DE102020104311A1 - Plant and method for producing a strip with a rapid solidification technology and metallic strip - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Bandes mit einer Rascherstarrungstechnologie wird bereitgestellt. Eine Schmelze wird auf eine sich bewegende Außenoberfläche eines sich drehenden Gießrades gegossen, wobei die Schmelze auf der Außenoberfläche des Gießrades erstarrt und ein Band geformt wird. Ein Strahl wird an die sich bewegende Außenoberfläche des Gießrades gerichtet und die Außenoberfläche des Gießrades mit dem Strahl bearbeitet. Der Strahl weist feste Partikel auf.A method of making a tape with rapid solidification technology is provided. A melt is poured onto a moving outer surface of a rotating casting wheel, the melt solidifying on the outer surface of the casting wheel and forming a ribbon. A jet is directed at the moving outer surface of the casting wheel and the outer surface of the casting wheel is machined with the jet. The jet has solid particles.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Herstellen eines Bandes mit einer Rascherstarrungstechnologie, ein Verfahren zum Herstellen eines Bandes mit einer Rascherstarrungstechnologie sowie ein metallisches Band.The invention relates to a system for manufacturing a strip using rapid solidification technology, a method for manufacturing a strip using rapid solidification technology, and a metallic strip.

Aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es wünschenswert, dass dünne rascherstarrte Metallbänder in großen zusammenhängenden Bandlängen hergestellt werden können, ohne dass dieses Band im Herstellprozess abreißt und ohne dass die Qualität des Bandes sich über die Dauer des Gießprozesses negativ ändert. Durch die thermomechanische Belastung des Gießrades während der Bandherstellung setzt jedoch schon innerhalb weniger darauf hergestellter Bandkilometer eine kontinuierliche Zerrüttung der Gießspur-Oberfläche des Gießrades ein, welche zu inhomogener Bandqualität mit einem Anstieg der Rauheit führt und somit unter anderem den Laminierfaktor der Bänder herabsetzt.From an economic point of view, it is desirable that thin, rapidly solidified metal strips can be manufactured in large continuous strip lengths without this strip tearing off in the manufacturing process and without the quality of the strip changing negatively over the duration of the casting process. Due to the thermomechanical loading of the casting wheel during strip production, however, the casting track surface of the casting wheel is continuously disrupted within a few kilometers of strip produced on it, which leads to inhomogeneous strip quality with an increase in roughness and thus, among other things, reduces the lamination factor of the strips.

Zur Herstellung möglichst langer zusammenhängender Bandstücke mit gleichbleibender Qualität ist es daher bekannt, die Oberfläche der Gießspur simultan zur Bandherstellung zu bearbeiten, um die Qualität der Oberfläche möglichst lange zu erhalten. Dies kann durch materialabtragende Prozesse wie Polieren des Gießrades, wie in der EP 3 089 175 B1 offenbart, oder durch Schleifen des Gießrades oder durch Bürsten, wie in der US 6 749 700 B2 offenbart, erreicht werden. Die US 9 700 937 B1 offenbart ein alternatives Umformungsverfahren, bei dem die Gießradspur kontinuierlich rolliert wird, um diese zu glätten. Weitere Verbesserungen sind jedoch wünschenswert.In order to produce continuous pieces of tape that are as long as possible and of constant quality, it is therefore known to process the surface of the casting track simultaneously with the production of the tape in order to maintain the quality of the surface for as long as possible. This can be done through material-removing processes such as polishing the casting wheel, as in the EP 3 089 175 B1 disclosed, or by grinding the casting wheel or by brushing, as in FIG US 6,749,700 B2 revealed to be achieved. the US 9 700 937 B1 discloses an alternative forming process in which the casting wheel track is continuously rolled in order to smooth it. However, further improvements are desirable.

Die Aufgabe besteht somit darin, ein Metallband mit guter Materialqualität zuverlässig in großen Längen herzustellen.The task is therefore to reliably produce a metal strip with good material quality in great lengths.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen eines Bandes mit einer Rascherstarrungstechnologie bereitgestellt, bei dem eine Schmelze auf eine sich bewegende Außenoberfläche eines sich drehenden Gießrades gegossen wird, wobei die Schmelze auf der Außenoberfläche erstarrt und ein Band geformt wird. Ein Strahl wird an die sich bewegende Außenoberfläche des Gießrades gerichtet und die Außenoberfläche des Gießrades mit dem Strahl bearbeitet. Der Strahl weist feste Partikel auf.According to the present invention there is provided a method for producing a strip using rapid solidification technology, in which a melt is poured onto a moving outer surface of a rotating casting wheel, the melt on the outer surface solidifying and a strip being formed. A jet is directed at the moving outer surface of the casting wheel and the outer surface of the casting wheel is machined with the jet. The jet has solid particles.

Die Partikel können aus verschiedenen Materialien bestehen. Beispielweise können die Partikel metallisch, keramisch, anorganisch oder organisch sein. In manchen Ausführungsbeispielen weisen die Partikel eine Partikelgröße von 10 µm bis 10 mm, vorzugweise 10 µm bis 500 µm auf. Die Partikel können kugelförmig, länglich oder eckig sein.The particles can consist of various materials. For example, the particles can be metallic, ceramic, inorganic or organic. In some exemplary embodiments, the particles have a particle size of 10 μm to 10 mm, preferably 10 μm to 500 μm. The particles can be spherical, oblong or angular.

In manchen Ausführungsbeispielen werden die Partikel mit einem Trägergas an die Außenoberfläche beschleunigt. Der Druck des Trägergases kann einstellbar sein, um den Wirkungsgrad des Strahls aus festen Partikeln einzustellen.In some exemplary embodiments, the particles are accelerated to the outer surface with a carrier gas. The pressure of the carrier gas can be adjustable in order to adjust the efficiency of the jet of solid particles.

Eine Strahltechnik wird somit in Verbindung mit dem Gießverfahren der Rascherstarrung verwendet, um die Außenoberfläche des Gießrades, insbesondere die Gießspur, auf die die Schmelze gegossen wird, zu bearbeiten und vorzubereiten, sodass ein metallisches Band mit höherer gleichmäßiger Qualität in großen Längen hergestellt werden kann. Über einen Trägerstoff wie beispielsweise Druckluft, Gase und/oder Fluide oder über mechanische Komponenten wie ein Schleuderrad können unterschiedliche Strahlmittel mit hoher kinetischer Energie auf die Außenoberfläche des Gießrades befördert werden, um deren Zustand oder deren Eigenschaften zu verändern.A blasting technique is thus used in connection with the rapid solidification casting process in order to process and prepare the outer surface of the casting wheel, in particular the casting track on which the melt is poured, so that a metallic strip of higher uniform quality can be produced in great lengths. Using a carrier such as compressed air, gases and / or fluids or mechanical components such as a centrifugal wheel, different blasting media with high kinetic energy can be conveyed onto the outer surface of the casting wheel in order to change its condition or properties.

Mit der Wahl der Parameter des Strahls lässt sich eine sehr intensive und gleichzeitig sehr schonende Bearbeitung der Außenoberfläche des Gießrades erreichen, sodass sich Verschleißerscheinungen erst gar nicht ausbilden können. Dabei entsteht kein oder nur ein vernachlässigbarer Materialabtrag, weil bei geeigneter Auswahl des Strahlmittels im wesentlichen nur Umformungsprozesse stattfinden. Durch die kontinuierliche Umformung der gesamten beanspruchten Außenoberfläche kann über eine lange Zeitspanne eine gleichmäßige, isotrope Topologie der Außenoberfläche des Gießrades im Bereich der Gießspur, eine stabile Benetzung sowie eine hohe Produktqualität erzielt werden.With the choice of the parameters of the jet, a very intensive and at the same time very gentle processing of the outer surface of the casting wheel can be achieved, so that signs of wear cannot develop in the first place. This results in no or only negligible material removal, because with a suitable selection of the blasting agent, essentially only deformation processes take place. Due to the continuous reshaping of the entire stressed outer surface, a uniform, isotropic topology of the outer surface of the casting wheel in the area of the casting track, stable wetting and high product quality can be achieved over a long period of time.

In einem Ausführungsbeispiel trifft der Strahl die Außenoberfläche des Gießrades, während die Schmelze auf die Außenoberfläche des sich drehenden Gießrades gegossen wird. Das Bearbeitungsverfahren mit dem Strahl von festen Partikeln kann somit inline durchgeführt werden.In one embodiment, the jet strikes the outer surface of the casting wheel while the melt is poured onto the outer surface of the rotating casting wheel. The machining process with the jet of solid particles can thus be carried out inline.

In manchen Ausführungsbeispielen wird die Außenoberfläche des Gießrades durch den Strahl umgeformt bzw. konditioniert, wobei kein oder nur ein vernachlässigbarer Materialabtrag und Masseverlust auftritt.In some exemplary embodiments, the outer surface of the casting wheel is reshaped or conditioned by the jet, with no or only negligible material removal and loss of mass occurring.

Hierin wird ein Umformungsverfahren durch eine Abtragsrate des Materials des Gießrades von weniger als 10 µm/min, vorzugsweise weniger als 5 µm/min, vorzugsweise weniger als 1 µm/min definiert. Beispielsweise können kugelförmige Partikel verwendet werden, um die Abtragsrate unterhalb dieser Grenze zu halten, damit die Außenoberfläche umgeformt und konditioniert wird. Eine Umformungsverfahren hat den Vorteil, dass ein Verschleiß der Außenoberfläche vermieden wird, so dass eine hohe Bandqualität über eine langen Zeitspanne erreicht werden kann. Der Durchmesser des Gießrads wird somit über eine längere Zeitspanne nicht wesentlich reduziert, so dass Einstellungen zum Abstand zwischen der Gießdüse und der Außenoberfläche vermieden werden können und die Dicke des Bands homogener bleibt. In alternativen Ausführungsbeispielen wird jedoch ein abrasives oder abtragendes Verfahren durch die Bearbeitung der Außenoberfläche mit dem Strahl aus festen Partikeln gewünscht. In diesen Ausführungsbeispielen ist die Abtragsrate des Materials der Außenoberfläche größer als 10 µm/min. Beispielsweise können kantige Partikel verwendet werden, um die Abtragsrate zu erhöhen. Ein abtragendes Verfahren kann verwendet werden, um die Außenoberfläche zu erneuern, zum Beispiel um Oxidation und Verschleißerscheinungen zu entfernen.A deformation process is defined herein by a rate of removal of the material of the casting wheel of less than 10 μm / min, preferably less than 5 μm / min, preferably less than 1 μm / min. For example, spherical particles can be used to keep the removal rate below this limit so that the outer surface is reshaped and conditioned. A forming process has the advantage that wear on the outer surface is avoided, so that a high quality strip is achieved over a long period of time can be. The diameter of the casting wheel is therefore not significantly reduced over a longer period of time, so that adjustments to the distance between the casting nozzle and the outer surface can be avoided and the thickness of the strip remains more homogeneous. In alternative embodiments, however, an abrasive or ablative process is desired by machining the outer surface with the jet of solid particles. In these exemplary embodiments, the removal rate of the material of the outer surface is greater than 10 μm / min. For example, angular particles can be used to increase the removal rate. An abrasive process can be used to renew the outer surface, for example to remove oxidation and wear and tear.

In manchen Ausführungsbeispielen wird die Oberflächenrauheit der Außenoberfläche des Gießrades durch den Strahl geändert. In manchen Ausführungsbeispielen kann die mittlere Oberflächenrauheit Ra erhöht werden. Jedoch können Spitzen verringert und größere Fremdpartikel entfernt werden, sodass der Wert von Rz reduziert wird. Die Qualität des Bandes kann somit erhöht werden, da das Risiko von Bandabrissen und Löchern reduziert wird.In some exemplary embodiments, the surface roughness of the outer surface of the casting wheel is changed by the jet. In some exemplary embodiments, the mean surface roughness R a can be increased. However, peaks can be reduced and larger foreign particles removed, so that the value of R z is reduced. The quality of the tape can thus be increased, since the risk of tape tears and holes is reduced.

Ein weiterer Vorteil der Strahltechnik ergibt sich durch die Verwendung von sehr unterschiedlichen Strahlmitteln. Die durch das Strahlen entstehende Oberflächentopologie ist sehr variabel und im Gegensatz zu vielen anderen Bearbeitungstechniken in x-y-Richtung isotrop, d.h. es entstehen keine richtungsabhängigen Bearbeitungsspuren wie beim Drehen, Fräsen, Schleifen, Bürsten oder Polieren.Another advantage of blasting technology results from the use of very different blasting media. The surface topology created by the blasting is very variable and, in contrast to many other processing techniques, isotropic in the x-y direction, i.e. there are no direction-dependent processing traces such as when turning, milling, grinding, brushing or polishing.

In manchen Ausführungsbeispielen erzeugt der Strahl eine lateral isotrope Struktur in der Außenoberfläche des Gießrades. Die Oberflächenstruktur hat somit keine richtungsabhängige Struktur, d.h. die Struktur in einer X-Richtung quer zur Gießspur bzw. quer zur Rotationsrichtung des Gießrades ist gleich der Struktur in einer Y-Richtung entlang der Gießspur bzw. in Rotationsrichtung des Gießrades. Da die Oberfläche des Bandes, die auf dem Gießrad erstarrt, die Oberflächenstruktur des Gießrades weitgehend annimmt, weist diese Seite des Bandes auch eine richtungsunabhängige Struktur auf. Dies ist von Vorteil, wenn die Oberflächenstruktur einen Einfluss auf die Eigenschaften des Bandes hat und homogene Eigenschaften in Querrichtung und in Längsrichtung des Bandes gewünscht sind.In some exemplary embodiments, the jet creates a laterally isotropic structure in the outer surface of the casting wheel. The surface structure therefore does not have a direction-dependent structure, i.e. the structure in an X direction across the casting track or across the direction of rotation of the casting wheel is the same as the structure in a Y direction along the casting track or in the direction of rotation of the casting wheel. Since the surface of the strip that solidifies on the casting wheel largely adopts the surface structure of the casting wheel, this side of the strip also has a direction-independent structure. This is advantageous when the surface structure has an influence on the properties of the tape and homogeneous properties are desired in the transverse direction and in the longitudinal direction of the tape.

