DE112012000399T5

DE112012000399T5 - Abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis und sein Herstellungsverfahren und Kern

Info

Publication number: DE112012000399T5
Application number: DE112012000399T
Authority: DE
Inventors: Yoshihito Yoshizawa; Motoki Ohta; Naoki Ito
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2013-10-10
Also published as: WO2012102379A1; JPWO2012102379A1; CN103348420B; US20130314198A1; US10468182B2; JP6107140B2; US20170178805A1; CN103348420A

Abstract

Ein abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis mit Wellenformen auf einer freien Oberfläche, wobei die Wellenformen quer verlaufende Wellentäler haben, die in im Wesentlichen konstanten Intervallen in einer Längsrichtung angeordnet sind, wobei die Wellentäler eine durchschnittliche Amplitude D von 20 mm oder weniger haben, wird durch ein Verfahren erzeugt, das (a) das Halten einer quer verlaufenden Temperaturverteilung in einer Schmelzdüse innerhalb von ±15°C, um eine möglichst geringe Temperaturverteilung in einem Schmelzeüberschuss der Legierung zu erreichen; und (b) das Bilden zahlreicher feiner linearer Kratzer auf einer Kühlwalzenfläche durch eine Drahtbürste enthält, wodurch eine abgeschliffene Oberfläche der Kühlwalze mit einer durchschnittlichen Rauheit Ra von 0,1–1 μm und einer maximalen Rauheitstiefe von 0,5 bis 10 μm erhalten wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kern mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften zur Verwendung in Verteilertransformatoren, Reaktoren, Drosselspulen, Magnetschaltern usw., ein abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis, das einen solchen Kern bildet, und dessen Herstellungsverfahren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Als weichmagnetische Materialien, die für Kerne für Verteilertransformatoren usw. verwendet werden, sind Siliziumstahl und Bänder aus amorphen Legierungen auf Fe-Basis und nanokristallinen Legierungen auf Fe-Basis bekannt. Siliziumstahl ist kostengünstig und hat eine hohe Magnetflussdichte, erleidet aber einen größeren Kernverlust als die amorphen Legierungen auf Fe-Basis. Obwohl die Bänder aus amorpher Legierung auf Fe-Basis, die durch ein Abschreckverfahren, wie ein Einwalzenverfahren hergestellt werden, geringere Sättigungsmagnetflussdichten haben als jene aus Siliziumstahl, weisen sie einen geringeren Kernverlust auf, da sie aufgrund der fehlenden Kristalle keine magnetische Kristallanisotropie haben. Daher werden sie für Kerne für Verteilertransformator usw. verwendet (siehe zum Beispiel JP 2006-45662 A ).
Bänder aus nanokristalliner Legierung auf Fe-Basis mit feinen Kristallkörnern in Nanogröße, die bei hohen Dichten in den Legierungen durch Wärmebehandlung der amorphen Legierungen auf Fe-Basis gebildet werden, die durch ein Abschreckverfahren, wie ein Einwalzenverfahren hergestellt werden, die teilweise Kristallphasen haben können, haben hohe Sättigungsmagnetflussdichten wie auch höhere Permeabilität, geringeren Kernverlust und geringere Magnetostriktion als jene der Bänder aus amorpher Legierung auf Fe-Basis. Daher werden sie vorwiegend für Kerne für Drosselspulen, Stromsensoren usw. in elektronischen Teilen verwendet. Als typische nanokristalline Legierungen auf Fe-Basis sind Fe-Cu-Nb-Si-B-Legierungen, Fe-Zr-B-Legierungen usw. bekannt. Bänder aus nanokristalliner Legierung auf Fe-Basis mit hohen Sättigungsmagnetflussdichten von etwa 1,8 T, die für Verteilertransformatorkerne geeignet sind, wurden vor kurzem vorgeschlagen (siehe JP 2007-107095 A ).
