CN108292550B - Fe基非晶质合金带 - Google Patents

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Abstract

一种Fe基非晶质合金带，其厚度为10μm～30μm，对于自由凝固面的带宽方向中央部，基于JIS B 0601：2013以带长度方向20mm为取样长度、将临界值设为0.8mm而测定的粗糙度曲线满足Rp≤3.0、Rv≤3.0、7≤Pn≤30、7≤Vn≤30、0.9≤(VA/PA)＜1.4等。Rp表示最大峰高度(μm)，Rv表示最大谷深度(μm)，Pn表示高度为0.5μm以上且3.0μm以下的峰的数目，Vn表示深度为0.5μm以上且3.0μm以下的谷的数目，PA表示自最高峰至第5高的峰为止的5个峰的高度的平均值，VA表示自最深的谷至第5深的谷的5个谷深度的平均值。

Description

Fe基非晶质合金带
技术领域
本发明涉及Fe基非晶质合金带。
背景技术
Fe基非晶质合金带(Fe基非晶质合金薄带)作为变压器的铁芯材料正在不断普及。
作为Fe基非晶质合金带的一例，已知有一种骤冷Fe软磁性合金薄带，其在自由面形成有具有在长度方向以大致一定的间隔排列的宽度方向谷部的波状凹凸，谷部的平均振幅为20mm以下(例如，参见下述专利文献1)。
专利文献1：国际公开第2012/102379号
发明内容
发明要解决的问题
然而，从降低使用Fe基非晶质合金带而制作的变压器的噪音(详细而言，由上述变压器工作时的磁致伸缩振动导致的噪音)的观点等出发，谋求降低Fe基非晶质合金带的励磁功率。
本发明是鉴于上述内容而成的，其目的在于提供使励磁功率降低的Fe基非晶质合金带。
用于解决问题的方案
本发明人进行了深入研究，结果发现Fe基非晶质合金带的自由凝固面的粗糙度曲线的形状与Fe基非晶质合金带的励磁功率之间存在关联，从而完成了本发明。
即，用于解决上述课题的具体的手段如以下所述。
＜1＞一种Fe基非晶质合金带，其为具有自由凝固面的Fe基非晶质合金带，
所述Fe基非晶质合金带的厚度为10μm～30μm，
对于前述自由凝固面的带宽方向中央部，基于JIS B 0601：2013以带长度方向20mm为取样长度、将临界值设为0.8mm而测定的粗糙度曲线满足下述式(1)～式(5)。
Rp≤3.0…式(1)
Rv≤3.0…式(2)
7≤Pn≤30…式(3)
7≤Vn≤30…式(4)
0.9≤(VA/PA)＜1.4…式(5)
〔式(1)中，Rp表示最大峰高度(μm)。
式(2)中，Rv表示最大谷深度(μm)。
式(3)中，Pn表示前述粗糙度曲线中所含的高度为0.5μm以上且3.0μm以下的峰的数目。
式(4)中，Vn表示前述粗糙度曲线中所含的深度为0.5μm以上且3.0μm以下的谷的数目。
式(5)中，PA表示自最高的峰至第5高的峰为止的5个峰的高度的平均值(μm)，VA表示自最深的谷至第5深的谷为止的5个谷的深度的平均值(μm)。〕
＜2＞根据＜1＞所述的Fe基非晶质合金带，其中，前述VA为1.1μm～2.0μm。
＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的Fe基非晶质合金带，其宽度为100mm～500mm。
＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的Fe基非晶质合金带，其中，将Fe、Si、以及B的总含量设为100原子％时，Si的含量为3原子％～10原子％，B的含量为10原子％～15原子％，C的含量为0.5原子％以下，余量为Fe以及杂质。
发明的效果
根据本发明，提供励磁功率得以降低的Fe基非晶质合金带。
附图说明
图1为示意性地示出对本发明的实施方式而言适宜的基于单辊法的Fe基非晶质合金带制造装置的一例的截面示意图。
图2为实施例1的粗糙度曲线。
图3为比较例1的粗糙度曲线。
图4为比较例2的粗糙度曲线。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式进行说明。
在本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指包括在“～”的前后所记载的数值作为下限值以及上限值的数值范围。
此外，在本说明书中，“自由凝固面”与“自由面”为相同含义。
此外，在本说明书中，Fe基非晶质合金带是指由Fe基非晶质合金制成的带(薄带)。
此外，在本说明书中，Fe基非晶质合金是指在所含有的金属元素中含量(原子％)最多的元素为Fe(铁)的非晶质合金。
〔Fe基非晶质合金带〕
本实施方式的Fe基非晶质合金带为具有自由凝固面的Fe基非晶质合金带，其厚度为10μm～30μm，对于前述自由凝固面的带宽方向中央部，基于JIS B 0601：2013以带长度方向20mm为取样长度、将临界值设为0.8mm而测定的粗糙度曲线满足下述式(1)～式(5)。
Rp≤3.0…式(1)
Rv≤3.0…式(2)
7≤Pn≤30…式(3)
7≤Vn≤30…式(4)
0.9≤(VA/PA)＜1.4…式(5)
式(1)中，Rp表示最大峰高度(μm)。
式(2)中，Rv表示最大谷深度(μm)。