In manchen Ausführungsbeispielen werden eine Geschwindigkeit des Strahls und/oder ein Massenstrom des Strahls eingestellt, um die Oberflächenrauheit der Außenoberfläche des Gießrades einzustellen. Beispielsweise können die Geschwindigkeit und/oder der Massenstrom erhöht werden, um festanhaftende Verunreinigungen und/oder Verschleißerscheinungen von der Außenoberfläche zu entfernen.In some exemplary embodiments, a speed of the jet and / or a mass flow rate of the jet are adjusted in order to adjust the surface roughness of the outer surface of the casting wheel. For example, the speed and / or the mass flow can be increased in order to remove firmly adhering impurities and / or signs of wear from the outer surface.

Die Möglichkeiten der Strahltechnik reichen von einer sanften Reinigung über den aggressiven Materialabtrag, der beispielsweise mit Sandstrahlen oder Korundstrahlen erreicht werden kann, bis hin zu einer gezielten Verfestigung des Werkstoffes im oberflächennahen Bereich durch Kaltumformung bzw. durch Einbringung von Eigenspannungen, wie dies beispielsweise mit Kugelstrahlen erreicht werden kann.The possibilities of blasting technology range from gentle cleaning to aggressive material removal, which can be achieved, for example, with sandblasting or corundum blasting, to targeted solidification of the material in the near-surface area by cold forming or by introducing internal stresses, as achieved, for example, with shot peening can be.

Auch bei der Intensität der Bearbeitung bietet die Strahltechnik einen extrem weiten Variationsbereich. Dabei ist die Auswahl des passenden Strahlmittels von wesentlicher Bedeutung. Strahlmittel unterscheiden sich in Material (organisch, anorganisch, keramisch, metallisch usw.), Partikelgröße (von µm .... mm-Bereich), Festigkeitswerten (Härte, Dehngrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung, E-Modul usw.), Geometrie (scharfkantig, rund, länglich usw.) und spezifischem Gewicht.Beam technology also offers an extremely wide range of variation in the intensity of the processing. The selection of the right abrasive is essential. Blasting media differ in material (organic, inorganic, ceramic, metallic, etc.), particle size (from µm .... mm range), strength values (hardness, yield strength, tensile strength, elongation at break, modulus of elasticity, etc.), geometry (sharp-edged , round, elongated, etc.) and specific weight.

In manchen Ausführungsbeispielen werden die Partikel nach dem Treffen auf die Außenoberfläche des Gießrades abgesaugt. Somit kann ein Bereich der Außenoberfläche gezielt bearbeitet werden, und es wird gleichzeitig verhindert, dass Partikel in den Schmelztropfen und damit in das sich bildende Metallband gelangen.In some exemplary embodiments, the particles are sucked off after they hit the outer surface of the casting wheel. In this way, an area of the outer surface can be processed in a targeted manner, and at the same time it is prevented that particles get into the melt droplets and thus into the metal strip that is being formed.

In einem Ausführungsbeispiel wird der Strahl mittels Druckluftstrahlen oder Saugkopfstrahlen oder Injektorstrahlen mit Strahlmittelrückführung auf die Außenoberfläche des Gießrades gerichtet. Das Saugkopfstrahlen und das Injektorstrahlen mit Strahlmittelrückführung haben den Vorteil einer geringeren räumlichen Emission von Strahlmittel. Somit kann das Eindringen des Strahlmittels bzw. fester Partikel in die Schmelze und das erstarrte Band besser vermieden werden. Beispielsweise können auf die schnell rotierende Gießradoberfläche aufgesetzte Ringbürsten verwendet werden, um den Strahlraum gut gegen die Umgebung abzudichten, sodass nur ein geringer Austrag an Strahlmittel stattfindet.In one embodiment, the jet is directed onto the outer surface of the casting wheel by means of compressed air jets or suction head jets or injector jets with blasting medium return. Suction head blasting and injector blasting with abrasive return have the advantage of lower spatial emission of abrasive. In this way, the penetration of the blasting agent or solid particles into the melt and the solidified strip can be better avoided. For example, ring brushes placed on the rapidly rotating casting wheel surface can be used to seal off the blasting space well from the environment so that only a small amount of blasting media is discharged.

In manchen Ausführungsbeispielen werden eine oder mehrere Strahldüsen verwendet, um den Strahl bzw. die Strahlen an die Außenoberfläche des Gießrades auszurichten. In manchen Ausführungsbeispielen ist ein Abstand zwischen den Strahldüsen und der Außenoberfläche des Gießrades einstellbar, damit die Intensität, mit der der Strahl die Außenoberfläche des Gießrades trifft, einstellbar ist.In some exemplary embodiments, one or more jet nozzles are used to align the jet or jets with the outer surface of the casting wheel. In some exemplary embodiments, a distance between the jet nozzles and the outer surface of the casting wheel can be adjusted so that the intensity with which the jet hits the outer surface of the casting wheel can be adjusted.

In manchen Ausführungsbeispielen bewegt sich die Außenoberfläche des Gießrades in einer Rotationsrichtung. Der Strahl aus festen Partikeln trifft die Außenoberfläche des Gießrades an einer ersten Position, die in Rotationsrichtung gesehen vor einer zweiten Position angeordnet ist, an der die Schmelze die Außenoberfläche trifft. Diese erste Position ist in Rotationsrichtung gesehen nach dem Ablösepunkt des Bandes vom Gießrad angeordnet. Die Außenoberfläche wird somit mit dem Strahl aus festen Partikeln nach der Ablösung des erstarrten Bandes und vor dem Kontakt der Schmelze bearbeitet.In some embodiments, the outer surface of the casting wheel moves in a direction of rotation. The jet of solid particles hits the outer surface of the casting wheel at a first one Position which, viewed in the direction of rotation, is arranged in front of a second position at which the melt hits the outer surface. This first position is arranged after the detachment point of the strip from the casting wheel, as seen in the direction of rotation. The outer surface is thus processed with the jet of solid particles after the solidified strip has been detached and before the melt comes into contact.

Die Strahltechnik zum Bearbeiten der Außenoberfläche des Gießrades kann zusammen mit einem oder mehreren weiteren Oberflächenbearbeitungsmethoden verwendet werden.The blasting technique for processing the outer surface of the casting wheel can be used together with one or more other surface processing methods.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Außenoberfläche ferner an einer dritten Position mit einem Oberflächenbearbeitungsmittel gereinigt oder umgeformt oder abtragend bearbeitet. Diese dritte Position ist in Rotationsrichtung gesehen nach der ersten Position, an der der Strahl aus festen Partikeln die Außenoberfläche des Gießrades trifft, angeordnet, jedoch in Rotationsrichtung gesehen vor der zweiten Position, an der die Schmelze die Außenoberfläche des Gießrades trifft.In one embodiment, the outer surface is further cleaned or reshaped or abraded at a third position with a surface treatment agent. This third position is arranged after the first position, seen in the direction of rotation, at which the jet of solid particles hits the outer surface of the casting wheel, but seen in the direction of rotation, before the second position, at which the melt hits the outer surface of the casting wheel.

Wenn mit dem Strahl aus festen Partikel die Außenoberfläche des Gießrades umgeformt wird, kann das nachfolgende Oberflächenbearbeitungsmittel die Außenoberfläche umformen und/oder reinigen, da ein abtragendes abrasives Verfahren die Oberflächenrauheit gegenüber die umgeformte Oberflächenrauheit erhöhen könnte. Wenn jedoch mit dem Strahl aus festen Partikel die Außenoberfläche abgetragen wird, kann das nachfolgende Oberflächenbearbeitungsmittel die Außenoberfläche umformen, abtragen und/oder reinigen.If the outer surface of the casting wheel is reshaped with the jet of solid particles, the subsequent surface treatment agent can reshape and / or clean the outer surface, since an abrasive abrasive process could increase the surface roughness compared to the reshaped surface roughness. If, however, the outer surface is removed with the jet of solid particles, the subsequent surface processing agent can reshape, remove and / or clean the outer surface.

Das Oberflächenbearbeitungsmittel an dieser dritten Position können eine oder mehrere Bürsten sein, die auf die Außenoberfläche des Gießrades angepresst werden, während sich das Gießrad dreht und/oder einen Druckluftstrahl und/oder einen CO2 aufweisenden Strahl aufweisen. Das CO2 des CO2 aufweisenden Strahls trifft zumindest teilweise in festem Zustand die sich bewegende Außenoberfläche des Gießrades.The surface treatment means at this third position can be one or more brushes which are pressed onto the outer surface of the casting wheel while the casting wheel is rotating and / or have a jet of compressed air and / or a jet containing CO 2. The CO 2 of the CO 2 containing jet strikes at least partially in the solid state the moving outer surface of the casting wheel.

Im Falle, dass das Oberflächenbearbeitungsmittel an der dritten Position einen CO2 aufweisenden Strahl aufweist, können Rückstände auf dem Gießrad, welche zu Benetzungsproblemen der Schmelze und zu Defekten im Band führen können, entfernt werden. Durch materialabtragende Prozesse können Rückstände der Bearbeitung wie Staub, Borstenhaare, Politur- und/oder Schmiermittelrückstände auf der Außenoberfläche des Gießrades bleiben, und können so bis in den Schmelztropfen hineingetragen werden und dort zu Fehlstellen in den sich formenden Bändern führen. Bei dickeren Bändern von mehr als 20 µm Banddicke können solche Benetzungsprobleme als Lufttaschen auf der Gießradseite des amorphen Bandes ersichtlich sein. Insbesondere bei dünnen Bändern mit einer Dicke von weniger als 20 µm können jedoch diese Benetzungsdefekte zu unerwünscht großen Löchern im Band führen, die Ausgangspunkt von Abrissen im Band sein können. Auch bei umformenden Bearbeitungsmethoden der Gießradoberfläche ist nicht auszuschließen, dass Schmiermittel von den Dreh- und Lagerpunkten auf die Radoberfläche gelangt und dort zu Störungen der Benetzung und somit zu Fehlstellen im Band führen. Diese Rückstände auf der Außenoberfläche des Gießrades werden erfindungsgemäß mit einem Strahl entfernt, mit dessen Hilfe CO2 in festem Zustand auf die Außenoberfläche beschleunigt wird, wobei dieser Strahl die Rückstände entfernen kann, um die Oberflächenqualität der Außenoberfläche zu verbessern. Somit kann die Anzahl an Fehlstellen im Band reduziert werden. Die Produktionslänge kann auch erhöht und eine niedrige Oberflächenrauheit über größere Längen des Bandes gewährleistet werden.In the event that the surface treatment agent has a jet containing CO 2 at the third position, residues on the casting wheel, which can lead to wetting problems of the melt and to defects in the strip, can be removed. Due to material-removing processes, machining residues such as dust, bristle hair, polish and / or lubricant residues can remain on the outer surface of the casting wheel and can thus be carried into the melt droplets and lead to imperfections in the forming strips. In the case of thicker strips of more than 20 μm strip thickness, such wetting problems can be seen as air pockets on the casting wheel side of the amorphous strip. However, particularly in the case of thin strips with a thickness of less than 20 μm, these wetting defects can lead to undesirably large holes in the strip, which can be the starting point for breaks in the strip. Even with forming methods of machining the casting wheel surface, it cannot be ruled out that lubricant can get from the pivot and bearing points onto the wheel surface and lead to disturbances in wetting and thus to flaws in the strip. According to the invention, these residues on the outer surface of the casting wheel are removed with a jet with the aid of which CO 2 is accelerated in a solid state onto the outer surface, this jet being able to remove the residues in order to improve the surface quality of the outer surface. Thus, the number of defects in the tape can be reduced. The production length can also be increased and a low surface roughness can be ensured over longer lengths of the strip.

Das feste CO2 hat den weiteren Vorteil, dass es sublimiert. Somit wird verhindert, dass der Strahl selbst Rückstände auf der Außenoberfläche zurücklässt. Durch diese Sublimation können auch Rückstände und andere unerwünschte Fremdkörper wie Schmiermittel, die in festem sowie flüssigem Zustand auf der Oberfläche des Gießrades vorhanden sind, durch die Sublimation der auf der Oberfläche auftretenden CO2-Partikel vom festem Zustand in die Gasphase mitgetragen und entfernt werden.The solid CO 2 has the further advantage that it sublimates. This prevents the jet itself from leaving residues on the outer surface. Through this sublimation, residues and other undesirable foreign bodies such as lubricants, which are present in the solid and liquid state on the surface of the casting wheel, can also be carried along and removed from the solid state in the gas phase through the sublimation of the CO 2 particles occurring on the surface.

In einem Ausführungsbeispiel trifft der gashaltige Strahl an der dritten Position die Außenoberfläche des Gießrades, während die Schmelze auf die Außenoberfläche des sich drehenden Gießrades gegossen wird. Somit kann die Außenoberfläche inline und vor jedem Kontakt mit der Schmelze bearbeitet und gereinigt werden. Dieses Ausführungsbeispiel kann bei Verfahren verwendet werden, bei denen die Außenoberfläche mit einem abtragenden und/oder umformenden Verfahren bearbeitet wird, während die Schmelze auf die Außenoberfläche des rotierenden Gießrades gegossen wird.In one embodiment, the gas-containing jet hits the outer surface of the casting wheel at the third position, while the melt is poured onto the outer surface of the rotating casting wheel. Thus, the outer surface can be processed and cleaned inline and before each contact with the melt. This exemplary embodiment can be used in processes in which the outer surface is machined with an abrasive and / or reshaping process while the melt is poured onto the outer surface of the rotating casting wheel.

