即使冷却带213a的表面温度上升,例如如果为200℃以下,则薄带的板厚大致一定,可确保非晶化所需的冷却速度。即可以得到非晶态合金薄带。在此,冷却带外周面的温度测量例如在冷却带的宽度的中央、熔潭P的上游侧、例如20cm的位置进行。在测量冷却辊的外周面温度时,例如使用接触式温度计。具体例记载于专利文献3。
冷却带之间的铸造切换时间也可以通过测量所形成的薄带S的表面温度而定。测量位置优选为薄带S从冷却辊剥离之前的适当位置。测量薄带S表面温度的温度计虽然可以使用接触式温度计,但是在铁基合金的情况下,也可以使用红外线放射温度计。在判读铸造过程中的薄带的非晶性方面,薄带S的温度监视是更加直接的方法。也可以采用监视规定位置的冷却带外周面的温度的方法。如果装置相同,则还可以根据能获得良好薄带的铸造时间来设定铸造切换的时间。如果制造的非晶态合金薄带的尺寸(板厚、宽度)、合金组成等相同,则还可以根据事先测量的时间进行切换。
下面,说明本实施方式的效果。
在本实施方式中,在非晶态合金薄带的制造装置201的冷却辊213上设置有2条冷却带213a、213b,交替使用这些来铸造薄带S。由此,通过在一个冷却带上反复进行铸造和冷却,可以将轧辊温度抑制在规定值以下。其结果,可以以工业规模制造板厚较大的非晶态合金薄带。这种非晶态合金薄带例如可以作为电力变压器以及电动机的铁芯来使用。另外,也可作为磁屏蔽材料而使用。
另外,在本实施方式中,由于将冷却带213a和冷却带213b相互隔离配置,因此各冷却带在热的方面是独立的,可以在一侧进行薄带铸造的期间冷却另一侧。而且,通过在冷却带213a与冷却带213b之间设置绝热带218,可以在保持冷却带213a和冷却带213b之间的绝热性的状态下,提高冷却辊213整体的刚性。
而且,根据本实施方式,由于可以在一个冷却辊上交替进行铸造,因此,与上述第1及第2实施方式相比,其优点在于仅设置一套驱动单元等即可。由此,可以抑制设备成本。与此相对,根据第1及第2实施方式,由于设有两个冷却辊,因此可以在热的方面更加切实地将各冷却辊分离,同时,也可以使各冷却辊按相互不同的旋转速度旋转。由此,具有制造的自由度增大的优点。
本实施方式的上述以外的结构、动作以及效果与上述第1实施方式相同。例如,即使在本实施方式中,作为喷嘴215由于也使用多狭缝喷嘴,因此可以使薄带S的板厚均匀化,同时可以降低针孔产生。例如,可以使薄带S上的针孔数密度例如为25个/m2以下,例如为10个/m2以下,例如可以完全没有。而且,即使在本实施方式中,由于也使用壁厚较大的冷却带,因此解决了使用薄壁轧辊时经常发生的因冷却辊的不均匀热变形引起的各种问题。例如,不会因薄带冷却不均而产生薄带S局部脆化、磁特性不稳定等问题。
下面,对本发明的第4实施方式进行说明。
图19是例示本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置的主视图,
图20是例示图19中的冷却辊及冷却带的结构的剖视图,
图21是表示图19中在冷却辊中流动的冷却水的路径的示意图。
如图19所示,本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置301主要是制造铁基非晶态合金薄带S的装置。薄带S的组成、板厚、宽度与前述的第1至第3实施方式相同。
如图19及图20所示,在制造装置301中,设置有冷却水在内部流动的壁厚较大的冷却辊313。在冷却辊313的外周部分,隔着禁带318设有两条冷却带313a及313b。冷却带313a、313b固定于强度大的金属合金构成的支承机构331。所谓禁带318是指冷却辊313的外周面上不供给合金熔体的部分。
冷却带313a、313b由热导率高的金属或合金形成,例如由铜或铜合金形成。铜的热导率在100℃时为395W/(m·K)。另外,冷却带313a、313b也可以由Be-Cu系合金或Cr-Cu系合金形成,上述铜合金的热导率为150至300W/(m·K)。
另一方面,禁带318既可以由与冷却带313a、313b相同的材料整体形成,也可以由与冷却带313a、313b不同的材料来形成。例如,在禁带318由与冷却带313a、313b不同的材料形成的情况下,该材料的热导率例如为10W/(m·K)以上。作为形成禁带318的材料,例如可列举碳钢(热导率:48.5W/(m·K))、18-8不锈钢(热导率:16.5W/(m·K))、黄铜(热导率:128W/(m·K))等铜合金。
图21简略地表示本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造装置中的冷却水W的路径。在冷却辊313内形成有水路324。水路324除了设置于冷却带313a及313b内,还设置于禁带318内。
本实施方式中的上述以外的结构与前述的第3实施方式相同。即,在制造装置301中设置有使坩埚314沿冷却辊313的轴向移动的移动单元316。移动单元316使坩埚314在喷嘴315面对冷却带313a的位置和喷嘴315面对冷却带313b的位置之间进行移动。而且,水路324、给水管325以及排水管326的结构也与前述的第3实施方式相同,可以采用各种结构。而且,喷嘴315例如为多狭缝喷嘴。