式(3)中，Pn表示前述粗糙度曲线中所含的高度为0.5μm以上且3.0μm以下的峰(profile peak)的数目。
式(4)中，Vn表示前述粗糙度曲线中所含的深度为0.5μm以上且3.0μm以下的谷(profile valley)的数目。
式(5)中，PA表示自最高的峰至第5高的峰为止的5个峰的高度的平均值(μm)，VA表示自最深的谷至第5深的谷为止的5个谷的深度的平均值(μm)。
本发明人发现在本实施方式的Fe基非晶质合金带(以下，简称为“合金带”)中，励磁功率降低。
认为本实施方式中的粗糙度曲线反映合金带的自由凝固面的微小的凹凸形状。本发明人发现，通过将该自由凝固面的微小的凹凸形状调整为特定的范围、具体而言进行调整使得粗糙度曲线满足式(1)～式(5)，合金带的励磁功率得以降低。
以下，对于式(1)～式(5)的技术含义进行说明。
关于式(1)～式(5)，大致而言，其表示合金带的自由凝固面具有一定程度上明确的(中等程度的)凹凸形状(例如，参照图2)。
本实施方式中的自由凝固面若为平坦的面，则在某种程度上称不上良好。合金带的自由凝固面变得过度平坦，凹凸形状变得不明确时，存在励磁功率上升的情况(例如，参照图3)。
另一方面，自由凝固面的凹凸形状变得过度明确，也存在励磁功率上升的情况(例如，参照图4)。
·式(1)：Rp≤3.0
式(1)表示最大峰高度Rp为3.0μm以下，换言之，粗糙度曲线中所含的所有的峰的高度均为3.0μm以下。
高度超过3.0μm的峰会使励磁功率上升。
式(1)规定在上述粗糙度曲线中不存在使励磁功率上升的高度超过3.0μm的峰。
·式(2)：Rv≤3.0
式(2)表示最大谷深度Rv为3.0μm以下，换言之，粗糙度曲线中所含的所有的谷的深度为3.0μm以下。
深度超过3.0μm的谷会使励磁功率上升。
式(2)规定在上述粗糙度曲线中不存在使励磁功率上升的深度超过3.0μm的谷。
·式(3)：7≤Pn≤30
式(3)中，Pn表示上述粗糙度曲线中所含的高度为0.5μm以上且3.0μm以下的峰的数目。
式(3)规定“高度为0.5μm以上且3.0μm以下的峰”的数目(Pn)不过多也不过少。
通过使上述粗糙度曲线满足式(3)的左边(7≤Pn)，励磁功率得以降低。
另一方面，通过使上述粗糙度曲线满足式(3)的右边(Pn≤30)，合金带的生产率(制造适应性)优异。Pn优选为25以下。
此外，上述粗糙度曲线满足7≤Pn不仅有助于励磁功率的降低，还有助于铁损(core loss)的降低(参见比较例1、101以及201)。
·式(4)：7≤Vn≤30
式(4)中，Vn表示前述粗糙度曲线中所含的深度为0.5μm以上且3.0μm以下的谷的数目。
式(4)规定“深度为0.5μm以上且3.0μm以下的谷”的数目(Vn)不过多也不过少。
通过使上述粗糙度曲线满足式(4)的左边(7≤Vn)，励磁功率得以降低。
另一方面，通过使上述粗糙度曲线满足式(4)の右边(Vn≤30)，合金带的生产率(制造适应性)优异。Vn优选为25以下。
此外，上述粗糙度曲线满足7≤Vn不仅有助于励磁功率的降低，还有助于铁损的降低(参见比较例1、101、以及201)。
·式(5)：0.9≤(VA/PA)＜1.4
式(5)中，PA表示自最高的峰至第5高的峰为止的5个峰的高度的平均值(以下，称为“峰的平均高度”)，VA表示自最深的谷至第5深的谷为止的5个谷的深度的平均值(以下，称为“谷的平均深度”)。
关于式(5)，大致而言，其规定粗糙度曲线中的峰的平均高度与谷的平均深度的平衡。
式(5)的左边(0.9≤(VA/PA))表示谷的平均深度深至一定程度(相对于峰的平均高度为0.9倍或其以上)，由此，合金带的生产率(制造适应性)优异。
式(5)的右边((VA/PA)＜1.4)表示谷的平均深度浅至一定程度(相对于峰的平均高度为不足1.4倍)，由此，励磁功率得以降低(参见比较例2、102、以及202)。(VA/PA)更优选为1.2以下。
关于式(5)的右边((VA/PA)＜1.4)，认为在专利文献1记载的合金带(骤冷Fe基软磁性合金薄带)中，从该文献的图2估计，(VA/PA)的值超过2。认为其理由在于，在该文献中，使用不锈钢等金属制的钢丝刷研磨冷却辊的外周面(参见该文献的0038段)。详细而言，认为使用金属制的钢丝刷研磨冷却辊的外周面，从而在该冷却辊的外周面产生深的研磨伤，合金熔液侵入到该深的研磨伤中。并且，认为由于薄带的厚度薄，因此，会在与外周面接触的面(薄带的辊面)的相反面(即薄带的自由面)形成深的谷。
如上所述，本实施方式的合金带中，通过使上述粗糙度曲线满足式(1)～式(5)，励磁功率得以降低。通过满足7≤Pn以及7≤Vn，铁损也得以降低。
在本实施方式的合金带的自由凝固面优选形成有波状的凹凸形状。
此处提到的波状的凹凸形状为在基于单辊法的合金带的自由凝固面可以形成的形状。对于波状的凹凸形状，可以参见专利文献1的记载以及下述非专利文献1的记载。
非专利文献1：CORMAC J.BYRNE et al.“Capillary Puddle Vibrations Linkedto Casting-Defect Formation in Planar-Flow Melt Spinning”,Metallurgical andMaterials Transactions B,vol.37B,pp.445-456(2006).