Eine oder mehrere Strahldüsen können vorgesehen werden, durch die der CO2 aufweisenden Strahl bzw. die Strahlen an die Außenoberfläche des Gießrades gerichtet werden. Somit kann der Strahl räumlich gerichtet werden, um einen vorbestimmten Bereich der Außenoberfläche, vornehmlich die Gießspur, zu bearbeiten.One or more jet nozzles can be provided through which the jet or jets containing CO 2 are directed to the outer surface of the casting wheel. The beam can thus be directed spatially in order to process a predetermined area of the outer surface, primarily the casting track.

In einem Ausführungsbeispiel ist ein Abstand zwischen der Strahldüse und der Außenoberfläche des Gießrades einstellbar. Damit kann die Intensität, mit der der gashaltige Strahl die Außenoberfläche des Gießrades trifft, eingestellt werden.In one embodiment, a distance between the jet nozzle and the outer surface of the casting wheel can be adjusted. In this way, the intensity with which the gas-containing jet hits the outer surface of the casting wheel can be adjusted.

In einem Ausführungsbeispiel wird als Strahl eine CO2-Quelle aus flüssigem CO2 bereitgestellt. Aus diesem flüssigen CO2 kristallisieren Teilchen, d.h. CO2 in festem Zustand, um einen CO2-Schnee zu bilden, der die Außenoberfläche des Gießrades als gas- und CO2-Schnee-haltiger Strahl trifft. Die Teilchen, die aus dem flüssigen CO2 kristallisieren, sind typischerweise aufgrund dieses Verfahrens kugelförmig. Die Teilchen aus CO2-Schnee weisen eine Durchschnittspartikelgröße von 0,1 µm bis 100µm auf.In one embodiment, a CO 2 source of liquid CO 2 is provided as a jet. From this liquid CO 2, particles crystallize, ie CO 2 in a solid state, to form CO 2 snow, which hits the outer surface of the casting wheel as a jet containing gas and CO 2 snow. The particles that crystallize from the liquid CO 2 are typically spherical due to this process. The particles of CO 2 snow have an average particle size of 0.1 µm to 100 µm.

In einem Ausführungsbeispiel werden die Teilchen aus CO2-Schnee ohne zusätzliches Trägergas im CO2-Gasstrom auf die Außenoberfläche des Gießrades beschleunigt.In one embodiment, the particles of CO 2 snow are accelerated onto the outer surface of the casting wheel without additional carrier gas in the CO 2 gas flow.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden die Teilchen aus CO2-Schnee mit einem Trägergas auf die Außenoberfläche des Gießrades beschleunigt. Der Druck des Trägergases kann einstellbar sein.In an alternative embodiment, the particles of CO 2 snow are accelerated onto the outer surface of the casting wheel with a carrier gas. The pressure of the carrier gas can be adjustable.

Die Schmelze und somit das Band kann verschiedene Zusammensetzungen haben. In einem Ausführungsbeispiel besteht die Schmelze aus Fe100-a-b-w-x-y-z Ta Mb Siw Bx Py Cz (in Atom-%), wobei T eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Co, Ni, Cu, Cr und V bezeichnet, M eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Nb, Mo und Ta bezeichnet, und 0 a 70 0 b 9 0 w 18 5 x 20 0 y 7 0 z 2

Figure DE102020104311A1_0001
gilt. Die Schmelze und somit das Band können ferner bis zu 1 Atom-% an Verunreinigungen enthalten.The melt and thus the tape can have different compositions. In one embodiment, the melt consists of Fe 100-abwxyz T a M b S iw B x P y C z (in atomic%), where T is one or more of the elements of the group consisting of Co, Ni, Cu, Cr and V denotes, M denotes one or more of the elements of the group consisting of Nb, Mo and Ta, and 0 a 70 0 b 9 0 w 18th 5 x 20th 0 y 7th 0 z 2
Figure DE102020104311A1_0001
is applicable. The melt and thus the tape can also contain up to 1 atom% of impurities.

Das erstarrte Band ist normalerweise zumindest überwiegend amorph und kann in einem weiteren Verfahren wärmebandelt werden, um ein nanokristallines Band herzustellen. Die Wärmebehandlung kann auch verwendet werden, um die Eigenschaften, beispielsweise die magnetischen Eigenschaften, des Bandes einzustellen.The solidified ribbon is normally at least predominantly amorphous and can be heat treated in a further process in order to produce a nanocrystalline ribbon. The heat treatment can also be used to adjust the properties, for example the magnetic properties, of the tape.

Beispielsweise kann das erstarrte amorphe Band zu zumindest 80 Volumen-% aus amorphem Material bestehen. Das nanokristalline Band kann zumindest 80 Volumen-% nanokristalline Körner und amorphe Restmatrix aufweisen, von denen zumindest 80% der nanokristallinen Körner eine mittlere Korngröße kleiner als 50 nm und eine zufällige Orientierung zeigen.For example, the solidified amorphous band can consist of at least 80% by volume of amorphous material. The nanocrystalline band can have at least 80% by volume of nanocrystalline grains and amorphous residual matrix, of which at least 80% of the nanocrystalline grains have an average grain size of less than 50 nm and a random orientation.

Erfindungsgemäß wird eine Anlage zum Herstellen eines Metallbandes mit einer Rascherstarrungstechnologie bereitgestellt. Die Anlage umfasst ein sich drehendes Gießrad mit einer Außenoberfläche, auf die durch eine Düse eine Schmelze gegossen wird, wobei die Schmelze auf der Außenoberfläche erstarrt und ein Metallband geformt wird. Die Anlage umfasst ferner Mittel zum Richten eines feste Partikel aufweisenden Strahls an die Außenoberfläche des Gießrades, um die Außenoberfläche des Gießrades mit dem Strahl zu bearbeiten.According to the invention, a system for producing a metal strip with rapid solidification technology is provided. The system comprises a rotating casting wheel with an outer surface onto which a melt is poured through a nozzle, the melt solidifying on the outer surface and forming a metal strip. The system further comprises means for directing a jet comprising solid particles onto the outer surface of the casting wheel in order to process the outer surface of the casting wheel with the jet.

Die festen Partikel können anorganisch, organisch, keramisch oder metallisch sein. Die Partikel können eine Partikelgröße von 10 µm bis 10 mm, vorzugweise 10 µm bis 500 µm aufweisen und kugelförmig, länglich oder eckig sein.The solid particles can be inorganic, organic, ceramic or metallic. The particles can have a particle size of 10 μm to 10 mm, preferably 10 μm to 500 μm, and can be spherical, oblong or angular.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Form und Größe der Partikel und/oder der Strahldruck ausgewählt, um die Außenoberflächen umzuformen und die Abtragsrate auf weniger als 10 µm/min, vorzugsweise weniger als 5 µm/min, vorzugsweise weniger als 1 µm/min zu reduzieren.In one embodiment, the shape and size of the particles and / or the jet pressure is selected to reshape the outer surfaces and reduce the removal rate to less than 10 μm / min, preferably less than 5 μm / min, preferably less than 1 μm / min.

Beispielsweise kann das Mittel zum Richten eines feste Partikel aufweisenden Strahls ein Düsensystem aufweisen, das zum Druckluftstrahlen oder Saugkopfstrahlen oder Injektorstrahlen mit Strahlmittelrückführung geeignet ist. Das Düsensystem kann eine Einstoffdüse oder eine Zweistoffdüse aufweisen. In manchen Ausführungsbeispielen ist das Düsensystem ferner mit einer Trägergasquelle verbindbar, mit dessen Hilfe die festen Partikel auf die Außenoberfläche des Gießrades beschleunigt werden.For example, the means for directing a jet containing solid particles can have a nozzle system which is suitable for compressed air blasting or suction head blasting or injector blasting with blasting medium return. The nozzle system can have a single-fluid nozzle or a two-fluid nozzle. In some exemplary embodiments, the nozzle system can also be connected to a carrier gas source, with the aid of which the solid particles are accelerated onto the outer surface of the casting wheel.

Das Düsensystem kann verwendet werden, die räumliche Richtung des Strahls zu bestimmen, damit der Strahl auf die Außenoberfläche des Gießrades trifft, insbesondere auf eine gewünschte Stelle der Außenoberfläche des Gießrades trifft.The nozzle system can be used to determine the spatial direction of the jet so that the jet hits the outer surface of the casting wheel, in particular hits a desired location on the outer surface of the casting wheel.

In manchen Ausführungsbeispielen weist die Anlage ferner ein Absaugsystem zum Entfernen der festen Partikel und des von der Außenoberfläche des Gießrades abgelösten Materials auf. Somit kann das Eindringen der festen Partikel und des abgelösten Materials in die Schmelze und das daraus erstarrte Band besser vermieden werden.In some exemplary embodiments, the system also has a suction system for removing the solid particles and the material detached from the outer surface of the casting wheel. In this way, the penetration of the solid particles and the detached material into the melt and the band solidified from it can be better avoided.

In manchen Ausführungsbeispielen ist das Gießrad in einer Rotationsrichtung bewegbar und das Mittel ist derart ausgebildet bzw. in Bezug auf das Gießrad angeordnet, dass der Strahl die Außenoberfläche des Gießrades an einer ersten Position trifft, die in Rotationsrichtung gesehen vor einer zweiten Position angeordnet ist, an der die Schmelze die Außenoberfläche des Gießrades trifft. Somit wird die Außenoberfläche mit dem Strahl fester Partikel bearbeitet und die Schmelze auf die bearbeitete Außenoberfläche gegossen.In some exemplary embodiments, the casting wheel can be moved in a direction of rotation and the means is designed or arranged in relation to the casting wheel in such a way that the jet strikes the outer surface of the casting wheel at a first position which, when viewed in the direction of rotation, is arranged before a second position which the melt hits the outer surface of the casting wheel. Thus, the outer surface becomes solid particles with the jet machined and poured the melt onto the machined outer surface.

In manchen Ausführungsbeispielen weist die Anlage ferner Oberflächenbearbeitungsmittel zum Bearbeiten der Außenoberfläche an einer dritten Position des Gießrades auf. Diese dritte Position ist in Rotationsrichtung gesehen nach der ersten Position, an der der Strahl die Außenoberfläche trifft, jedoch in Rotationsrichtung gesehen vor der zweiten Position angeordnet, an der die Schmelze die Außenoberfläche des Gießrades trifft.In some exemplary embodiments, the system also has surface processing means for processing the outer surface at a third position of the casting wheel. This third position, viewed in the direction of rotation, is arranged after the first position, at which the jet hits the outer surface, but, viewed in the direction of rotation, is arranged before the second position, at which the melt hits the outer surface of the casting wheel.

Die Außenoberfläche des Gießrades wird somit zunächst mit dem Strahl fester Partikel und danach mit den zusätzlichen Oberflächenbearbeitungsmitteln nochmals bearbeitet und erst dann wird die Schmelze auf die mehrfach bearbeitete Außenoberfläche des Gießrades gegossen. Die Anlage kann auch mehrere Oberflächenbearbeitungsmittel aufweisen, sodass die Außenoberfläche nach der Bearbeitung mit dem Strahl aus festen Partikeln mehrfach bearbeitet werden kann.The outer surface of the casting wheel is thus first processed with the jet of solid particles and then again with the additional surface processing agents and only then is the melt poured onto the repeatedly processed outer surface of the casting wheel. The system can also have several surface processing means, so that the outer surface can be processed several times after processing with the jet of solid particles.

Das Oberflächenbearbeitungsmittel an dieser dritten Position kann eine oder mehrere Bürsten, die auf die Außenoberfläche des sich drehenden Gießrades angepresst werden, während sich die Gießradaußenoberfläche bewegt, und/oder Mittel zum Richten eines CO2 aufweisenden Strahls an die Außenoberfläche des Gießrades aufweisen, wobei der Strahl CO2 aufweist, das zumindest teilweise in festem Zustand die sich bewegende Außenoberfläche des Gießrades trifft, um die Außenoberfläche des Gießrades mit dem Strahl zu bearbeiten und/oder zu reinigen.The surface treatment means at this third position can have one or more brushes which are pressed onto the outer surface of the rotating casting wheel while the casting wheel outer surface is moving, and / or means for directing a jet containing CO 2 onto the outer surface of the casting wheel, the jet Has CO 2 , which at least partially in the solid state hits the moving outer surface of the casting wheel in order to process and / or clean the outer surface of the casting wheel with the jet.

Das Oberflächenbearbeitungsmittel an dieser dritten Position kann somit mehrere getrennte Mittel aufweisen, beispielsweise zwei in Rotationsrichtung gesehen nacheinander angeordnete Bürsten, oder in Rotationsrichtung gesehen zunächst eine oder mehrere Bürsten und dann Mittel zum Richten eines CO2 aufweisenden Strahls.The surface treatment means at this third position can thus have several separate means, for example two brushes arranged one after the other as seen in the direction of rotation, or, as seen in the direction of rotation, first one or more brushes and then means for directing a jet containing CO 2.

In Ausführungsbeispielen, in denen die Anlage Mittel zum Richten eines CO2 aufweisenden Strahls an die Außenoberfläche des Gießrades aufweist, kann die Anlage ferner ein weiteres Düsensystem zum Bilden des CO2 aufweisenden Strahls aufweisen.In embodiments in which the plant has means for directing a jet containing CO 2 onto the outer surface of the casting wheel, the plant can furthermore have a further nozzle system for forming the jet containing CO 2.

In einem Ausführungsbeispiel weist die Anlage ferner ein Düsensystem zum Bilden des CO2 aufweisenden Strahls auf. Die Gestaltung des Düsensystems kann an die Art der CO2-Quelle angepasst werden.In one exemplary embodiment, the system also has a nozzle system for forming the jet containing CO 2. The design of the nozzle system can be adapted to the type of CO 2 source.

In einem Ausführungsbeispiel ist das CO2 als flüssiges CO2 bereitgestellt und das Düsensystem ein Düsensystem für flüssiges CO2. Das Düsensystem kann eine Einstoffdüse oder eine Zweistoffdüse aufweisen. In Ausführungsbeispielen, in denen neben dem flüssigen CO2 ein Trägergas verwendet wird, kann eine Zweistoffdüse verwendet werden.In one embodiment, the CO 2 is provided as liquid CO 2 and the nozzle system is a nozzle system for liquid CO 2 . The nozzle system can have a single-fluid nozzle or a two-fluid nozzle. In embodiments in which a carrier gas is used in addition to the liquid CO 2 , a two-substance nozzle can be used.