下面,说明如上所述地构成的本实施方式涉及的制造装置301的动作,即,本实施方式涉及的非晶态合金薄带的制造方法。
在本实施方式中也与前述的第3实施方式相同,通过由移动单元316移动坩埚314,交替向冷却带313a和冷却带313b供给合金熔体A。此时,不向禁带318供给合金熔体A。由此,能够在一侧的冷却带制造薄带S的期间,在另一侧的冷却带使冷却水循环进行冷却,从而可以基本连续地以工业规模制造板厚较大的薄带S。
而且,在本实施方式中也与前述的第3实施方式相同,冷却带313a、313b的宽度优选例如为各自要制造的薄带S的宽度的1.5倍以上。由此,从合金熔体A传递到冷却带313a、313b的热还向宽度方向扩散,增大冷却辊每旋转一周时排向冷却水的热量。
另一方面,介于冷却带之间的禁带318的设置理由在于,通过抑制冷却带之间的热移动,使交替铸造而产生的冷却带内的宽度方向的温度分布均匀,极大地抑制对所形成的非晶态薄带的影响。禁带318的材质优选热导率比冷却带低的材质,但是热导率相同也可以。当禁带318的材质与冷却带的材质相同时,禁带318是指介于两个冷却带之间,且冷却辊的外周面不与熔体接触的冷却辊的壁厚部分。
在禁带318的热导率与冷却带的热导率同等的情况下,优选禁带318的宽度越大越好。在热导率相同的情况下,禁带318的宽度优选至少为非晶态合金薄带S的宽度的三分之一以上。如图22所示,当禁带的宽度f小于薄带S的宽度c的三分之一时,则所形成的非晶态合金薄带的板厚在宽度方向上倾斜。另外,在图22中,所谓板厚偏差是指薄带宽度的两端的板厚t1、t2的差|t1-t2|相对于宽度方向板厚平均ta的百分比。而且,图22表示薄带的宽度c为150mm的情况,当禁带的宽度f为50mm以下,即达到薄带的宽度c的三分之一以下时,则板厚偏差急剧增加。另外,板厚的测量采用千分尺进行,取在薄带宽度两端附近的1cm2面积区域内测量的值的平均值。如果在薄带上产生板厚偏差,则导致铁芯的占空系数降低或在铁芯卷绕工序中产生卷绕走样等不良情况。
下面,说明本实施方式的效果。
在本实施方式中,在非晶态合金薄带的制造装置301的冷却辊313上设置有两条冷却带313a、313b,交替使用这些以铸造薄带S。由此,在一个冷却带上反复进行铸造和冷却,可以将轧辊温度抑制在规定值以下。其结果,可以以工业规模制造板厚较大的非晶态合金薄带。这种非晶态合金薄带例如可以作为电力变压器以及电动机的铁芯来使用。另外,也可以作为磁屏蔽材料而使用。
另外,在本实施方式中,将冷却带313a和冷却带313b相互隔离配置,使具有规定宽度的禁带318介于冷却带之间,不向禁带318供给合金熔体,因此,可以在热的方面使冷却带313a和冷却带313b相互独立。由此,可以确保冷却速度,从而以较高的生产率制造较厚的薄带,同时,通过一侧的冷却带的存在,抑制另一侧的冷却带的温度在宽度方向上倾斜,从而能够防止在薄带上产生板厚偏差。
本实施方式中的上述以外的动作及效果与前述的第3实施方式相同。例如,即使在本实施方式中,作为喷嘴315由于也使用多狭缝喷嘴,因此,可以使薄带S的板厚均匀化,同时可以降低针孔产生。而且,即使在本实施方式中,由于也使用壁厚较大的冷却带,因此消除了使用现有的薄壁轧辊时经常发生的因轧辊的热变形不均引起的各种问题。例如,不会因薄带冷却不均而产生薄带S局部脆化或磁特性不稳定等问题。
以上,参照实施方式以及变形例对本发明进行了说明,但是,本发明并不局限于这些实施方式以及变形例。例如,对于前述的各实施方式以及各变形例,本领域技术人员适当对构成要素进行了追加、删除或设计变更,或者追加、省略工序,或进行了条件变更,只要具备本发明的主要因素,均属于本发明的范围。另外,前述的各实施方式以及各变形例也可以相互组合实施。
例如,在前述的第1及第2实施方式中,也可以对应冷却辊的数量设置多个坩埚,通过其它的浇注单元依次进行浇注,也可以在1台制造装置上设置三个以上的冷却辊,也可以在一个坩埚上设置多个开口部,向多个冷却辊依次浇注。另外,在前述的第3及第4实施方式中,也可以在一个冷却辊上设置3条以上的冷却带。或者,将设有多条冷却带的冷却辊和设有单一冷却带的冷却辊进行组合,并向上述3条以上的冷却带依次供给合金熔体的装置以及方法也属于本发明的范围。通过增加冷却带,可以提高可制造的薄带的极限板厚。采用现有的单一冷却带的冷却辊时,极限板厚为25μm,但两个冷却带可制造50μm,三个可制造75μm,四个可制造100μm的厚壁的非晶态合金薄带,并且基本上可以连续制造。对于熔体供给单元来说,也可以采用具有面对冷却带外周面的多个喷嘴的浇口盘。
根据本发明,可提供能够以工业规模制造板厚较大的非晶态合金薄带的非晶态合金薄带的制造装置以及非晶态合金薄带的制造方法。

Claims (36)

1.一种非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,具备:
第1冷却辊;
第2冷却辊;
驱动单元,使所述第1及第2冷却辊旋转;