本实施方式的合金带的厚度为10μm～30μm。
通过使厚度为10μm以上，合金带的机械强度得以确保，会抑制合金带的断裂。由此，变得可以进行合金带的连续铸造。合金带的厚度优选为15μm以上。
此外，通过使厚度为30μm以下，在合金带中，会得到稳定的非晶质状态。合金带的厚度更优选为28μm以下。
在本实施方式中，从进一步降低励磁功率的观点出发，PA(自最高的峰至第5高的峰为止的5个峰的高度的平均值)优选为1.1μm～2.0μm，更优选为1.2μm～1.8μm，特别优选为1.3μm～1.6μm。
本实施方式的合金带的宽度(即，宽度方向的长度)优选为100mm～500mm。
合金带的宽度为100mm以上时，可得到大容量且实用的变压器。
此外，合金带的宽度为100mm以上时，降低励磁功率的必要性增加。因此，励磁功率降低的本实施方式的合金带作为宽度100mm以上的宽幅的合金带是特别适宜的。
另一方面，合金带的宽度为500mm以下时，合金带的生产率(制造适应性)优异。从合金带的生产率(制造适应性)的观点出发，合金带的宽度更优选为400mm以下，进一步优选为300mm以下，特别优选为250mm以下。
关于本实施方式中的Fe基非晶质合金的组成，只要是在所含有的金属元素之中含量(原子％)最多的元素为Fe(铁)的组成就没有特别限制。
Fe基非晶质合金至少含有Fe(铁)，进而，优选含有Si(硅)以及B(硼)。Fe基非晶质合金还可以进一步含有属于在成为合金熔液的原料的纯铁等中包含的元素的C(碳)。
作为Fe基非晶质合金，可以列举出：将Fe、Si、以及B的总含量设为100原子％时，Fe的含量为78原子％～83原子％，Si的含量为3原子％～10原子％，B的含量为10原子％～15原子％，C(碳)的含量为0.5原子％以下，余量为杂质的Fe基非晶质合金。
上述Fe的含量为78原子％以上时，合金带的饱和磁束密度变得更高，因此会进一步抑制使用合金带而制造的磁心的尺寸増加或重量増加。
上述Fe的含量为83原子％以下时，会进一步抑制合金的居里点的降低以及结晶化温度的降低，因此磁心的磁特性的稳定性进一步提高。
此外，上述C(碳)的含量为0.5原子％以下时，会进一步抑制合金带的脆化。
作为上述C(碳)的含量，优选为0.1原子％～0.5原子％。
上述C(碳)的含量为0.1原子％以上时，合金熔液以及合金带的生产率优异。
更优选的Fe基非晶质合金为如下合金：
将Fe、Si、以及B的总含量设为100原子％时，Fe的含量为78.5原子％～80.5原子％，Si的含量为8.5原子％～9.5原子％，B的含量为11.0原子％～12.0原子％，C的含量为0.5原子％以下，余量为杂质的Fe基非晶质合金；
将Fe、Si、以及B的总含量设为100原子％时，Fe的含量为78.8原子％～82.4原子％，Si的含量为6.1原子％～8.0原子％，B的含量为11.5原子％～13.2原子％，C的含量为0.5原子％以下，余量为杂质的Fe基非晶质合金；或者，
将Fe、Si、以及B的总含量设为100原子％时，Fe的含量为80.5原子％～82.5原子％，Si的含量为3.5原子％～4.5原子％，B的含量为14.0原子％～15.0原子％，C的含量为0.5原子％以下，余量为杂质的Fe基非晶质合金。
在上述的各个Fe基非晶质合金中，关于C(碳)的含量，优选的是，将Fe、Si、以及B的总含量设为100原子％时为0.1原子％～0.5原子％。
〔Fe基非晶质合金带的制造方法〕
作为本实施方式的Fe基非晶质合金带的制造方法，只要是形成自由凝固面的方法就没有特别限制，但优选单辊法。
本实施方式的Fe基非晶质合金带的更优选的制造方法为以下制造方法：
该制造方法使用如下的Fe基非晶质合金带制造装置，该制造装置具备：
冷却辊，其在外周面形成作为Fe基非晶质合金带的原料的合金熔液的涂膜，在上述外周面将上述涂膜冷却，从而形成Fe基非晶质合金带；
熔液喷嘴，其向上述冷却辊的上述外周面喷出合金熔液；
剥离单元，其从冷却辊的外周面剥离Fe基非晶质合金带；
研磨单元，其配置在冷却辊的周围的剥离单元与熔液喷嘴之间，用于研磨冷却辊的外周面，
该制造方法在利用上述研磨单元而研磨后的上述冷却辊的外周面形成上述合金熔液的涂膜，在上述外周面将上述涂膜冷却，从而得到Fe基非晶质合金带。
在上述优选的制造方法中，调整至少1个对形成于自由凝固面的凹凸形状产生影响的制造条件，从而可以得到满足式(1)～式(5)的合金带。
关于制造条件的优选范围，会在后面叙述。