In manchen Ausführungsbeispielen weist die Anlage ferner ein Abluftsystem zum Entfernen von CO2-Gas auf. Somit kann sichergestellt werden, dass die Atmosphäre in der Nähe der Anlage Umweltbestimmungen und Arbeitsschutzbestimmungen erfüllt.In some exemplary embodiments, the system also has an exhaust air system for removing CO 2 gas. This ensures that the atmosphere in the vicinity of the system complies with environmental and occupational health and safety regulations.

In manchen Ausführungsbeispielen weist die Anlage ferner einen Wickler zum kontinuierlichen Aufnehmen des erstarrten Bandes auf.In some exemplary embodiments, the system also has a winder for continuously taking up the solidified strip.

In manchen Ausführungsbeispielen weist die Anlage ferner eine Gießdüse für eine Schmelze aus einer Legierung auf, aus der die Schmelze an die Außenoberfläche des Gießrades gegossen werden kann.In some exemplary embodiments, the system also has a casting nozzle for a melt made of an alloy, from which the melt can be poured onto the outer surface of the casting wheel.

Die Verwendung der Anlage nach einem der vorherstehenden Ausführungsbeispielen zum Herstellen eines metallischen Bandes, das aus Fe100-a-b-w-x-y-z Ta Mb Siw Bx Py Cz (in Atom-%) und bis zu 1 Atom-% an Verunreinigungen besteht, wobei T eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Co, Ni, Cu, Cr und V bezeichnet, M eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Nb, Mo und Ta bezeichnet, und 0 ≤ a ≤ 70, 0 ≤ b ≤ 9, 0 ≤ w ≤ 18, 5 ≤ x ≤ 20, 0 ≤ y ≤ 7 und 0 ≤ z ≤ 2 gilt.The use of the system according to one of the preceding exemplary embodiments for the production of a metallic strip consisting of Fe 100-abwxyz T a M b Si w B x P y C z (in atomic%) and up to 1 atom% of impurities, where T denotes one or more of the elements of the group consisting of Co, Ni, Cu, Cr and V, M denotes one or more of the elements of the group consisting of Nb, Mo and Ta, and 0 a 70, 0 b 9, 0 ≤ w ≤ 18, 5 ≤ x ≤ 20, 0 ≤ y ≤ 7 and 0 ≤ z ≤ 2 applies.

Erfindungsgemäß wird ein metallisches Band bereitgestellt, das aus Fe100-a-b-w-x-y-z Ta Mb Siw Bx Py Cz (in Atom.-%) und bis zu 1 Atom-% an Verunreinigungen besteht, wobei T eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Co, Ni, Cu, Cr und V bezeichnet, M eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Nb, Mo und Ta bezeichnet, und 0 ≤ a ≤ 70, 0 ≤ b ≤ 9, 0 ≤ w ≤ 18, 5 ≤ x ≤ 20, 0 ≤ y≤ 7, 0 ≤ z ≤ 2 gilt, wobei das metallische Band zumindest eine Oberfläche mit einer mittleren Oberflächenrauheit Ra zwischen 0,05 µm und 1,5 µm aufweist. According to the invention, a metallic strip is provided which consists of Fe 100-abwxyz Ta M b Si w B x P y C z (in atomic%) and up to 1 atom% of impurities, where T is one or more of the elements of the Group consisting of Co, Ni, Cu, Cr and V denotes, M denotes one or more of the elements of the group consisting of Nb, Mo and Ta, and 0 ≤ a ≤ 70, 0 ≤ b ≤ 9, 0 ≤ w ≤ 18, 5 x 20, 0 y 7, 0 z 2, the metallic strip having at least one surface with an average surface roughness R a between 0.05 μm and 1.5 μm.

In einem Ausführungsbeispiel weist die Oberflächenrauheit Ra eine Abweichung von weniger als +/-0,2 µm über eine Produktionslänge von mindestens 5 km, bevorzugt von mindestens 20 km, auf.In one embodiment, the surface roughness R a has a deviation of less than +/- 0.2 μm over a production length of at least 5 km, preferably of at least 20 km.

Das metallische Band kann duktil und amorph oder nanokristallin sein. Typischerweise ist das metallische Band im gegossenen Zustand amorph und weist ein Gefüge auf, das zumindest 80 Volumen-% amorph ist, und wird wärmebehandelt bzw. geglüht, um ein nanokristallines Gefüge aus dem amorphen Band herzustellen. Die Wärmebehandlungsbedingungen sind von der Zusammensetzung, den gewünschten Eigenschaften, z.B. den gewünschten magnetischen Eigenschaften, sowie der gewünschten Korngröße abhängig. Das nanokristalline Gefüge kann zumindest 80 Volumen-% nanokristalline Körner und amorphe Restmatrix aufweisen, von denen zumindest 80% der nanokristallinen Körner eine mittlere Korngröße kleiner als 50 nm und eine zufällige Orientierung zeigen.The metallic tape can be ductile and amorphous or nanocrystalline. Typically, the metallic strip is amorphous in the cast state and has a structure that is at least 80% by volume amorphous, and is heat-treated or annealed in order to produce a nanocrystalline structure from the amorphous strip. The heat treatment conditions depend on the composition, the properties desired, for example the desired magnetic properties, as well as the desired grain size dependent. The nanocrystalline structure can have at least 80% by volume of nanocrystalline grains and amorphous residual matrix, of which at least 80% of the nanocrystalline grains have an average grain size of less than 50 nm and a random orientation.

Das metallische Band hat eine Gießradseite, die auf der Außenoberfläche des Gießrades erstarrt ist, und eine gegenüberliegende Luftseite, die an Luft erstarrt ist. In manchen Ausführungsbeispielen weist das metallische Band auf der Gießradseite direkt nach dem Ablösen vom Gießrad eine technisch saubere Oberfläche mit Freiheit von organischen und anorganischen Rückständen auf, die aufgrund der Behandlung der Außenoberfläche des Gießrades mit dem Strahl mit CO2 in festem Zustand erreicht wird.The metallic strip has a casting wheel side which has solidified on the outer surface of the casting wheel and an opposite air side which has solidified in air. In some exemplary embodiments, the metallic strip on the casting wheel side has a technically clean surface immediately after it has been detached from the casting wheel, free of organic and inorganic residues, which is achieved in the solid state due to the treatment of the outer surface of the casting wheel with the jet with CO 2.

In manchen Ausführungsbeispielen weist das metallische Band eine Breite von 2 mm bis zu 300 mm, eine Dicke von weniger als 50 µm, und maximal 50 Löcher pro Quadratmeter auf.In some exemplary embodiments, the metallic strip has a width of 2 mm up to 300 mm, a thickness of less than 50 μm, and a maximum of 50 holes per square meter.

In manchen Ausführungsbeispielen weist das metallische Band eine Breite von 20 mm bis 200 mm und/oder eine Dicke zwischen 10 µm und 18 µm und/oder weniger als 25 Löcher pro Quadratmeter, vorzugsweise weniger als 10 Löcher pro Quadratmeter, auf. Hierin wird mit dem Begriff „Loch“ ein Loch im Band mit einer Mindestfläche von 0,1 mm2 definiert.In some exemplary embodiments, the metallic strip has a width of 20 mm to 200 mm and / or a thickness between 10 μm and 18 μm and / or fewer than 25 holes per square meter, preferably less than 10 holes per square meter. Here, the term “hole” is used to define a hole in the strip with a minimum area of 0.1 mm 2.

In manchen Ausführungsbeispielen weist das metallische Band ein Gefüge auf, das zumindest 80 Volumen-% amorph ist, oder das zumindest 80 Volumen-% nanokristalline Körner und amorphe Restmatrix aufweist, von denen zumindest 80% der nanokristallinen Körner eine mittlere Korngröße kleiner als 50 nm und eine zufällige Orientierung zeigen, wobei die Luftseite und/oder die Gießradseite einen Oberflächenkristallisationsanteil von weniger als 23% aufweisen.In some exemplary embodiments, the metallic strip has a structure which is at least 80% by volume amorphous, or which has at least 80% by volume of nanocrystalline grains and amorphous residual matrix, of which at least 80% of the nanocrystalline grains have an average grain size of less than 50 nm and show a random orientation, the air side and / or the casting wheel side having a surface crystallization fraction of less than 23%.

In manchen Ausführungsbeispielen weisen die Luftseite und/oder die Gießradseite einen Oberflächenkristallisationsanteil von weniger als 5% auf.In some exemplary embodiments, the air side and / or the casting wheel side have a surface crystallization fraction of less than 5%.

Die Gießradseite und die Luftseite des Metallbandes sind aufgrund des Herstellungsverfahrens in ihrer Beschaffenheit unterschiedlich und somit am hergestellten Metallband zu erkennen. Die Gießradseite und die Luftseite des Metallbandes können auch mit bloßem Auge unterschieden werden. Die Luftseite erscheint typischerweise metallisch glänzend, während die Gießradseite matter erscheint.The properties of the casting wheel side and the air side of the metal strip are different due to the manufacturing process and can therefore be recognized on the metal strip produced. The casting wheel side and the air side of the metal strip can also be distinguished with the naked eye. The air side typically appears shiny metallic, while the casting wheel side appears more matt.

Oberflächenkristallisation bezeichnet die Bildung von kristallinen Körnern an der Oberfläche des Bandes, d.h. innerhalb einer Oberflächenschicht des Bandes. Beispielsweise weisen die kristallinen Körner der Oberflächenschicht in mehr als 80 Volumen-% der kristallinen Körner eine mittlere Korngröße von mehr als 100 nm auf.Surface crystallization refers to the formation of crystalline grains on the surface of the tape, i.e. within a surface layer of the tape. For example, the crystalline grains of the surface layer in more than 80% by volume of the crystalline grains have an average grain size of more than 100 nm.

Diese kristallinen Körner weisen eine mittlere Korngröße auf, die im Falle eines nanokristallinen Metallbandes größer ist als die mittlere Korngröße der nanokristallinen Körner des nanokristallinen Metallbandes und sind somit von diesen zu unterscheiden. Die kristallinen Körner der Oberflächenschicht weisen beispielsweise eine mittlere Korngröße von mehr als 100 nm auf, während die nanokristallinen Körner eine mittlere Korngröße von maximal 50 nm aufweisen.These crystalline grains have an average grain size which, in the case of a nanocrystalline metal strip, is larger than the average grain size of the nanocrystalline grains of the nanocrystalline metal strip and can therefore be distinguished from them. The crystalline grains of the surface layer have, for example, an average grain size of more than 100 nm, while the nanocrystalline grains have an average grain size of at most 50 nm.

Der Oberflächenkristallisationsanteil kann mittels Röntgen-Pulverdiffraktometrie unter Verwendung von Kupfer-Kα Strahlung ermittelt werden. Die hierin angegebenen Oberflächenkristallisationsanteile werden wie folgt ermittelt. Für ein amorphes Band wird der Oberflächenanteil durch den Quotienten aus Flächenanteil eines charakteristischen Reflexes einer kristallinen Phase, d.h. die kristalline Phase der Oberflächenkristallisation, geteilt durch die Summe aus dem Flächenanteil eines Halos, das charakteristisch für eine amorphe Phase ist, und dem Flächenanteil des charakteristischen Reflexes der kristallinen Phase bestimmt.The proportion of surface crystallization can be determined by means of X-ray powder diffractometry using copper-Kα radiation. The surface crystallization proportions given herein are determined as follows. For an amorphous strip, the surface portion is divided by the quotient of the area portion of a characteristic reflection of a crystalline phase, i.e. the crystalline phase of the surface crystallization, by the sum of the area portion of a halo, which is characteristic of an amorphous phase, and the area portion of the characteristic reflection the crystalline phase determined.

Der charakteristische Reflex der kristallinen Phase der Oberflächenkristallisation ist abhängig von der Struktur und Zusammensetzung der kristallinen Phase. Beispielsweise wird ein (400)-Reflex für Silizium enthaltende Phasen verwendet, wenn diese, wie in den vorliegenden Fällen nahezu immer der Fall ist, stark texturiert in (100)-Richtung vorliegen.The characteristic reflection of the crystalline phase of the surface crystallization depends on the structure and composition of the crystalline phase. For example, a (400) reflection is used for silicon-containing phases if these, as is almost always the case in the present cases, are strongly textured in the (100) direction.

Da in den vorliegenden Fällen die Oberflächenkristallisation nahezu immer stark texturiert in (100)-Richtung vorlag, kann der Anteil der Oberflächenkristallisation in einer nanokristallinen Probe wie folgt bestimmt werden:

  • Zunächst wird der Flächenanteil eines zweiten charakteristischen Reflexes bestimmt, der charakteristisch für die nanokristalline Phase ist.
Since in the present cases the surface crystallization was almost always strongly textured in the (100) direction, the proportion of surface crystallization in a nanocrystalline sample can be determined as follows:
  • First, the area portion of a second characteristic reflex is determined, which is characteristic of the nanocrystalline phase.

Dann wird der Flächenanteil eines ersten charakteristischen Reflexes bestimmt, der charakteristisch für die kristalline Phase der Oberflächenkristallisation ist. Dieser Flächenanteil muss aber um den Anteil vermindert werden, den die nanokristalline Phase zu diesem Reflex beiträgt. Dies ist bei reinem Eisen 20% des zweiten charakteristischen Reflexes, bei Fe3Si 12,8%. Da der genaue Si-Gehalt nicht einfach bekannt ist, wurden stets 20% in Abzug gebracht, was bei Si-haltigen Legierungen zu einer leichten Unterschätzung des Anteils der Oberflächenkristallisation führen kann.Then the area portion of a first characteristic reflex is determined, which is characteristic of the crystalline phase of the surface crystallization. However, this surface area must be reduced by the amount that the nanocrystalline phase contributes to this reflex. With pure iron this is 20% of the second characteristic reflex, with Fe 3 Si 12.8%. Since the exact Si content is not easily known, 20% was always deducted, which in the case of Si-containing alloys can lead to a slight underestimation of the proportion of surface crystallization.