Die Bänder aus amorpher Legierung auf Fe-Basis werden für gewöhnlich durch ein Abschreckverfahren wie ein Einwalzenverfahren usw. erzeugt. Das Einwalzenverfahren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Legierungsbandes durch Ausstoßen einer Legierungsschmelze aus einer Düse auf eine Kühlwalze, bestehend aus einer Legierung hoher Leitfähigkeit, die bei hoher Drehzahl dreht. Die Kühlwalze besteht aus Cu-Legierungen mit guter Wärmeleitfähigkeit, wie Cu-Cr-Legierungen, Cu-Ti-Legierungen, Cu-Cr-Zr-Legierungen, Cu-Ni-Si-Legierungen, Cu-Be-Legierungen usw. Zur Verbesserung der Produktivität werden lange, breite Bänder aus amorpher Legierung erzeugt.
Die amorphen Legierungen auf Fe-Basis, wie Fe-Si-B-Legierungen usw., die für Verteilertransformator usw. verwendet werden, haben einen geringen Hystereseverlust aufgrund einer geringen magnetischen Hysterese. Es ist jedoch bekannt, dass der Wirbelstromverlust (Kernverlust – Hystereseverlust) der amorphen Legierung auf Fe-Basis in einem weiten Sinn mehrere zehn bis 100 Mal so groß ist wie der klassische Wirbelstromverlust, der unter der Annahme einer gleichförmigen Magnetisierung bestimmt wird. Dieser erhöhte Verlust wird als anomaler Wirbelstromverlust oder übermäßiger Verlust bezeichnet, der vorwiegend durch eine ungleiche Magnetisierungsänderung aufgrund großer magnetischer Domänenbreiten der Legierung erzeugt wird. Zur Verringerung des anomalen Wirbelstromverlustes wurden verschiedene Verfahren zur feineren Unterteilung magnetischer Domänen versucht.
Als Verfahren zur Verringerung des anomalen Wirbelstromverlustes des Bandes aus amorpher Legierung auf Fe-Basis sind ein Verfahren zum mechanischen Kratzen einer Oberfläche des Bandes aus amorpher Legierung auf Fe-Basis ( JP 62-49964 B ), ein Laserstrukturierungsverfahren durch Bestrahlen einer Oberfläche des Bandes aus amorpher Legierung auf Fe-Basis mit Laserstrahlen zum örtlichen Schmelzen und Verfestigen durch Abschrecken bekannt, um magnetische Domänen feiner zu unterteilen, usw. Als Laserstrukturierungsverfahren offenbart zum Beispiel JP 3-32886 B ein Verfahren zum Bestrahlen eines Bandes aus amorpher Legierung mit Puls-Laserstrahlen in einer Querrichtung, wodurch eine Oberfläche des Bandes aus amorpher Legierung örtlich und sofort geschmolzen und dann durch Abschrecken verfestigt wird, um amorphisierte Punkte in Linien zu bilden, die magnetische Domänen feiner unterteilen. Das Laserstrukturierungsverfahren hat aufgrund einer geringen Menge an Behandlungen pro Flächeneinheit eine geringe Produktivität.
JP 61-24208 A offenbart ein Verfahren zum Steuern der Neigungen und Höhen von Wellenformen in gewünschten Bereichen zum Zeitpunkt der Herstellung eines Bandes aus amorpher Legierung mit Wellenformen auf einer freien Oberfläche durch ein Einwalzenverfahren, um magnetische Domänen feiner zu unterteilen, wodurch ein Wirbelstromverlust verringert wird. Dieses Verfahren hat eine höhere Produktivität als das Laserstrukturierungsverfahren, da die Wellenformen zum Zeitpunkt der Herstellung des Bandes aus amorpher Legierung gebildet werden.