图1为示意性地示出对本实施方式而言适宜的、基于单辊法的Fe基非晶质合金带制造装置的一个例子的截面示意图。
如图1所示，作为Fe基非晶质合金带制造装置的合金带制造装置100具备：坩埚20，其具有熔液喷嘴10；以及，冷却辊30，其的外周面与熔液喷嘴10的前端相对。
图1示出以相对于冷却辊30的轴向以及合金带22C的宽度方向垂直的面截断合金带制造装置100时的截面。在此，合金带22C为本实施方式的Fe基非晶质合金带的一个例子。此外，冷却辊30的轴向与合金带22C的宽度方向为同一方向。
坩埚20具有可以收容成为合金带22C的原料的合金熔液22A的内部空间，该内部空间与熔液喷嘴10内的熔液流路是连通的。由此，可以使在坩埚20内收容的合金熔液22A通过熔液喷嘴10喷出到冷却辊30(图1中用箭头Q表示合金熔液22A的喷出方向以及流通方向)。需要说明的是，坩埚20以及熔液喷嘴10可以构成为一个整体，也可以作为独立部分而构成。
在坩埚20的周围的至少一部分配置有作为加热单元的高频线圈40。由此，可以对收容有合金带的母合金的状态的坩埚20进行加热从而在坩埚20内生成合金熔液22A，或者，可以维持自外部供给到坩埚20的合金熔液22A的液体状态。
此外，熔液喷嘴10具有用于喷出合金熔液的开口部(喷出口)。
该开口部设为矩形(狭缝形状)的开口部是适宜的。
矩形的开口部的长边的长度成为与要制造的非晶质合金带的宽度相对应的长度。作为矩形的开口部的长边的长度，优选为100mm～500mm，更优选为100mm～400mm，进一步优选为100mm～300mm，特别优选为100mm～250mm。
关于熔液喷嘴10的前端与冷却辊30的外周面的距离(最接近距离)，在通过熔液喷嘴10来喷出合金熔液22A时，接近至会形成熔池22B(熔液积存处)的程度。
冷却辊30以旋转方向P的方向进行轴向旋转。
在冷却辊30的内部流通水等冷却介质，可以使在冷却辊30的外周面所形成的合金熔液的涂膜冷却。通过将合金熔液的涂膜冷却，生成合金带22C(Fe基非晶质合金带)。
作为冷却辊30的材质，可以列举出Cu以及Cu合金(Cu-Be合金、Cu-Cr合金、Cu-Zr合金、Cu-Cr-Zr合金、Cu-Ni合金、Cu-Ni-Si合金、Cu-Ni-Si-Cr合金、Cu-Zn合金、Cu-Sn合金、Cu-Ti合金等)，从导热性高的观点出发，优选Cu合金，更优选Cu-Be合金、Cu-Cr-Zr合金、Cu-Ni合金、Cu-Ni-Si合金、或Cu-Ni-Si-Cr合金。
对冷却辊30的外周面的表面粗糙度没有特别限制，冷却辊30的外周面的算术平均偏差(Ra)优选为0.1μm～0.5μm，更优选为0.1μm～0.3μm。冷却辊30的外周面的算术平均偏差Ra为0.5μm以下时，使用合金带制造变压器时的叠片系数进一步提高。冷却辊30的外周面的算术平均偏差Ra为0.1μm以上时，Ra的调整更容易。
算术平均偏差Ra是指基于JIS B 0601：2013测定的表面粗糙度。
冷却辊30的直径从冷却能的观点出发优选为200mm～1000mm，更优选为300mm～800mm。
此外，关于冷却辊30的旋转速度，在单辊法中可以设为通常设定的范围，优选圆周速度为10m/s～40m/s，更优选圆周速度为20m/s～30m/s。
关于合金带制造装置100，在沿冷却辊30的旋转方向、比熔液喷嘴10更下游侧(以下，也简称为“下游侧”)，还具备剥离气体喷嘴50作为从冷却辊的外周面剥离Fe基非晶质合金带的剥离单元。
本例中，自剥离气体喷嘴50向冷却辊30的旋转方向P的相反方向(图1中的虚线的箭头的方向)吹送剥离气体，从而从冷却辊30剥离合金带22C。作为剥离气体，例如可以使用氮气、压缩空气等的高压气体。
合金带制造装置100在比剥离气体喷嘴50更下游侧进一步具备研磨刷辊60作为用于研磨冷却辊30的外周面的研磨单元。
研磨刷辊60包含辊轴构件61和在辊轴构件61的周围配置的研磨刷62。研磨刷62由大量的刷毛构成。
研磨刷辊60通过在旋转方向R的方向上进行轴向旋转，从而通过其研磨刷62的刷毛研磨冷却辊30的外周面。
利用上述研磨单元(例如研磨刷辊60)的研磨目的并不一定限于切削冷却辊的外周面，也可以去除在冷却辊的外周面残留的残留物。上述研磨的目的优选为下述第1目的以及下述第2目的的至少一者。