Für ein nanokristallines Band wird der Oberflächenanteil nun durch den Quotienten aus Flächenanteil eines ersten charakteristischen Reflexes einer kristallinen Phase, d.h. die kristalline Phase der Oberflächenkristallisation, allerdings vermindert um den Beitrag der nanokristallinen Phase zu diesem Reflex, geteilt durch die Summe aus dem Flächenanteil eines zweiten charakteristischen Reflexes, der charakteristisch für die nanokristalline Phase ist, und dem gesamten Flächenanteil des ersten charakteristischen Reflexes der kristallinen Phase bestimmt.For a nanocrystalline strip, the surface portion is now divided by the quotient of the surface portion of a first characteristic reflection of a crystalline phase, i.e. the crystalline phase of the surface crystallization, but by the contribution of the nanocrystalline phase to this reflection, divided by the sum of the surface portion of a second characteristic Reflexes, which is characteristic of the nanocrystalline phase, and the total area portion of the first characteristic reflex of the crystalline phase is determined.

Beispielsweise werden für Silizium enthaltende Phasen ein (400)-Reflex als der erste charakteristische Reflex der Oberflächenkristallisation und der (220)-Reflex als der zweite charakteristische Reflex der nanokristallinen Phase verwendet.For example, for silicon-containing phases, a (400) reflection is used as the first characteristic reflection of the surface crystallization and the (220) reflection is used as the second characteristic reflection of the nanocrystalline phase.

Für den Fall, dass die Oberflächenkristallisation nicht texturiert vorliegt, kann deren Anteil nur am gegossenen amorphen Band bestimmt werden, wie oben für amorphe Bänder beschrieben. Im nanokristallinen Zustand sind der Anteil der Oberflächenkristallisation und der nanokristallinen Phase durch das Fehlen der Textur der Oberflächenkristallisation per Pulverdiffraktometrie nicht mehr unterscheidbar. Da sich die Oberflächenkristallisation aber unter der Wärmebehandlung zu einer durchgehenden Schicht auswächst, ist der Anteil der Oberflächenkristallisation in der nanokristallinen Probe stets gleich oder größer als in der amorphen Probe.In the event that the surface crystallization is not textured, its proportion can only be determined on the cast amorphous strip, as described above for amorphous strips. In the nanocrystalline state, the portion of the surface crystallization and the nanocrystalline phase can no longer be distinguished by powder diffractometry due to the lack of the texture of the surface crystallization. However, since the surface crystallization grows into a continuous layer under the heat treatment, the proportion of surface crystallization in the nanocrystalline sample is always the same or greater than in the amorphous sample.

Die Ausführungsbeispiele werden nun anhand der Zeichnungen erläutert.

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zum Herstellen eines metallischen Bandes mittels Rascherstarrungstechnologie nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Düsensystems zum Bearbeiten der Außenoberfläche mit einem Strahl aus festen Partikeln.
  • 3 zeigt eine Aufnahme einer Oberfläche eines Metallbandes, das auf einer Oberfläche erstarrt worden ist, welche mit einem feste Partikel aufweisenden Strahl bearbeitetet, wurde.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zum Herstellen eines metallischen Bandes mittels Rascherstarrungstechnologie nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
The exemplary embodiments will now be explained with reference to the drawings.
  • 1 shows a schematic representation of a plant for producing a metallic strip by means of rapid solidification technology according to a first embodiment.
  • 2 shows a schematic representation of a nozzle system for processing the outer surface with a jet of solid particles.
  • 3 FIG. 13 shows a photograph of a surface of a metal strip which has been solidified on a surface which has been processed with a jet comprising solid particles.
  • 4th shows a schematic representation of a plant for producing a metallic strip by means of rapid solidification technology according to a second embodiment.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage 10 zum Herstellen eines metallischen Bandes 11 mittels Rascherstarrungstechnologie nach einem ersten Ausführungsbeispiel. 1 shows a schematic representation of a plant 10 for the production of a metallic band 11 by means of rapid solidification technology according to a first embodiment.

Die Anlage 10 weist ein sich drehendes Gießrad 12 mit einer Außenoberfläche 13 auf, auf die eine Schmelze 14 gegossen wird. Das Gießrad 12 kann auch als Kühlkörper beschrieben werden. In der dargestellten Anlage 10 dreht das Gießrad sich um eine Achse 15 in einer Rotationsrichtung, die mit dem Pfeil 16 dargestellt ist. Die Schmelze 14 erstarrt auf der Außenoberfläche 13 des Gießrades 12 und das Metallband 11 wird geformt. Die Erstarrungsgeschwindigkeit der Schmelze 14 ist typischerweise sehr hoch, beispielsweise größer als 105°C/s, sodass die Schmelze 14 als amorphes Band 11 erstarrt.The attachment 10 has a rotating casting wheel 12th with an outer surface 13th on to which a melt 14th is poured. The casting wheel 12th can also be described as a heat sink. In the system shown 10 the casting wheel rotates around an axis 15th in a direction of rotation indicated by the arrow 16 is shown. The melt 14th solidifies on the outer surface 13th of the casting wheel 12th and the metal band 11 is formed. The rate of solidification of the melt 14th is typically very high, for example greater than 10 5 ° C / s, so that the melt 14th as an amorphous ribbon 11 stiffens.

Die Gießradoberfläche 13 hat eine gute Wärmeleitfähigkeit und bewirkt dabei eine sehr schnelle Erstarrung der aufgebrachten Schmelze 14 und es entsteht ein Band 11, das aufgrund seiner speziellen Struktur und/oder Zusammensetzung besondere mechanische, physikalische und/oder magnetische Eigenschaften aufweist. Die Außenoberfläche 13 des Gießrades 12 kann aus Kupfer oder einer kupferbasierten Legierung bestehen.The casting wheel surface 13th has good thermal conductivity and causes the melt applied to solidify very quickly 14th and a bond is created 11 which, due to its special structure and / or composition, has special mechanical, physical and / or magnetic properties. The outside surface 13th of the casting wheel 12th can be made of copper or a copper-based alloy.

Die Anlage 10 weist ferner Mittel 17 zum Richten eines Strahls 18 aus festen Partikeln bzw. Strahlmittel an die Außenoberfläche 13 des Gießrades 12 auf. Der Strahl 18 weist Partikel 19 auf, die mit einer gewünschten Geschwindigkeit, die sich bewegende Außenoberfläche 13 des Gießrades 12 treffen, um die Außenoberfläche 13 des Gießrades 12 mit dem Strahl 18 zu bearbeiten. Diese festen Partikel 19 können keramisch, anorganisch, metallisch oder organisch sein. Beispielsweise können die Partikel 19 aus Sand, aus Metall, aus Korund, aus Glas, oder z.B. auch aus Granulat aus Nussschalen bestehen. Mit dem Begriff „feste Partikel“ werden an dieser Stelle CO2 Partikel im festen Zustand ausgeschlossen.The attachment 10 also has means 17th for directing a beam 18th of solid particles or abrasives to the outer surface 13th of the casting wheel 12th on. The beam 18th exhibits particles 19th on, at a desired speed, the moving outer surface 13th of the casting wheel 12th meet to the outside surface 13th of the casting wheel 12th with the beam 18th to edit. These solid particles 19th can be ceramic, inorganic, metallic or organic. For example, the particles 19th made of sand, metal, corundum, glass or, for example, granules made from nutshells. The term “solid particles” excludes CO 2 particles in the solid state at this point.

Abhängig von dem Material der Partikel 19, der Form der Partikel und der Geschwindigkeit, mit der sie die Außenoberfläche 13 des Gießrades 12 treffen, können sie die Außenoberfläche 13 unterschiedlich bearbeiten. Beispielsweise kann die Außenoberfläche 13 vorwiegend umgeformt werden, sodass eine gewünschte Oberflächenrauheit der Außenoberfläche 13 eingestellt werden kann. Bei Umformen ist die Abtragsrate des Materials der Außenoberfläche des Gießrades weniger als 10 µm/min, vorzugsweise weniger als 5 µm/min, vorzugsweise weniger als 1 µm/min. Kugelförmige Partikel können verwendet werden, um die Abtragsrate unterhalb dieser Grenze zu halten. Somit kann die Oberflächenrauheit der Außenoberfläche 13, auf die die Schmelze 14 gegossen wird, nur kleinere Abweichungen von einem Mittelwert aufweisen, sodass Verschleißerscheinungen vermieden werden. Dies ermöglicht zum Beispiel, das Band 11 über längere Produktionslängen mit einer homogeneren und/oder geringeren Oberflächenrauheit herzustellen, da die Seite des Bandes 11, die auf der Außenoberfläche 13 des Gießrades 12 erstarrt, weitgehend die Oberflächenbeschaffenheit der Außenoberfläche widerspiegelt.Depending on the material of the particles 19th , the shape of the particles and the speed with which they hit the outer surface 13th of the casting wheel 12th they can hit the outside surface 13th edit differently. For example, the outer surface 13th are mainly reshaped, so that a desired surface roughness of the outer surface 13th can be adjusted. During forming, the rate of removal of the material from the outer surface of the casting wheel is less than 10 μm / min, preferably less than 5 μm / min, preferably less than 1 μm / min. Spherical particles can be used to keep the removal rate below this limit. Thus, the surface roughness of the outer surface 13th on which the melt 14th is poured, only have minor deviations from an average value, so that signs of wear are avoided. This enables, for example, the tape 11 Manufacture over longer production lengths with a more homogeneous and / or lower surface roughness, as the side of the belt 11 that are on the outside surface 13th of the casting wheel 12th solidified, largely reflects the nature of the outer surface.

In anderen Ausführungsbeispielen kann die Außenoberfläche 13 abtragend bearbeitet werden, wobei die Abtragsrate größer als 10 µm/min beträgt. Somit können unerwünschte Partikel und Material von der Außenoberfläche 13 entfernt werden. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit und/oder die Partikelgröße erhöht werden, um eine abtragende Wirkung anstelle einer umformenden Wirkung auf die Außenoberfläche des Gießrades auszuüben.In other exemplary embodiments, the outer surface 13th be machined with the removal rate greater than 10 µm / min. This allows unwanted particles and material to be removed from the outer surface 13th removed. For example, the speed and / or the particle size can be increased in order to exert an abrasive effect instead of a reshaping effect on the outer surface of the casting wheel.

Der Strahl 18 trifft die Außenoberfläche 13 des Gießrades 12 an einer ersten Position 20, die in Rotationsrichtung 16 gesehen vor einer zweiten Position 21, an der die Schmelze 14 die Außenoberfläche13 trifft, angeordnet ist. Diese erste Position 20 ist in Rotationsrichtung gesehen nach dem Ablösepunkt 22 des Bandes 11 vom Gießrad 12 angeordnet. Somit wird nach der Ablösung des Bandes 11 von der Außenoberfläche 13 die Außenoberfläche 13 mit dem feste Partikel aufweisenden Strahl 18 bearbeitet, bevor die Schmelze 14 nochmals diesen Bereich der Außenoberfläche 13 trifft.The beam 18th hits the outside surface 13th of the casting wheel 12th at a first position 20th that are in the direction of rotation 16 seen in front of a second position 21 at which the melt 14th the outer surface 13 meets, is arranged. This first position 20th is seen in the direction of rotation after the separation point 22nd of the tape 11 from the casting wheel 12th arranged. Thus, after the removal of the tape 11 from the outside surface 13th the outer surface 13th with the jet having solid particles 18th processed before the melt 14th again this area of the outer surface 13th meets.

Die Schmelze 14 und somit das Band 11 können verschiedene Zusammensetzungen haben. In einem Ausführungsbeispiel besteht die Schmelze 14 aus Fe100-a-b-w-x-y-z Ta Mb Siw Bx Py Cz (in Atom.-%), wobei T eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Co, Ni, Cu, Cr und V bezeichnet, M eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Nb, Mo und Ta bezeichnet, und 0 a 70 0 b 9 0 w 18 5 x 20 0 y 7 0 z 2

Figure DE102020104311A1_0002
gilt. Die Schmelze kann ferner bis zu 1 Atom-% an Verunreinigungen enthalten.The melt 14th and thus the tape 11 can have different compositions. In one embodiment, the melt exists 14th Fe 100-abwxyz T a M b S iw B x P y C z (in atom -.%), where T represents one or more elements of the group consisting of Co, Ni, Cu, Cr and V, M, one or denotes several of the elements of the group consisting of Nb, Mo and Ta, and 0 a 70 0 b 9 0 w 18th 5 x 20th 0 y 7th 0 z 2
Figure DE102020104311A1_0002
is applicable. The melt can also contain up to 1 atom% of impurities.

In einem Ausführungsbeispiel weist das Mittel 17 zum Richten eines feste Partikel aufweisenden Strahls 18 an die Außenoberfläche 13 des Gießrades 12 ein Düsensystem 23 auf. Das Düsensystem kann eine oder mehrere Düsen aufweisen. Die Breite des Düsensystems 23 kann an die Breite des herzustellenden Metallbandes 11 angepasst werden, sodass die komplette Gießspur mit dem Strahl 18 abgedeckt ist. Das Düsensystem 23 kann aber auch in axialer Richtung über das Gießrad 12 bewegt werden, um mit punktuellem Sprühstrahl über die Gießspur zu fahren, um auf diese Weise die komplette Gießspur zu bearbeiten. Das Düsensystem 23 kann ein oder mehrere Strahlen 18 erzeugen. Die Partikel 19 können auch mithilfe eines Trägergases beschleunigt werden, um den Strahl 18 zu bilden.In one embodiment, the means 17th for directing a jet comprising solid particles 18th to the outer surface 13th of the casting wheel 12th a nozzle system 23 on. The nozzle system can have one or more nozzles. The width of the nozzle system 23 can be adapted to the width of the metal strip to be produced 11 adjusted so that the complete casting track with the beam 18th is covered. The nozzle system 23 but can also in the axial direction over the casting wheel 12th be moved in order to drive with a punctual spray jet over the casting track in order to process the entire casting track in this way. The nozzle system 23 can be one or more rays 18th produce. The particles 19th can also be accelerated to the beam using a carrier gas 18th to build.