Die Bildung von Wellenformen auf einer freien Oberfläche eines Bandes aus amorpher Legierung, das durch ein Einwalzenverfahren hergestellt wird, scheint auf die Vibration eines Schmelzüberschusses auf einer Kühlwalze zurückzuführen sein. Querverlaufende Wellentäler, die die Wellenformen darstellen, sind jedoch üblicherweise nicht gerade, sondern mäandern wie Wellen. Die Wellentäler verringern den Wirbelstromverlust durch die Unterteilung magnetischer Domänen, aber das Mäandern der quer verlaufenden Wellentäler erhöht den Hystereseverlust. Ein erhöhter Hystereseverlust ist insbesondere in breiten Bändern aus amorphen Legierungen ernsthaft. Es ist daher erwünscht, Bänder aus amorphen Legierungen bereitzustellen, in welchen das Mäandern von quer verlaufenden Wellentälern, die die Wellenformen bilden, so gering wie möglich ist.
In Bezug auf die Unterdrückung der Vibration eines Schmelzeüberschusses offenbart JP 2002-316243 A ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus amorpher Legierung durch Abschrecken einer Legierungsschmelze auf einer Kühlwalze, wobei ein CO₂-Gas auf die Legierungsschmelze geblasen wird, während die Kühlwalze abgeschliffen wird. Zum Abschleifen der Kühlwalze wird eine Bürste aus Messing- oder Edelstahldrähten mit einem Durchmesser von 0,06 mm usw. verwendet. JP 2002-316243 A beschreibt, dass, wenn eine Bürste, die zum Abschleifen verwendet wird, zu hart ist, eine geschliffene Oberfläche der Kühlwalze zu tiefe Kratzer hätte, wodurch die Bänder aus amorpher Legierung geschnitten werden, und eine geringe Wirkung zur Verbesserung der Oberflächenrauheit hätte, und dass daher die Härte der Bürste vorzugsweise gleich oder kleiner wie die Härte der Kühlwalze ist. Bänder aus amorpher Legierung, die durch das in JP 2002-316243 A beschriebene Verfahren erhalten werden, haben jedoch einen großen Kernverlust trotz Wellenformen auf freien Oberflächen.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis mit verringertem Kernverlust, einen daraus gebildeten Kern und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Als Ergebnis einer intensiven Forschung angesichts der oben stehenden Aufgabe wurde festgestellt, das (a) ein großer Kernverlust des Bandes aus amorpher Legierung, das durch das in JP 2002-316243 A beschriebene Verfahren erhalten wird, auf einen großen Hystereseverlust zurückzuführen ist; dass (b) der Hystereseverlust von dem Ausmaß des Mäanderns der quer verlaufenden Wellentäler abhängt, die die Wellenformen bilden; dass (c) die Vibration des Schmelzeüberschusses verringert werden sollte, um die quer verlaufenden Wellentäler zu unterdrücken; dass (d) das Unterdrücken der Vibration eines Schmelzeüberschusses nicht ausreichend erreicht wird, indem bloß eine Oberfläche einer Kühlwalze mit einer Bürste abgeschliffen wird; und dass (e) eine Kombination aus feinen linearen Kratzern, die auf einer Oberfläche einer Kühlwalze gebildet werden, die mit einer Bürste abgeschliffen wird, und einem gewünschten Temperaturverteilungsbereich in einer Düse, die eine Legierungsschmelze ausstößt, die Vibration eines Schmelzeüberschusses unterdrücken kann, wodurch das Mäandern der quer verlaufenden Wellentäler unterdrückt wird. Es hat sich auch gezeigt, dass die Tiefen von linearen Kratzern, die auf einer geschliffenen Oberfläche einer Kühlwalze gebildet werden, nicht nur durch die Härte einer Bürste bestimmt werden, sondern auch durch den Druck einer Bürste auf eine Kühlwalze, die Anzahl und Richtung einer Drehung der Bürste, die Anzahl von Drähten in einer Bürste, die mit einer Flächeneinheit einer Kühlwalze in Kontakt gelangen, usw. Insbesondere wird in der Produktion von Bändern aus amorpher Legierung über einen langen Zeitraum eine Kühlwalzenoberfläche durch anhaftende Oxide usw. aufgeraut, wodurch ein Abschleifen einer Kühlwalzenoberfläche erforderlich ist. In einem solchen Fall wurde festgestellt, dass das Bilden feiner linearer Kratzer mit einer gewünschten Rauheit anstelle eines Abschleifens einer Walze, so dass sie eine spiegelglatte Fläche hat, notwendig ist, um die Vibration des Schmelzeüberschusses effektiv zu unterdrücken.