第1目的为修复冷却辊外周面的平滑性的劣化。详细而言，在合金熔液与冷却辊外周面最初接触时，存在冷却辊外周面(例如Cu合金)的极少一部分熔解在合金熔液中，在冷却辊外周面形成微小的凹部，从而导致冷却辊外周面的平滑性劣化的情况。冷却辊外周面的平滑性的劣化能够成为所制造的合金带的辊面(与冷却辊外周面接触的面。以下相同。)的平滑性劣化的原因。即使在冷却辊外周面的平滑性劣化的情况下，也可以通过上述研磨去除对于上述微小凹部相对应地成为凸部的部分(即，熔解被抑制的部分)，从而修复冷却辊外周面的平滑性的劣化。其结果，可以抑制由冷却辊外周面的平滑性的劣化引起的合金带的辊面的平滑性的劣化。
第2目的在于去除在合金带剥离后的冷却辊外周面残留的残留物(合金)。喷出到冷却辊外周面的合金熔液被急速冷却而形成合金带，之后，被从冷却辊外周面剥离。此时，存在作为合金带材质的合金的一部分未从冷却辊外周面剥离而以残留物的形式残留、且该残留物在冷却辊外周面固着而形成凸部的情况。由于合金带的铸造是连续进行的，因此，会对形成有由上述残留物导致的凸部的冷却辊外周面再次喷出合金熔液。其结果，存在在所制造的合金带的辊面，在与上述凸部对应的位置形成凹部，合金带的辊面的平滑性劣化的情况。此外，在构成上述凸部的残留物(合金)的导热性比冷却辊外周面(例如Cu合金)的导热性低的情况下，担心在上述凸部，冷却辊所带来的骤冷特性发生局部劣化，合金带的磁特性降低。即使在合金带剥离后的冷却辊外周面残留有上述残留物的情况下，也可以通过上述研磨去除上述残留物。其结果，可以抑制由上述残留物导致的合金带的辊面的平滑性的劣化。此外，可以抑制由上述残留物导致的合金带的磁特性的降低。
此外，在该例中，如图1所示，研磨刷辊的旋转方向R与冷却辊的旋转方向P成为相反方向(在图1中，旋转方向R为逆时针旋转，旋转方向P为顺时针旋转)。研磨刷辊的旋转方向与冷却辊的旋转方向为相反方向时，在两者的接触部分，冷却辊的外周面的特定位置与研磨刷辊的特定刷毛沿同一方向移动。
本实施方式也可以与该例不同，研磨刷辊的旋转方向与冷却辊的旋转方向为同一方向。研磨刷辊的旋转方向与冷却辊的旋转方向为同一方向时，在两者的接触部分，冷却辊的外周面的特定位置与研磨刷辊的特定刷毛沿相反方向移动。
合金带制造装置100可以具备除上述部件以外的其它部件(例如，卷取所制造的合金带22C的卷取辊、向由合金熔液产生的熔池22B或其附近吹附CO2气体、N2气等的气体喷嘴等)。
此外，合金带制造装置100的基本构成可以采用与基于以往的单辊法的非晶质合金带制造装置(例如，参见国际公开第2012/102379号、日本特许第3494371号公报、日本特许第3594123号公报、日本特许第4244123号公报、日本特许第4529106号公报等)同样的构成。
接着，对于使用合金带制造装置100的合金带22C的制造方法的一个例子进行说明。
首先，在坩埚20中，准备成为合金带22C的原料的合金熔液22A。合金熔液22A的温度考虑合金的组成而适宜设定，例如为1210℃～1410℃，优选为1260℃～1360℃。
接着，在延旋转方向P进行轴向旋转的冷却辊30的外周面通过熔液喷嘴10喷出合金熔液，变形成熔池22B边形成基于合金熔液的涂膜。在冷却辊30的外周面冷却所形成的涂膜，在外周面上形成合金带22C。接着，通过自剥离气体喷嘴50吹送的剥离气体，将在冷却辊30的外周面形成的合金带22C从冷却辊30的外周面剥离，利用未图示的卷取辊卷取为卷状来回收。
另一方面，合金带22C剥离后的冷却辊30的外周面被延旋转方向R进行轴向旋转的研磨刷辊60的研磨刷62研磨。对经研磨的冷却辊30的外周面再次喷出合金熔液。
通过重复以上的操作，连续地制造(铸造)长条状的合金带22C。
通过上述一例所涉及的制造方法，制造作为本实施方式的Fe基非晶质合金带的一例的合金带22C。
合金带22C具有接触冷却辊30的外周面的面即辊面22R和未接触冷却辊30的外周面的面(辊面22R的相反面)即自由凝固面22F。
合金带22C的厚度为10μm～30μm。
合金带22C的通过扫描自由凝固面22F的一部分而得到的上述粗糙度曲线满足式(1)～式(5)。
式(1)～式(5)可以与以下要素相关：例如，研磨刷辊的原始性质(材质、形状、大小、结构等)；基于研磨刷辊的冷却辊的外周面的研磨条件(例如，研磨刷辊相对于冷却辊的相对速度)；合金熔液的喷出压力；熔液喷嘴前端与冷却辊的外周面的距离；等。
以下，首先，对于式(1)～式(5)与研磨刷辊的原始性质以及研磨条件的关系进行说明。
如前所述，施涂合金熔液的冷却辊的外周面(即，基于研磨刷的研磨后的冷却辊的外周面)的形状直接影响所制造的合金带的辊面形状。然而，在本实施方式中，合金带的厚度为10μm～30μm，非常薄，因此，冷却辊的外周面的形状不仅会影响合金带的辊面形状，还会影响合金带的自由凝固面的形状。