Die Anlage 10 kann auch ein Absaugsystem 25 zum Entfernen der Partikel 19 sowie von der Außenoberfläche 13 des Gießrades abgelösten Materials aufweisen, um zu verhindern, dass die Partikel 19 bzw. das abgelöste Material wieder auf der Außenoberfläche 13 landet und in die Schmelze 14 getragen wird. Beispielsweise können Mittel zum Saugkopfstrahlen oder Injektorstrahlen mit Strahlmittelrückführung als Düsensystem 23 verwendet werden.The attachment 10 can also use a suction system 25th to remove the particles 19th as well as from the outer surface 13th of the casting wheel have detached material to prevent the particles 19th or the detached material again on the outer surface 13th lands and melts 14th will be carried. For example, means for suction head blasting or injector blasting with blasting medium return can be used as a nozzle system 23 be used.

2 zeigt ein Beispiel eines Düsensystem 23 zum Vakuum- und Saugkopfstrahlen, das mehrere Düsen 24 aufweist. Diese Düsen 24 können rotieren und Venturidüsen sein. Die Partikel 19 werden in Form von mehreren Strahlen 18 auf die Oberfläche 13 mithilfe eines Trägergases, beispielsweise Luft, beschleunigt, was mit dem Pfeil 26 gezeigt wird, und nach dem Strahlen bzw. Auftreffen auf die Oberfläche durch Vakuum wieder aufgefangen, wie mit den Pfeilen 27 gezeigt wird. Die Partikel 19 können erneut in Umlauf gebracht werden. Mit diesem Düsensystem wird die räumliche Verteilung der Partikel 19 nach dem Auftreffen auf die Oberfläche 13 begrenzt. 2 shows an example of a nozzle system 23 for vacuum and suction head blasting, which has several nozzles 24 having. These nozzles 24 can rotate and be venturi nozzles. The particles 19th are in the form of several rays 18th on the surface 13th with the help of a carrier gas, for example air, accelerates what is indicated by the arrow 26th is shown, and after blasting or hitting the surface is caught again by vacuum, as with the arrows 27 will be shown. The particles 19th can be re-circulated. With this nozzle system the spatial distribution of the particles 19th after hitting the surface 13th limited.

3 zeigt eine Aufnahme einer Oberfläche eines Metallbandes, das auf einer mit einem feste Partikel aufweisenden Strahl bearbeiteten Oberfläche erstarrt worden ist. Die Oberfläche weist eine Struktur auf, die lateral isotrop ist und somit unabhängig von der Rotationsrichtung des Gießrades und somit unabhängig von der Orientierung des Bandes, beispielsweise der Längsrichtung und Querrichtung des Bandes, ist. 3 shows a photograph of a surface of a metal strip that has been solidified on a surface processed with a jet comprising solid particles. The surface has a structure that is laterally isotropic and is therefore independent of the direction of rotation of the casting wheel and thus independent of the orientation of the strip, for example the longitudinal direction and transverse direction of the strip.

In manchen Ausführungsbeispielen weist die Anlage 10 ferner eine oder mehrere zusätzliche Oberflächenbearbeitungsmittel 28 auf. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das weitere Oberflächenbearbeitungsmittel 28 eine Bürste 29 aufweist. Rotierende Metallbürsten können eingesetzt werden, um benetzungsstörende Rückstände auf dem Gießrad 12 zu entfernen.In some exemplary embodiments, the system has 10 furthermore one or more additional surface treatment agents 28 on. 4th shows an embodiment in which the further surface processing means 28 a brush 29 having. Rotating metal brushes can be used to remove residues that would impair wetting on the casting wheel 12th to remove.

In der 4 ist auch einen Wickler 31 zum kontinuierlichen Aufnehmen des erstarrten Metallbandes gezeigt.In the 4th is also a winder 31 shown for continuously picking up the solidified metal strip.

Das zusätzliche Oberflächenbearbeitungsmittel 28 ist an einer dritten Position 30 des Gießrades 12 angeordnet, wobei diese dritte Position 30 in Rotationsrichtung 16 gesehen nach der ersten Position 20, an der der Strahl 18 mit festem Partikeln 19 die Außenoberfläche 13 trifft, angeordnet ist, und vor der zweiten Position 21, an der die Schmelze auf die Außenoberfläche gegossen wird. Partikel und Rückstände können mittels der Bürste 29 entfernt werden und erst danach wird die Schmelze 14 erneut an die Außenoberfläche 13 gegossen.The additional surface treatment agent 28 is in a third position 30th of the casting wheel 12th arranged, this third position 30th in the direction of rotation 16 seen after the first position 20th at which the beam 18th with solid particles 19th the outer surface 13th meets, is arranged, and in front of the second position 21 at which the melt is poured onto the outer surface. Particles and residues can be removed with the brush 29 can be removed and only then does the melt 14th again to the outer surface 13th poured.

In anderen Ausführungsbeispielen kann das weitere Oberflächenbearbeitungsmittel 28 einen CO2 aufweisenden Strahl aufweisen, wobei das CO2 zumindest teilweise in festem Zustand ist. Es können sowohl Partikel von der Gießspur als auch anhaftende Öle und andere benetzungsstörende Schichten auf der Gießspur entfernt werden, wobei sich der Rückstand der CO2-Partikel, das durch Sublimation entstandene CO2-Gas, sogar vorteilhaft bei der Herstellung vieler amorphen Legierungen auswirkt.In other exemplary embodiments, the further surface processing means can 28 have a jet comprising CO 2 , the CO 2 being at least partially in the solid state. Particles from the casting track as well as adhering oils and other wetting-impairing layers on the casting track can be removed, the residue of the CO 2 particles, the CO 2 gas produced by sublimation, even having an advantageous effect in the production of many amorphous alloys.

Die Außenoberfläche 13 des Gießrades 12 kann mit CO2-Schneestrahlen bearbeitet bzw. gereinigt werden. Beim CO2-Schneestrahlen wird flüssiges CO2 aus Druckflaschen über ein Düsensystem auf die zu behandelnde Oberfläche 13 gesprüht. Durch die Expansion des unter Druck stehenden, flüssigen CO2 entstehen kleine, feinstverteilte Eiskristalle bzw. CO2-Schnee, welcher mit hoher kinetischer Energie auf die Oberfläche 13 auftrifft. Ein zweites Düsensystem für den CO2 aufweisenden Strahl kann bereitgestellt werden, das aus Einstoffdüsen (nur CO2) oder aus Zweistoffdüsen (d.h. mit Druckluftunterstützung) bestehen kann. Die CO2-Teilchen des Strahls sublimieren vor und nach dem Anstoß des Strahls auf die Außenoberfläche des Gießrades, sodass die Rückstände und andere Partikel auf der Außenoberfläche 13 mitgetragen und von der Außenoberfläche des Gießrades 13 entfernt werden.The outside surface 13th of the casting wheel 12th can be processed or cleaned with CO 2 snow blasting. With CO 2 snow blasting, liquid CO 2 from pressure bottles is applied to the surface to be treated via a nozzle system 13th sprayed. The expansion of the pressurized, liquid CO 2 creates small, finely distributed ice crystals or CO 2 snow, which hit the surface with high kinetic energy 13th hits. A second nozzle system for the jet containing CO 2 can be provided, which can consist of single-substance nozzles (only CO 2 ) or two-substance nozzles (ie with the assistance of compressed air). The CO 2 particles in the jet sublime before and after the jet hits the outer surface of the casting wheel, leaving the residues and other particles on the outer surface 13th carried along and by the outer surface of the casting wheel 13th removed.

Durch die Sublimation der CO2-Kristalle des Schnees auf der Gießradoberfläche 13 entsteht eine CO2-haltige Atmosphäre vor dem Schmelztropfen, welche für die Benetzung eisenhaltiger Metallschmelzen und die Reduzierung der Lufttaschengröße auf der Bandunterseite sehr vorteilhaft ist. Dadurch wird die Oberfläche 13 der Gießspur auch direkt gekühlt, was vorteilhaft für den schnellen Erstarrungsprozess der Metallschmelze 14 auf dem Gießrad 12 ist.Through the sublimation of the CO 2 crystals of the snow on the surface of the casting wheel 13th a CO 2 -containing atmosphere is created in front of the melt drop, which is very advantageous for wetting iron-containing metal melts and for reducing the air pocket size on the underside of the strip. This will make the surface 13th the casting track is also cooled directly, which is advantageous for the rapid solidification process of the molten metal 14th on the casting wheel 12th is.

Rückstände und Partikel können durch den Strahl mit festem CO2 durch die Wirkung von Impulsübertragung, die Entstehung mechanischer Spannungen aufgrund des plötzlich eintretenden Temperaturunterschiedes, einen Lösungsmitteleffekt, der durch die Änderung des Aggregatzustandes beim Auftreffen auf die Oberfläche entsteht, und Sublimationsimpulsspülung entfernt werden, die durch die große Volumenzunahme, beispielsweise eine 600 bis 800fache Volumenzunahme, bei Sublimation stattfindet.Residues and particles can be removed by the jet with solid CO 2 due to the effect of impulse transmission, the creation of mechanical stresses due to the sudden temperature difference, a solvent effect caused by the change in the state of aggregation when it hits the surface, and sublimation impulse rinsing caused by the large increase in volume, for example a 600 to 800-fold increase in volume, takes place during sublimation.

Ein Abluftsystem zum Entfernen von CO2-Gas kann auch vorgesehen werden. Somit kann sichergestellt werden, dass die Atmosphäre in der Nähe der Anlage Umweltbestimmungen und Arbeitsschutzbestimmungen erfüllt.An exhaust system for removing CO 2 gas can also be provided. This ensures that the atmosphere in the vicinity of the system complies with environmental and occupational health and safety regulations.

Während des Abgusses unterliegt die Gießradoberfläche sehr hohen mechanischen und physikalischen Beanspruchungen. Zum Beispiel führt das lokale Aufbringen sehr heißer, metallischer Schmelze (ca. 900 ... 1500°C) in den oberflächennahen Bereichen zu hohen Temperaturspitzen und extremen Temperaturgradienten. Während der weiteren Abkühlung schrumpft das Band sowohl in Längs- als auch in Querrichtung. Zwischen Band und Kühlkörperoberfläche entstehen auf diese Weise hohe Scherspannungen und es kommt zu Relativbewegungen und am Ablösepunkt reißt sich das Band spontan oder zwangsweise von der Oberfläche los.During casting, the surface of the casting wheel is subject to very high mechanical and physical loads. For example, the local application of very hot, metallic melt (approx. 900 ... 1500 ° C) in the areas close to the surface leads to high temperature peaks and extreme temperature gradients. During the further cooling, the tape shrinks both in the longitudinal and in the transverse direction. In this way, high shear stresses arise between the tape and the heat sink surface and relative movements occur and at the detachment point the tape tears spontaneously or forcibly from the surface.

Diese Vorgänge wiederholen sich bei einem Gießprozess viele tausend bis einige zigtausend Mal und verändern so stetig die Gießradoberfläche. Es entstehen so durch thermische und mechanische Beanspruchungen Verschleißerscheinungen wie Materialermüdung, Oberflächenrauheit und Materialausbrüche, welche wiederum negative Rückwirkungen auf das herzustellende, rascherstarrte Band haben können.These processes are repeated many thousands to tens of thousands of times in a casting process and thus constantly change the surface of the casting wheel. As a result of thermal and mechanical stresses, signs of wear and tear such as material fatigue, surface roughness and material breakouts arise, which in turn can have negative repercussions on the rapidly solidified strip to be produced.

Die Effizienz dieses Herstellungsprozesses hängt somit sehr stark von der Beherrschung und der möglichst weitgehenden Vermeidung der Verschleißvorgänge ab. Im Vorfeld kann bereits durch eine geeignete Auswahl des Werkstoffes, des Herstellungsverfahrens und der Oberflächenbearbeitung viel unternommen werden, das Auftreten dieser unerwünschten Begleiterscheinungen zu reduzieren, aber gänzlich vermeiden konnte man sie bisher mit diesen Maßnahmen allein nicht. Erfindungsgemäß wird somit die Außenoberfläche des Gießrades mittels eines feste Partikel aufweisenden Strahls bearbeitet und umgeformt.The efficiency of this manufacturing process therefore depends very much on mastering and avoiding the wear processes as far as possible. Much can be done in advance by a suitable selection of the material, the manufacturing process and the surface treatment to reduce the occurrence of these undesirable side effects, but it has so far not been possible to completely avoid them with these measures alone. According to the invention, the outer surface of the casting wheel is thus processed and reshaped by means of a jet containing solid particles.