单个供给单元,向所述第1冷却辊的外周面及所述第2冷却辊的外周面交替供给合金熔体,
所述供给单元向所述第1冷却辊和所述第2冷却辊中的一个冷却辊提供所述合金熔体,在所述一个冷却辊的温度到达能够保持非晶态凝固状态的温度范围上限值之前,停止对所述一个冷却辊供给所述合金熔体,对另一冷却辊提供所述合金熔体,
制造的所述非晶态合金薄带的板厚为30μm以上。
2.根据权利要求1所述的非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,所述第1及第2冷却辊是冷却水在内部流动的水冷辊。
3.根据权利要求2所述的非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,所述第1及第2冷却辊其内部是中空的,一个侧面的中央部开口,通过所述开口部供给所述冷却水,在另一个侧面被轴支承。
4.根据权利要求2所述的非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,还具备冷却所述冷却水的单元。
5.根据权利要求1所述的非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,所述第1及第2冷却辊的壁厚为25mm以上。
6.根据权利要求1所述的非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,所述第1及第2冷却辊的直径为0.4至2.0米,所述第1冷却辊的宽度为所要制造的非晶态合金薄带的宽度的1.5倍以上。
7.根据权利要求1所述的非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,所述供给单元具有沿所述冷却辊的周向排列有多条狭缝的喷嘴。
8.一种非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,具备:
冷却辊;
驱动单元,使所述冷却辊旋转;
供给单元,向所述冷却辊的外周面供给合金熔体,
所述冷却辊具有:
第1及第2冷却带,围绕所述冷却辊的外周部分并在所述冷却辊的轴向上相互隔离;
绝热带,配置在所述第1冷却带与所述第2冷却带之间,由热导率比形成所述第1及第2冷却带的材料低的材料形成,
所述供给单元向所述第1及第2冷却带交替供给所述合金熔体。
9.根据权利要求8所述的非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,所述冷却辊是冷却水在所述第1及第2冷却带的内部流动的水冷辊。
10.根据权利要求9所述的非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,还具备冷却所述冷却水的冷却单元。
11.根据权利要求8所述的非晶态合金薄带的制造装置,其特征在于,所述供给单元具有沿所述冷却辊的周向排列有多条狭缝的喷嘴。
12.一种非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,交替进行以下工序:在使第1冷却辊旋转的同时,向所述第1冷却辊的外周面供给合金熔体的工序;暂时中断供给熔体,在移动熔体供给装置后,向旋转的第2冷却辊的外周面再次开始供给熔体的工序。
13.根据权利要求12所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,在所述各工序中,在中断供给熔体的冷却辊中也使冷却水流动。
14.根据权利要求13所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,所述第1及第2冷却辊使用内部为中空且一个侧面的中央部开口的冷却辊,通过所述开口部供给所述冷却水,在另一个侧面轴支承所述第1及第2冷却辊。
15.根据权利要求13所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,将所述冷却水进行冷却。
16.根据权利要求12所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,所述非晶态合金薄带的板厚为33μm以上。
17.根据权利要求12所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述合金的组成为铁的含有率为70至81原子%,硅的含有率为3至17原子%,硼的含有率为9至23原子%,玻璃化转变点为500℃以上的组成。
18.根据权利要求17所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述合金含有0.01至1.0质量%的锡。
19.根据权利要求12所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,所述非晶态合金薄带的针孔数密度为25个/m2以下。
20.一种非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,具备:
第1工序,在使冷却辊旋转的同时,向设置为围绕所述冷却辊的外周部分的第1冷却带供给合金熔体;
第2工序,在使所述冷却辊旋转的同时,向第2冷却带供给合金熔体,第2冷却带围绕所述冷却辊的外周部分,并设置于在所述冷却辊的轴向上与所述第1冷却带隔离的位置,
交替进行所述第1工序及所述第2工序。
21.根据权利要求20所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述第1冷却带与所述第2冷却带的距离为所述非晶态合金薄带的宽度的三分之一以上。
22.一种非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,具备:
第1工序,在使冷却辊旋转的同时,向设置为围绕所述冷却辊的外周部分的第1冷却带供给合金熔体;
第2工序,在使所述冷却辊旋转的同时,向第2冷却带供给合金熔体,第2冷却带围绕所述冷却辊的外周部分,并设置于通过绝热带在所述冷却辊的轴向上与所述第1冷却带隔离的位置,绝热带由热导率比形成所述第1冷却带的材料低的材料形成,第2冷却带由热导率比形成所述绝热带的材料高的材料形成;
交替进行所述第1工序及所述第2工序。
23.根据权利要求22所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,所述非晶态合金薄带的板厚为30μm以上。
24.根据权利要求22所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述合金熔体的组成为铁的含有率为70至81原子%,硅的含有率为3至17原子%,硼的含有率为9至23原子%,玻璃化转变点为500℃以上的组成。
25.根据权利要求24所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述合金熔体含有0.01至1.0质量%的锡。
26.根据权利要求22所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述合金熔体的组成为铁的含有率为70至81原子%,硅的含有率为1至17原子%,硼的含有率为7至23原子%,碳的含量为2原子%以下,玻璃化转变点为500℃以上的组成。
27.根据权利要求26所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述合金熔体含有0.01至1.0质量%的锡。
28.根据权利要求22所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,所述非晶态合金薄带的针孔数密度为25个/m2以下。
29.一种非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,具备:
第1工序,在使冷却辊旋转的同时,向构成所述冷却辊的外周部分的一部分并沿所述冷却辊的周向而围绕的第1冷却带供给合金熔体;
第2工序,在使所述冷却辊旋转的同时,向第2冷却带供给所述合金熔体,第2冷却带隔着禁带在所述冷却辊的轴向上与所述第1冷却带隔离,并沿所述冷却辊的周向而围绕,其中,所述禁带是指所述冷却辊的外周面上不供给所述合金熔体的部分,
交替进行所述第1工序及所述第2工序。
30.根据权利要求29所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,所述非晶态合金薄带的板厚为30μm以上。
31.根据权利要求29所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述合金熔体的组成为铁的含有率为70至81原子%,硅的含有率为3至17原子%,硼的含有率为9至23原子%,玻璃化转变点为500℃以上的组成。
32.根据权利要求31所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述合金熔体含有0.01至1.0质量%的锡。
33.根据权利要求29所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述合金熔体的组成为铁的含有率为70至81原子%,硅的含有率为1至17原子%,硼的含有率为7至23原子%,碳的含量为2原子%以下,玻璃化转变点为500℃以上的组成。
34.根据权利要求33所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,使所述合金熔体含有0.01至1.0质量%的锡。
35.根据权利要求29所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,所述非晶态合金薄带的针孔数密度为25个/m2以下。
36.根据权利要求29所述的非晶态合金薄带的制造方法,其特征在于,在所述冷却辊的轴向上,使所述禁带的宽度为所述非晶态合金薄带的宽度的三分之一以上。
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