因此，涉及合金带的自由凝固面的形状的式(1)～式(5)与研磨刷辊的原始性质以及研磨条件相关。
接着，对于式(1)～式(5)与合金熔液的喷出压力以及熔液喷嘴前端与冷却辊外周面的距离的关系进行说明。
合金熔液的喷出压力以及熔液喷嘴前端与冷却辊外周面的距离会影响自由凝固面的波状的凹凸形状。这是由于认为上述喷出压力以及上述距离与熔池(熔液积存处)的微小振动相关，进而这是由于认为该熔池的微小振动与自由凝固面的波状的凹凸形状相关。
因此，涉及合金带的自由凝固面的形状的式(1)～式(5)还与上述喷出压力以及上述距离相关。
以下，对于制造方法的一例的优选范围进行说明。
-研磨刷辊-
作为研磨刷辊，优选使用包含辊轴构件和由大量的刷毛形成的配置于辊轴构件的周围的研磨刷的研磨刷辊(例如前述的研磨刷辊60)。
构成研磨刷的刷毛优选含有树脂。
刷毛含有树脂，从而在冷却辊的外周面不易产生深的研磨伤，因此，例如，有容易满足“(VA/PA)＜1.4”以及“Rv≤3.0”的倾向。
作为树脂，优选6尼龙、612尼龙、66尼龙等尼龙树脂。
此外，刷毛中的树脂的含量(树脂相对于刷毛总量的含量。以下相同。)优选为50质量％以上，更优选为60质量％以上。刷毛中的树脂的含量为50质量％以上时，会进一步抑制在冷却辊的外周面产生深的研磨伤的现象，因此，例如，有更容易满足“(VA/PA)＜1.4”以及“Rv≤3.0”的倾向。
刷毛中的树脂的含量的上限可以为100质量％，也可以为60质量％、65质量％、75质量％或80质量％。
刷毛更优选在上述树脂的基础上含有无机研磨粉。
刷毛含有无机研磨粉，从而对冷却辊的外周面的研磨能力进一步提高。因此，有更容易满足“Rp≤3.0”以及“0.9≤(VA/PA)”的倾向。
进而，刷毛含有无机研磨粉时，容易通过研磨而在冷却辊的外周面形成微小的凹凸，因此，例如，有更容易满足“7≤Pn”以及“7≤Vn”的倾向。
作为无机研磨粉，可以列举出氧化铝、碳化硅等。
无机研磨粉的粒径优选为45μm～90μm，更优选为50μm～80μm。
在此，“无机研磨粉的粒径”表示无机研磨粉的颗粒所能够通过的筛(筛子)的网眼的筛孔的大小。例如，“无机研磨粉的粒径为45μm～90μm”表示无机研磨粉通过筛孔90μm的网眼并且不通过筛孔45μm的网眼。
刷毛中的无机研磨粉的含量相对于刷毛总量优选为20质量％～40质量％，更优选为25质量％～35质量％。
无机研磨粉的含量为20质量％以上时，例如，有更容易满足“0.9≤(VA/PA)”、“7≤Pn”、以及“7≤Vn”的倾向。
无机研磨粉的含量为40质量％以下时，会进一步抑制研磨粉向合金熔液的混入，抑制由于研磨粉导致的合金带的缺陷。因此，无机研磨粉的含量为40质量％以下时，例如，有更容易满足“Rv≤3.0”、“Pn≤30”、以及“Vn≤30”的倾向。
作为刷毛的截面形状没有特别制限，可以列举出椭圆形(包括圆形)、多边形(优选为四边形)等。
刷毛的截面的外接圆直径优选为0.5mm～1.5mm，更优选为0.6mm～1.0mm。
刷毛的密度在刷毛前端部优选为0.15根/mm2～0.45根/mm2。
刷毛的密度为0.15根/mm2以上时，对于冷却辊的外周面的研磨能力进一步提高，此外，变得容易通过研磨而在外周面形成微小的凹凸。因此，例如变得更容易满足“0.9≤(VA/PA)”、“7≤Pn”、以及“7≤Vn”。
刷毛的密度为0.45根/mm2以下时，研磨时的摩擦热的散热性优异。
研磨刷辊的直径例如可以设为100mm～300mm，优选为130mm～250mm。
研磨刷辊的轴向长度配合所要制造的合金带的宽度而适宜设定。
-基于研磨刷辊的冷却辊外周面的研磨条件-
研磨刷(刷毛)相对于冷却辊外周面的挤压量被适宜调整，例如可以设为2mm～10mm。
研磨刷辊相对于冷却辊的相对速度优选为10m/s～20m/s。
相对速度为10m/s以上时，对冷却辊的外周面的研磨能力进一步提高，此外，变得容易通过研磨而在外周面形成微小的凹凸。因此，例如，变得更容易满足“7≤Pn”以及“7≤Vn”。
相对速度为20m/s以下时，在降低研磨时的摩擦热方面是有利的。
相对速度更优选为12m/s～17m/s，进一步优选为13m/s～18m/s。
在此，关于研磨刷辊相对于冷却辊的相对速度，在研磨刷辊的旋转方向与冷却辊的旋转方向为相反方向时(例如图1的情况)，是指研磨刷辊的旋转速度(绝对值)与冷却辊的旋转速度(绝对值)之差的绝对值。