Bei der zur Herstellung von amorphen Bändern nötigen Rascherstarrungstechnologie (melt-spinning) wird eine glasbildende Metall-Legierung in einem Tiegel, der typischerweise im Wesentlichen aus oxydischer Keramik (z.B. Aluminiumoxid) und/oder Grafit besteht, erschmolzen. Der Schmelzvorgang kann, je nach Reaktivität der Schmelze, unter Luft, Vakuum oder einem Schutzgas wie beispielsweise Argon erfolgen. Nach dem Niederschmelzen der Legierung auf Temperaturen deutlich oberhalb des Liquiduspunktes wird die Schmelze zu einem Gießtundisch transportiert und durch eine Gießdüse, welche in der Regel eine schlitzförmige Auslassöffnung hat, auf ein rotierendes Rad aus einer Kupferlegierung gespritzt. Die Gießdüse wird hierzu sehr nahe an die Oberfläche der rotierenden Kupferwalze gebracht und hat zu dieser während des Gießvorganges einen Abstand von etwa 50 - 500 µm. Die Schmelze, welche den Düsenauslass passiert und auf die bewegte Kupferoberfläche trifft, erstarrt dort mit Abkühlgeschwindigkeiten von etwa 104 K/min bis 106 K/s. Durch die Drehbewegung der Walze wird die erstarrte Schmelze als kontinuierlicher Bandstreifen abtransportiert, von der Kühlwalze, d.h. von der Gießradoberfläche gelöst und auf eine Wickelvorrichtung als kontinuierlicher Bandstreifen aufgewickelt. Die maximal mögliche Länge des Bandstreifens wird in der Regel durch das Fassungsvermögen des Schmelztiegels limitiert, welches je nach Anlagengröße zwischen wenigen Kilogramm und mehreren Tonnen liegen kann. Im Parallelbetrieb mit mehreren Schmelztiegeln kann sogar eine quasikontinuierliche Schmelzversorgung des Gießtundischs realisiert werden. Anlagengrößen, auf denen kommerziell erhältliche amorphe Bänder wirtschaftlich gefertigt werden, haben typischerweise Tiegelgrößen von mehreren 100 Kg. Aus ca. 100kg resultiert bei der Legierung VITROPERM 500 bei einem Bandquerschnitt von etwa 100 mm Breite und 0,018 mm Dicke eine Bandlänge von etwa 8 km. Aus einer Tiegelfüllung werden somit in einem industriellen Prozess zig Kilometer gefertigt, und wenn der Gießprozess über die regelmäßige Befüllung eines Gießtundischs als kontinuierlicher Gießprozess gestaltet ist, sogar noch deutlich mehr Kilometer.In the rapid solidification technology (melt-spinning) required for the production of amorphous strips, a glass-forming metal alloy is melted in a crucible, which typically consists essentially of oxide ceramic (e.g. aluminum oxide) and / or graphite. The melting process can, depending on the reactivity of the melt, take place under air, vacuum or a protective gas such as argon. After the alloy has melted down to temperatures well above the liquidus point, the melt is transported to a pouring table and injected through a pouring nozzle, which usually has a slot-shaped outlet opening, onto a rotating wheel made of a copper alloy. For this purpose, the casting nozzle is brought very close to the surface of the rotating copper roller and has a distance of about 50-500 µm from it during the casting process. The melt, which passes the nozzle outlet and hits the moving copper surface, solidifies there with cooling speeds of around 10 4 K / min to 10 6 K / s. By the rotation of the roller the solidified melt is transported away as a continuous strip of tape, detached from the cooling roller, ie from the surface of the casting wheel, and wound onto a winding device as a continuous strip of tape. The maximum possible length of the strip is usually limited by the capacity of the crucible, which can be between a few kilograms and several tons, depending on the size of the system. In parallel operation with several crucibles, a quasi-continuous melt supply to the casting table can even be implemented. Plant sizes on which commercially available amorphous ribbons are manufactured economically typically have crucible sizes of several 100 kg. With the alloy VITROPERM 500 with a ribbon cross-section of around 100 mm width and 0.018 mm thickness, approx. 100 kg results in a ribbon length of around 8 km. In an industrial process, tens of kilometers are produced from one crucible filling, and if the casting process is designed as a continuous casting process via the regular filling of a pouring table, even significantly more kilometers.

Der Verschleiß der Gießradoberfläche während des unterbrechungsfreien Gießprozesses führt zu einer zunehmenden Rauheit der Radoberfläche, was dazu führt, dass Kavitäten oder Strukturen entstehen, die einerseits Luft oder Prozessgas unter den Schmelztropfen transportieren und damit zu größeren Luft- bzw. Gasblasen im Kontaktbereich des Schmelztropfens zum Gießrad führen. Bei der Erstarrung der Schmelze werden diese Gasblasen im amorphen Band eingefroren (Luft- bzw. Gastaschen) und können insbesondere bei dünnen Bändern zu lochartigen Defekten führen. Andererseits drückt sich diese Rauheit der Oberfläche des Gießrades auch bis auf die Oberfläche des darauf hergestellten Bandes durch, was dazu führt, dass auch die darauf hergestellten Bänder eine erhöhte Rauheit aufweisen.The wear and tear of the casting wheel surface during the uninterrupted casting process leads to an increasing roughness of the wheel surface, which leads to the creation of cavities or structures that transport air or process gas under the melt droplets and thus larger air or gas bubbles in the contact area between the melt droplet and the casting wheel to lead. When the melt solidifies, these gas bubbles are frozen in the amorphous strip (air or gas pockets) and can lead to hole-like defects, especially in the case of thin strips. On the other hand, this roughness of the surface of the casting wheel is also expressed through to the surface of the strip produced on it, which means that the strips produced thereon also have an increased roughness.

Um den Verschleiß des Gießrades zu minimieren, wäre es wünschenswert, einen Gießradwerkstoff mit einer hohen Festigkeit zu wählen. Bei den üblichen verwendeten schmelzmetallurgischen Kupferwerkstoffen sind die Eigenschaften Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit jedoch in der Regel gegenläufig. Ein Kupferwerkstoff mit einer höchstmöglichen Wärmeleitfähigkeit hat immer eine niedrigere Festigkeit als höher legierte Kupferwerkstoffe. Die höher legierten Kupferwerkstoffe haben i.d.R. eine höhere Festigkeit, welche aber mit einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit einhergeht. Zur Herstellung von amorphen Metallbändern ist es aber erforderlich, Gießradwerkstoffe mit relativ hohen Wärmeleitfähigkeiten einzusetzen, um ausreichend hohe Abkühlraten während der Bandherstellung zu erzielen. Sind die Abkühlraten nicht ausreichend hoch, werden die Bänder spröde oder teilspröde, bilden unerwünschte kristalline Strukturen aus, z.B. einen Anteil von Oberflächenkristallinität, und können dann nicht kontinuierlich im Gießprozess aufgewickelt werden, bzw. reißen beim Aufwickeln ab, was zu unerwünscht geringer Produktivität in der Bandherstellung führt. Wünschenswert ist es daher, Gießradwerkstoffe einzusetzen, die eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 200 W/mK haben. Solche Werkstoffe haben aber eine Härte von weniger als 250 HV (HV30).In order to minimize wear on the casting wheel, it would be desirable to select a casting wheel material with a high strength. In the case of the commonly used fused-metallurgical copper materials, however, the properties of strength and thermal conductivity are usually in opposite directions. A copper material with the highest possible thermal conductivity always has a lower strength than higher alloyed copper materials. The higher alloyed copper materials usually have a higher strength, which, however, is associated with a lower thermal conductivity. To manufacture amorphous metal strips, however, it is necessary to use casting wheel materials with relatively high thermal conductivity in order to achieve sufficiently high cooling rates during strip manufacture. If the cooling rates are not sufficiently high, the strips become brittle or partially brittle, form undesirable crystalline structures, e.g. a proportion of surface crystallinity, and then cannot be continuously wound up in the casting process or tear off during winding, which leads to undesirably low productivity in the Ribbon manufacturing leads. It is therefore desirable to use casting wheel materials that have a thermal conductivity of more than 200 W / mK. Such materials, however, have a hardness of less than 250 HV (HV30).

Um diese relativ weichen und hoch wärmeleitfähigen Werkstoffe dauerhaft im Gießprozess amorpher Bänder einsetzen zu können, ist es erforderlich, eine gleichmäßige Bearbeitung der Kontaktfläche Schmelze/Band zu Gießrad, d.h. der Gießspur auf der Gießradoberfläche, auch während der Bandproduktion zu gewährleisten und die Rauheit der Gießradoberfläche konstant und gleichmäßig auf einem niedrigen Niveau zu halten.In order to be able to use these relatively soft and highly thermally conductive materials permanently in the casting process of amorphous strips, it is necessary to ensure uniform processing of the contact surface between the melt / strip and the casting wheel, i.e. the casting track on the casting wheel surface, even during strip production and the roughness of the casting wheel surface constant and evenly kept at a low level.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 3089175 B1 [0003]EP 3089175 B1 [0003]
  • US 6749700 B2 [0003]US 6749700 B2 [0003]
  • US 9700937 B1 [0003]US 9700937 B1 [0003]

Claims (45)