Infolgedessen haben die Erfinder festgestellt, dass, wenn eine Legierungsschmelze auf eine drehende Kühlwalze ausgestoßen wird, (a) während eine Temperaturverteilung in Querrichtung in einer Schmelzdüse innerhalb von ±15°C gehalten wird, um einen Schmelzeüberschuss mit einer möglichst geringen Temperaturverteilung bereitzustellen, und (b) während eine Kühlwalzenoberfläche von einer Drahtbürste abgeschliffen wird, um feine lineare Kratzer mit einer durchschnittlichen Rauheit Ra von 0,1–1 μm und einer maximalen Rauheitstiefe Rmax von 0,5–10 μm zu bilden, ein abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis mit Wellenformen auf einer freien Oberfläche gebildet wird, wobei quer verlaufende Wellentäler in den Wellenformen ein verringertes Mäandern aufweisen. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage solcher Erkenntnisse vollendet.
Somit hat das abgeschreckte Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis der vorliegenden Erfindung Wellenformen auf einer freien Oberfläche, wobei die Wellenformen quer verlaufende Wellentäler aufweisen, die in im Wesentlichen konstanten Intervallen in Längsrichtung angeordnet sind, und die Wellentäler eine durchschnittliche Amplitude D von 20 mm oder weniger haben.
Stege, die in einer Querrichtung verlaufen, werden vorzugsweise in Regionen gebildet, die in Längsrichtung neben den Wellentälern liegen.
Regionen mit den Wellentälern nehmen vorzugsweise 70% oder mehr der Breite des Bandes mit der länglichen Mittellinie des Bandes als Mittelpunkt ein. Es ist bevorzugter, dass sich die Wellentäler kontinuierlich zwischen beiden Seitenenden des Bandes erstrecken.
Die Wellentäler haben vorzugsweise Längsintervalle L im Bereich von 1–5 mm. Das Band hat vorzugsweise eine Dicke T im Bereich von 15–35 μm. Ein Verhältnis t/T einer durchschnittlichen Höhendifferenz t zwischen den Wellentälern und den Stegen zur Dicke des Bandes liegt vorzugsweise im Bereich von 0,02–0,2.
Das abgeschreckte Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis wird vorzugsweise aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis oder einer feinkristallinen Legierung auf Fe-Basis gebildet, die teilweise Kristallphasen aufweist.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis mit Wellenformen auf einer freien Oberfläche, wobei die Wellenformen quer verlaufende Wellentäler aufweisen, die in im Wesentlichen konstanten Intervallen in Längsrichtung angeordnet sind, und die Wellentäler eine durchschnittliche Amplitude D von 20 mm oder weniger aufweisen, umfasst die Schritte (a) des Haltens einer quer verlaufenden Temperaturverteilung in einer Schmelzdüse innerhalb von ±15°C, um eine möglichst geringe Temperaturverteilung in einem Schmelzeüberschuss der Legierung zu haben; und (b) des Formens zahlreicher feiner linearer Kratzer auf einer Kühlwalzenoberfläche durch eine Drahtbürste, wodurch eine abgeschliffene Oberfläche der Kühlwalze mit einer durchschnittlichen Rauheit Ra von 0,1–1 μm und einer maximalen Rauheitstiefe Rmax von 0,5–10 μm bereitgestellt wird,
In dem oben stehenden Verfahren ist bevorzugt, eine Heizdüse mit einer schlitzförmigen Öffnung zu verwenden, um ein Erwärmungsgas auf die Schmelzdüse zu blasen, wobei die Länge der schlitzförmigen Öffnung der Erwärmungsdüse 1,2–2 Mal die horizontale Länge einer schlitzförmigen Öffnung der Schmelzdüse ist.