另一方面，关于研磨刷相对于冷却辊的相对速度，在研磨刷辊的旋转方向与冷却辊的旋转方向为同一方向时，是指研磨刷辊的旋转速度(绝对值)与冷却辊的旋转速度(绝对值)的总和。
-合金熔液的喷出压力-
关于合金熔液的喷出压力，从粗糙度曲线容易满足式(1)～式(5)的观点出发，优选为10kPa～25kPa，更优选为15kPa～20kPa。
喷出压力越大(例如为10kPa以上时)，有越容易满足“(VA/PA)＜1.4”的倾向。认为其理由在于，喷出压力越大，每单位时间合金熔液向熔池(例如熔池22B)的供给量越多，其结果越会抑制熔池的振动。
-熔液喷嘴前端与冷却辊外周面的距离-
熔液喷嘴前端与冷却辊外周面的距离优选为0.2mm～0.4mm。
熔液喷嘴前端与冷却辊外周面的距离越小(例如为0.4mm以下时)，有越容易满足“(VA/PA)＜1.4”的倾向。认为其理由在于，上述距离越小，熔池(例如熔池22B)的容积变得越小，其结果越会抑制熔池的振动。
实施例
以下示出本发明的实施例，但本发明并不限于以下的实施例。
〔实施例1～6，比较例1～2〕
＜Fe基非晶质合金带的制作＞
准备与图1中示出的合金带制造装置100同样构成的合金带制造装置。
作为冷却辊，使用外周面的材质为Cu-Ni合金、直径为400mm、外周面的算术平均偏差Ra为0.3μm的冷却辊。
首先，在坩埚内调制由Fe、Si、B、以及杂质构成的合金熔液(以下，称为“Fe-Si-B系合金熔液”)。具体而言，将纯铁、硅铁、以及硼铁混合并使其熔解，调制将Fe、Si、以及B的总含量设为100原子％时Fe的含量为80.5原子％、Si的含量为7.2原子％、B的含量为12.3原子％、C的含量为0.3原子％以下、余量为杂质的合金熔液。该原子％的数值是自熔液采取合金的一部分并利用ICP发光分光分析法测定的量。
接着，从具有长边的长度为142mm×短边的长度为0.6mm的矩形(狭缝形状)的开口部的熔液喷嘴的该开口部，将该Fe-Si-B系合金熔液喷出到旋转的冷却辊的外周面，使其骤冷凝固，制作(铸造)3000kg带宽为142mm、厚度为24μm的非晶质合金带。铸造时间为80分钟，未断开合金带地连续铸造(需要说明的是，后述的实施例2以后的全部例子中，均未断开合金带地连续铸造)。
边利用研磨刷辊的研磨刷(刷毛)研磨冷却辊外周面边进行上述铸造。该研磨以研磨刷辊的研磨刷接触冷却辊外周面的整个宽度方向的方式进行。合金熔液是对经研磨的冷却辊的外周面喷出的(参见图1)。
在以下示出上述铸造的详细条件。
-铸造条件-
合金熔液温度：1300℃
冷却辊的圆周速度：25m/s
合金熔液的喷出压力：在15kPa～20kPa的范围内调整
熔液喷嘴前端与冷却辊的外周面的距离(间隙)：在0.25mm～0.35mm的范围内调整
此外，作为研磨刷辊，使用包含由作为树脂的612尼龙(70质量％)和作为无机研磨粉的碳化硅(30质量％)形成的刷毛的研磨刷辊。
研磨刷辊以及研磨条件如以下所述。
-研磨刷辊-
刷毛(研磨刷)中的碳化硅的粒径：60μm～90μm
刷毛的截面形状：直径0.8mm的圆形
研磨刷辊的尺寸：直径150mm×轴向长度300mm
在刷毛前端部的刷毛密度：0.27根/mm2
-研磨条件-
研磨刷辊相对于冷却辊的相对速度：在11m/s～17m/s的范围内调整
研磨刷辊的旋转方向与冷却辊的旋转方向的关系：相反方向(在接触部分，冷却辊的外周面的特定位置与研磨刷辊的特定刷毛延同一方向移动)
＜粗糙度曲线的测定＞
对于自铸造开始约50分钟后的合金带的自由凝固面的带宽方向中央部，基于JISB 0601：2013，以带长度方向20mm为取样长度，将临界值设为0.8mm，测定粗糙度曲线。
粗糙度曲线的测定是使用东京精密株式会社制SURFCOM 2000DX作为表面粗糙度计、以扫描速度0.6mm/秒的条件进行的。
自所得到的粗糙度曲线分别求出Rp、Rv、Pn、Vn、VA、PA以及(VA/PA)。Rp、Rv、Pn、Vn、VA以及PA如前所述。
在表1中示出结果。
在实施例1～6以及比较例1～2中，通过将合金熔液的喷出压力、熔液喷嘴的前端与冷却辊的外周面的距离、以及研磨刷相对于冷却辊的相对速度分别在上述范围内进行调整，从而调整Rp、Rv、Pn、Vn、VA以及PA。
＜励磁功率以及铁损的测定＞
对于实施例1～6以及比较例1～2的各合金带，分别测定励磁功率以及铁损。
励磁功率以及铁损的测定基于ASTM A932/A923M-01来测定。
在表1中示出结果。