Verfahren zum Herstellen eines Bandes mit einer Rascherstarrungstechnologie umfassend: Gießen einer Schmelze auf eine sich bewegende Außenoberfläche eines sich drehenden Gießrades, wobei die Schmelze auf der Außenoberfläche erstarrt und ein Band geformt wird, Richten eines Strahls an die sich bewegende Außenoberfläche und Bearbeiten der Außenoberfläche des Gießrades mit dem Strahl, wobei der Strahl feste Partikel aufweist.A method of making a tape with rapid solidification technology comprising: Pouring a melt onto a moving outer surface of a rotating casting wheel, wherein the melt solidifies on the outer surface and a ribbon is formed, Directing a jet at the moving outer surface and machining the outer surface of the casting wheel with the jet, the jet comprising solid particles. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Strahl die Außenoberfläche des Gießrades trifft, während die Schmelze auf die Außenoberfläche des sich drehenden Gießrades gegossen wird.Procedure according to Claim 1 wherein the jet hits the outer surface of the casting wheel while the melt is poured onto the outer surface of the rotating casting wheel. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Außenoberfläche des Gießrades durch den Strahl umgeformt wirdProcedure according to Claim 1 or Claim 2 , whereby the outer surface of the casting wheel is reshaped by the jet Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine Abtragsrate des Materials des Gießrades bei der Umformung der Außenoberfläche weniger als 10 µm/min, vorzugsweise weniger als 5 µm/min, vorzugsweise weniger als 1 µm/min beträgt.Procedure according to Claim 3 wherein a rate of removal of the material of the casting wheel during the deformation of the outer surface is less than 10 μm / min, preferably less than 5 μm / min, preferably less than 1 μm / min. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberflächenrauheit der Außenoberfläche des Gießrades durch den Strahl geändert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the surface roughness of the outer surface of the casting wheel is changed by the jet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strahl eine lateral isotrope Oberflächenstruktur in der Außenoberfläche des Gießrades erzeugt.Method according to one of the preceding claims, wherein the beam creates a laterally isotropic surface structure in the outer surface of the casting wheel. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Geschwindigkeit des Strahls und/oder ein Massenstrom des Strahls eingestellt wird, um die Oberflächenrauheit der Außenoberfläche des Gießrades einzustellen.Method according to one of the preceding claims, wherein a speed of the jet and / or a mass flow rate of the jet is adjusted in order to adjust the surface roughness of the outer surface of the casting wheel. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Partikel metallisch, keramisch, anorganisch oder organisch sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the particles are metallic, ceramic, inorganic or organic. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Partikel eine Partikelgröße von 10 µm bis 10 mm, vorzugweise 10 µm bis 500 µm aufweisen.Method according to one of the preceding claims, wherein the particles have a particle size of 10 µm to 10 mm, preferably 10 µm to 500 µm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Partikel kugelförmig, länglich oder eckig sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the particles are spherical, oblong or angular. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Partikel mit einem Trägergas an die Außenoberfläche beschleunigt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the particles are accelerated to the outer surface with a carrier gas. Verfahren nach einem der Anspruch 11, wobei der Druck des Trägergases einstellbar ist.Method according to one of the Claim 11 , the pressure of the carrier gas being adjustable. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Partikel nach dem Treffen auf die Außenoberfläche des Gießrades abgesaugt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the particles are sucked off after hitting the outer surface of the casting wheel. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strahl mittels Druckluftstrahlen oder Saugkopfstrahlen oder Injektorstrahlen mit Strahlmittelrückführung auf die Außenoberfläche des Gießrades gerichtet werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the jet is directed onto the outer surface of the casting wheel by means of compressed air jets or suction head jets or injector jets with blasting medium return. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine oder mehrere Strahldüsen, durch die der Strahl bzw. die Strahlen an die Außenoberfläche des Gießrades gerichtet werden.Method according to one of the preceding claims, further comprising one or more jet nozzles, through which the jet or jets are directed to the outer surface of the casting wheel. Verfahren nach Anspruch 15, wobei ein Abstand zwischen den Strahldüsen und der Außenoberfläche des Gießrades einstellbar ist, damit die Intensität, mit der der Strahl die Außenoberfläche des Gießrades trifft, einstellbar ist.Procedure according to Claim 15 , wherein a distance between the jet nozzles and the outer surface of the casting wheel is adjustable so that the intensity with which the jet hits the outer surface of the casting wheel is adjustable. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Gießrad in einer Rotationsrichtung bewegt und der Strahl die Außenoberfläche des Gießrades an einer ersten Position trifft, die in Rotationsrichtung gesehen vor einer zweiten Position, an der die Schmelze die Außenoberfläche trifft, angeordnet ist, wobei diese erste Position in Rotationsrichtung gesehen nach dem Ablösepunkt des Bandes vom Gießrad angeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the casting wheel moves in a direction of rotation and the jet hits the outer surface of the casting wheel at a first position which, viewed in the direction of rotation, is arranged in front of a second position at which the melt meets the outer surface, this being arranged The first position is arranged after the point of separation of the strip from the casting wheel, viewed in the direction of rotation. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Außenoberfläche ferner an einer dritten Position mit einem Oberflächenbearbeitungsmittel gereinigt, umgeformt oder abtragend bearbeitet wird, wobei diese dritte Position in Rotationsrichtung gesehen nach der ersten Position, an der der gashaltige Strahl die Außenoberfläche des Gießrades trifft, angeordnet ist, jedoch in Rotationsrichtung gesehen vor der zweiten Position, an der die Schmelze die Außenoberfläche des Gießrades trifft.Procedure according to Claim 17 , wherein the outer surface is further cleaned, reshaped or abraded at a third position with a surface processing agent, this third position, viewed in the direction of rotation, being arranged after the first position at which the gas-containing jet hits the outer surface of the casting wheel, but viewed in the direction of rotation before the second position where the melt hits the outer surface of the casting wheel. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Oberflächenbearbeitungsmittel eine oder mehrere Bürsten sind, die auf die Außenoberfläche des Gießrades angepresst werden, während sich das Gießrad dreht, und/oder einen Druckluftstrahl, und/oder einen CO2 aufweisenden Strahl aufweist, wobei das CO2 zumindest teilweise in festem Zustand die sich bewegende Außenoberfläche des Gießrades trifft.Procedure according to Claim 18 wherein the surface treatment agent is one or more brushes which are pressed onto the outer surface of the casting wheel while the casting wheel is rotating and / or a compressed air jet and / or a jet comprising CO 2 , the CO 2 at least partially in a solid state hits the moving outer surface of the casting wheel. Verfahren nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, wobei das Oberflächenbearbeitungsmittel ein CO2 aufweisender Strahl ist, wobei das CO2 zumindest teilweise in festem Zustand die sich bewegende Außenoberfläche des Gießrades trifft, und eine CO2-Quelle aus flüssigem CO2 bereitgestellt wird, aus dem Teilchen kristallisieren, um einen CO2-Schnee zu bilden, der die Außenoberfläche des Gießrades als gas- und CO2-Schnee-haltiger Strahl trifft.Procedure according to Claim 18 or Claim 19 , wherein the surface processing agent is a jet comprising CO 2 , the CO 2 at least partially in the solid state striking the moving outer surface of the casting wheel, and a CO 2 - Source of liquid CO 2 is provided, from which particles crystallize to form a CO 2 snow, which hits the outer surface of the casting wheel as a jet containing gas and CO 2 snow. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Teilchen aus CO2-Schnee eine Durchschnittspartikelgröße von 0,1 µm bis 100 µm aufweisen.Procedure according to Claim 20 , the particles of CO 2 snow having an average particle size of 0.1 µm to 100 µm. Verfahren nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, wobei die Teilchen aus CO2-Schnee ohne zusätzliches Trägergas im CO2-Gasstrom auf die Außenoberfläche des Gießrades beschleunigt werden.Procedure according to Claim 20 or Claim 21 , the particles of CO 2 snow being accelerated onto the outer surface of the casting wheel in the CO 2 gas flow without additional carrier gas. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22 wobei die Teilchen aus CO2-Schnee mit einem Trägergas auf die Außenoberfläche des Gießrades beschleunigt werden.Method according to one of the Claims 20 until 22nd the particles of CO 2 snow being accelerated onto the outer surface of the casting wheel with a carrier gas. Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Druck des Trägergases einstellbar ist.Procedure according to Claim 23 , the pressure of the carrier gas being adjustable. Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei die Schmelze aus F2100-a-b-w-x-y-z Ta Mb Siw Bx Py Cz (in Atom.-%) besteht, wobei T eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Co, Ni, Cu, Cr und V bezeichnet, M eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Nb, Mo und Ta bezeichnet, und 0 a 70 0 b 9 0 w 18 5 x 20 0 y 7 0 z 2
Figure DE102020104311A1_0003
Gilt, und die Schmelze bis zu 1 Atom-% an Verunreinigungen enthalten kann.
Method according to one of the preceding claims, wherein the melt consists of F2 100-abwxyz T a M b Si w B x P y C z (in atomic%), where T is one or more of the elements of the group consisting of Co, Ni , Cu, Cr and V denotes, M denotes one or more of the elements of the group consisting of Nb, Mo and Ta, and 0 a 70 0 b 9 0 w 18th 5 x 20th 0 y 7th 0 z 2
Figure DE102020104311A1_0003
Applies, and the melt can contain up to 1 atom% of impurities.
Anlage zum Herstellen eines Metallbandes mit einer Rascherstarrungstechnologie, umfassend: ein sich drehendes Gießrad mit einer Außenoberfläche, auf die eine Schmelze gegossen wird, wobei die Schmelze auf der Außenoberfläche erstarrt und ein Metallband geformt wird, Mittel zum Richten eines festen Partikel aufweisenden Strahls an die Außenoberfläche des Gießrades, um die Außenoberfläche des Gießrades mit dem Strahl zu bearbeiten. Plant for producing a metal strip with rapid solidification technology, comprising: a rotating casting wheel with an outer surface onto which a melt is poured, the melt solidifying on the outer surface and forming a metal strip, Means for directing a jet comprising solid particles at the outer surface of the casting wheel in order to process the outer surface of the casting wheel with the jet. Anlage nach Anspruch 26, die ferner ein Düsensystem zum Bilden des Strahls aufweist.Plant after Claim 26 which further comprises a nozzle system for forming the jet. Anlage nach Anspruch 27, wobei das Düsensystem eine Einstoffdüse oder eine Zweistoffdüse aufweist.Plant after Claim 27 , wherein the nozzle system has a single-fluid nozzle or a two-fluid nozzle. Anlage nach Anspruch 28, wobei das Düsensystem ferner mit einer Trägergasquelle verbindbar ist, mit dessen Hilfe die festen Partikel auf die Außenoberfläche des Gießrades beschleunigt werden.Plant after Claim 28 , wherein the nozzle system can also be connected to a carrier gas source, with the aid of which the solid particles are accelerated onto the outer surface of the casting wheel. Anlage nach einem der Ansprüche 26 bis 29, die ferner ein Absaugsystem zum Entfernen der festen Partikel und des von der Außenoberfläche des Gießrades abgelösten Materials aufweist.Plant according to one of the Claims 26 until 29 which further comprises a suction system for removing the solid particles and the material detached from the outer surface of the casting wheel. Anlage nach einem der Ansprüche 26 bis 30, wobei das Gießrad in einer Rotationsrichtung bewegbar ist und das Mittel derart ausgebildet ist, dass der Strahl die Außenoberfläche des Gießrades an einer ersten Position trifft, die in Rotationsrichtung gesehen vor einer zweiten Position, an der die Schmelze die Außenoberfläche des Gießrades trifft, angeordnet ist.Plant according to one of the Claims 26 until 30th , wherein the casting wheel is movable in a direction of rotation and the means is designed such that the jet hits the outer surface of the casting wheel at a first position which, viewed in the direction of rotation, is arranged in front of a second position at which the melt hits the outer surface of the casting wheel . Anlage nach einem der Ansprüche 26 bis 31, die ferner Oberflächenbearbeitungsmittel zum Bearbeiten der Außenoberfläche an einer dritten Position des Gießrades aufweist, wobei diese dritte Position in Rotationsrichtung gesehen nach der ersten Position, an der der Strahl die Außenoberfläche trifft, angeordnet ist, jedoch in Rotationsrichtung gesehen vor den zweiten Position, an der die Schmelze die Außenoberfläche des Gießrades trifft.Plant according to one of the Claims 26 until 31 which further comprises surface processing means for processing the outer surface at a third position of the casting wheel, this third position, viewed in the direction of rotation, being arranged after the first position at which the beam hits the outer surface, but, viewed in the direction of rotation, before the second position at which the melt hits the outer surface of the casting wheel. Anlage nach Anspruch 31, wobei das Oberflächenbearbeitungsmittel eine oder mehrere Bürsten sind, die auf die Außenoberfläche des sich drehenden Gießrades angepresst werden, während sich die Gießradaußenoberfläche bewegt, und/oder Mittel zum Richten eines CO2 aufweisenden Strahls an die Außenoberfläche des Gießrades aufweist, wobei der Strahl CO2 aufweist, das zumindest teilweise im festem Zustand die sich bewegende Außenoberfläche des Gießrades trifft, um die Außenoberfläche des Gießrades mit dem Strahl zu bearbeiten und/oder zu reinigen.Plant after Claim 31 , wherein the surface treatment means are one or more brushes which are pressed onto the outer surface of the rotating casting wheel while the casting wheel outer surface is moving, and / or means for directing a jet comprising CO 2 at the outer surface of the casting wheel, the jet being CO 2 which at least partially in the solid state hits the moving outer surface of the casting wheel in order to process and / or clean the outer surface of the casting wheel with the jet. Anlage nach Anspruch 33, die ferner ein weiteres Düsensystem zum Bilden des CO2 aufweisenden Strahls aufweist.Plant after Claim 33 which further comprises a further nozzle system for forming the jet comprising CO 2. Anlage nach Anspruch 33 oder 34, wobei CO2 als flüssiges CO2 bereitgestellt ist und das Düsensystem ein Düsensystem für flüssiges CO2 aufweist.Plant after Claim 33 or 34 Wherein CO 2 is provided as the liquid CO 2 and the nozzle system having a nozzle system for liquid CO 2. Anlage nach einem der Ansprüche 26 bis 35, die ferner einen Wickler zum kontinuierlichen Aufnehmen des erstarrten Bandes aufweist.Plant according to one of the Claims 26 until 35 which further comprises a winder for continuously taking up the solidified tape. Anlage nach einem der Ansprüche 26 bis 36, die ferner eine Gießdüse für eine Schmelze aus einer Legierung aufweist, aus der die Schmelze an die Außenoberfläche des Gießrades gegossen werden kann.Plant according to one of the Claims 26 until 36 which further comprises a casting nozzle for a melt made of an alloy, from which the melt can be poured onto the outer surface of the casting wheel. Verwendung der Anlage nach einem der Ansprüche 25 bis 36 zum Herstellen eines metallischen Bandes, das aus Fe100-a-b-w-x-y-z Ta Mb Siw Bx Py Cz (in Atom.-%) und bis zu 1 Atom-% an Verunreinigungen besteht, wobei T eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Co, Ni, Cu, Cr und V bezeichnet, M eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Nb, Mo und Ta bezeichnet, und 0 a 70 0 b 9 0 w 18 5 x 20 0 y 7 0 z 2
Figure DE102020104311A1_0004
gilt.
Use of the system after one of the Claims 25 until 36 for the production of a metallic strip which consists of Fe 100-abwxyz T a M b Si w B x P y C z (in atomic%) and up to 1 atomic% of impurities, where T is one or more of the elements of the Group consisting of Co, Ni, Cu, Cr and V denotes, M denotes one or more of the elements of the group consisting of Nb, Mo and Ta, and 0 a 70 0 b 9 0 w 18th 5 x 20th 0 y 7th 0 z 2
Figure DE102020104311A1_0004
is applicable.
Metallisches Band, das aus Fe100-a-b-w-x-y-z Ta Mb Siw Bx Py Cz (in Atom.-%) und bis zu 1 Atom-% an Verunreinigungen besteht, wobei T eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Co, Ni, Cu, Cr und V bezeichnet, M eines oder mehrere der Elemente der Gruppe bestehend aus Nb, Mo und Ta bezeichnet, und 0 a 70 0 b 9 0 w 18 5 x 20 0 y 7 0 z 2
Figure DE102020104311A1_0005
gilt, mit zumindest einer Oberfläche mit einer mittleren Oberflächenrauheit Ra zwischen 0,05 µm und 1,5 µm aufweist.
Metallic tape consisting of Fe 100-abwxyz T a M b Si w B x P y C z (in atom%) and up to 1 atom% of impurities, where T is one or more of the elements of the group consisting of Co, Ni, Cu, Cr and V denotes, M denotes one or more of the elements of the group consisting of Nb, Mo and Ta, and 0 a 70 0 b 9 0 w 18th 5 x 20th 0 y 7th 0 z 2
Figure DE102020104311A1_0005
applies, with at least one surface with an average surface roughness R a between 0.05 µm and 1.5 µm.
Metallisches Band nach Anspruch 39, wobei zumindest eine Oberfläche eine mittlere Oberflächenrauheit Ra zwischen 0,05 µm und 1,5 µm aufweist.Metallic tape after Claim 39 , wherein at least one surface has an average surface roughness R a between 0.05 µm and 1.5 µm. Metallisches Band nach Anspruch 39 oder Anspruch 40, wobei das metallische Band duktil und amorph ist oder nanokristallin ist.Metallic tape after Claim 39 or Claim 40 wherein the metallic tape is ductile and amorphous or is nanocrystalline. Metallisches Band nach einem der Ansprüche 39 bis 41, welches eine Breite von 2 mm bis zu 300 mm, eine Dicke von weniger als 50 µm, und maximal 50 Löcher pro Quadratmeter aufweist.Metallic tape according to one of the Claims 39 until 41 , which has a width of 2 mm up to 300 mm, a thickness of less than 50 µm, and a maximum of 50 holes per square meter. Metallisches Band nach Anspruch 42, welches eine Breite von 20 mm bis 200 mm, und/oder eine Dicke zwischen 10 µm und 18 µm, und/oder weniger als 25 Löcher pro Quadratmeter, vorzugsweise weniger als 10 Löcher pro Quadratmeter, aufweist.Metallic tape after Claim 42 , which has a width of 20 mm to 200 mm, and / or a thickness between 10 µm and 18 µm, and / or less than 25 holes per square meter, preferably less than 10 holes per square meter. Metallisches Band nach einem der Ansprüche 39 bis 43, das eine Gießradseite, die auf einer Außenoberfläche eines Gießrades erstarrt worden ist, eine gegenüberliegende Luftseite und ein Gefüge aufweist, das zumindest 80 Volumenprozent amorph ist, oder das zumindest 80 Volumenprozent nanokristalline Körner und amorphe Restmatrix aufweist, von denen zumindest 80 Prozent der nanokristallinen Körner eine mittlere Korngröße kleiner als 50 nm und eine zufällige Orientierung zeigen, wobei die Luftseite und/oder die Gießradseite einen Oberflächenkristallisationsanteil von weniger als 23% aufweisen.Metallic tape according to one of the Claims 39 until 43 , which has a casting wheel side that has been solidified on an outer surface of a casting wheel, an opposite air side and a structure that is at least 80 percent by volume amorphous, or that has at least 80 percent by volume of nanocrystalline grains and amorphous residual matrix, of which at least 80 percent are the nanocrystalline grains show an average grain size of less than 50 nm and a random orientation, the air side and / or the casting wheel side having a surface crystallization proportion of less than 23%. Metallisches Band nach Anspruch 44, wobei die Luftseite und/oder die Gießradseite einen Oberflächenkristallisationsanteil von weniger als 5% aufweisen.Metallic tape after Claim 44 , the air side and / or the casting wheel side having a surface crystallization fraction of less than 5%.
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