〔实施例101～102，比较例101～102〕
变更了以下方面，除此以外进行与实施例1同样的操作。在表1中示出结果。
-自实施例1的变更点-
·将熔液喷嘴变更为具有长边的长度为213mm×短边的长度为0.6mm的矩形(狭缝形状)的开口部的熔液喷嘴。
·将铸造时间变更为90分钟，制作(铸造)4000kg带宽为213mm、厚度为24μm的非晶质合金带。
·将冷却辊的圆周速度变更为23.5m/s。
·研磨刷辊相对于冷却辊的相对速度在10m/s～14m/s的范围内调整。
·将刷毛中的树脂变更为6尼龙。
·将刷毛中的碳化硅的粒径变更为45μm～80μm。
·将刷毛的截面形状变更为直径1.0mm的圆形。
·将在刷毛前端部的刷毛密度变更为0.23根/mm2。
〔实施例201，比较例201～202〕
变更了以下方面，除此以外进行与实施例1同样的操作。在表1中示出结果。
-自实施例1的变更点-
·将合金熔液变更为以Fe、Si以及B的总含量为100原子％时含有Si：3.8原子％、B：14.5原子％以及C：0.2原子％、余量为Fe以及杂质的合金熔液。
·将熔液喷嘴变更为具有长边长度为170mm×短边长度为0.6mm的矩形(狭缝形状)的开口部的熔液喷嘴。
·将铸造时间变更为64分钟，制作(铸造)3000kg带宽为170mm、厚度为24μm的非晶质合金带。
·研磨刷辊相对于冷却辊的相对速度在11m/s～16m/s的范围内调整。
表1：
Figure BDA0001670730720000211
如表1所示，在满足式(1)～式(5)的各实施例的合金带中，励磁功率降低，铁损也降低。
与之相对，Pn不足7、Vn不足7的比较例1、101、以及201的合金带的励磁功率高，铁损也高。
此外，(VA/PA)为1.4以上的比较例2、102、以及202的合金带的励磁功率高。
图2～4分别为实施例1的粗糙度曲线(图2)、比较例1的粗糙度曲线(图3)、以及比较例2的粗糙度曲线(图4)。
如图2所示，可知满足式(1)～式(5)的实施例1的粗糙度曲线中存在一定程度上明确的(中程度的)凹凸形状。
相对于图2，可知图3中示出的Pn不足7、Vn不足7的比较例1的粗糙度曲线中凹凸形状的凹凸程度小。
此外，可知图4中示出的(VA/PA)为1.4以上的比较例2的粗糙度曲线中，相对于图2整体上谷过深。
如以上所述，在合金带的自由凝固面具有一定程度上明确的(中程度的)凹凸形状时，确认到励磁功率降低。
日本专利申请2015-230817公开的内容整体作为参照而引入到本说明书中。
本说明书中记载的全部文献、专利申请、以及技术标准通过参照而引入到本说明书中，各个文献、专利申请、以及技术标准通过参照而引入与具体并且分别记述的情况程度相同。

Claims (5)

1.一种Fe基非晶质合金带，其为具有自由凝固面的Fe基非晶质合金带，
所述Fe基非晶质合金带的厚度为10μm～30μm，
对于所述自由凝固面的带宽方向中央部，基于JIS B 0601：2013以带长度方向20mm为取样长度、将临界值设为0.8mm而测定的粗糙度曲线满足下述式(1)～式(5)，
Rp≤3.0…式(1)
Rv≤3.0…式(2)
7≤Pn≤30…式(3)
7≤Vn≤30…式(4)
0.9≤(VA/PA)＜1.4…式(5)
式(1)中，Rp表示最大峰高度，单位为μm，
式(2)中，Rv表示最大谷深度，单位为μm，
式(3)中，Pn表示所述粗糙度曲线中所含的高度为0.5μm以上且3.0μm以下的峰的数目，
式(4)中，Vn表示所述粗糙度曲线中所含的深度为0.5μm以上且3.0μm以下的谷的数目，
式(5)中，PA表示自最高的峰至第5高的峰为止的5个峰的高度的平均值，单位为μm，VA表示自最深的谷至第5深的谷为止的5个谷的深度的平均值，单位为μm。
2.根据权利要求1所述的Fe基非晶质合金带，其中，所述VA为1.1μm～2.0μm。
3.根据权利要求1所述的Fe基非晶质合金带，其宽度为100mm～500mm。
4.根据权利要求2所述的Fe基非晶质合金带，其宽度为100mm～500mm。
5.根据权利要求1～权利要求4中任一项所述的Fe基非晶质合金带，其中，将Fe、Si、以及B的总含量设为100原子％时，Fe的含量为78原子％～83原子％、Si的含量为3原子％～10原子％、B的含量为10原子％～15原子％、C的含量为0.5原子％以下、余量为杂质。
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