Der Kern gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Laminieren oder Aufwickeln des abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gebildet.
Der Kern gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise in einem Magnetfeld in einer Magnetpfadrichtung wärmebehandelt.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Da das abgeschreckte Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis der vorliegenden Erfindung Wellenformen auf einer freien Oberfläche hat, wobei die Wellenformen quer verlaufende Wellentäler haben, die in im Wesentlichen konstanten Intervallen in einer Längsrichtung angeordnet sind, und die Wellentäler eine durchschnittliche Amplitude D von 20 mm oder weniger haben, hat es einen verringerten Wirbelstromverlust und unterdrückten Hystereseverlust, wodurch es einen extrem geringen Kernverlust aufweist. Kerne, die durch Laminieren oder Wickeln solcher abgeschreckter Bänder aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis erhalten werden, haben eine hohe Wirksamkeit aufgrund des geringen Kernverlustes und ein geringes Rauschen aufgrund einer geringen Scheinleistung und sind für Verteilertransformatoren, verschiedene Reaktoren, Drosselspulen, Magnetschalter usw. geeignet
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht, die schematisch Wellenformen zeigt, die auf einer freien Oberfläche des abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gebildet sind.
2 ist eine Ansicht, die ein Längsprofil von Wellenformen zeigt, die auf einer freien Oberfläche des abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gebildet sind.
3(a) ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel von Vorrichtungen zum Erzeugen des abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis der vorliegenden Erfindung zeigt.
3(b) ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel von Vorrichtungen zum Erzeugen des abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis der vorliegenden Erfindung zeigt.
4(a) ist eine Teilquerschnittsansicht, die im Detail eine Schmelzdüse und ihre Umgebung in der Vorrichtung von 3(a) zeigt.
4(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 3(a).
5 ist eine Teilquerschnittsansicht, die im Detail einen weiteren Hauptabschnitt der Vorrichtung zum Erzeugen des abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
[1] Prinzip
Wenn ein Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis, das aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis oder einer feinkristallinen Legierung auf Fe-Basis, teilweise mit Kristallphasen, besteht, durch ein Einwalzenverfahren hergestellt wird, vibriert unweigerlich ein Schmelzeüberschuss, der sich zwischen einer Schmelzdüse und einer Kühlwalze bildet. Die Vibration des Schmelzeüberschusses wird durch die Viskosität und Oberflächenspannung des Schmelzeüberschusses, die Temperaturverteilung der Schmelzdüse, die Oberflächenbedingungen einer Kühlwalze usw. beeinflusst. Die Temperaturverteilung der Schmelzdüse würde die örtliche Verformung der Schmelzdüse die Dickenrichtungsvariationen eines Spalts zwischen der Schmelzdüse und der Kühlwalze usw. bewirken. Die Temperaturverteilung des Schmelzeüberschusses würde bewirken, dass Oxide usw. an einem Abschnitt der Kühlwalzenoberfläche in Kontakt mit einem Niedertemperaturabschnitt des Schmelzeüberschusses haften, was zu einer größeren Schmelzeüberschussvibration führt. Die Vibration des Schmelzeüberschusses nimmt zu, wenn ein breiteres Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis erzeugt wird, und ist im Falle eines Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis mit einer Breite von 20 mm oder mehr, insbesondere 50 mm oder mehr, besonders auffällig. Dies scheint auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass ein breiteres Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis stärker durch die Temperaturverteilung des Schmelzeüberschusses beeinflusst ist.
Eine größere Vibration des Schmelzeüberschusses erzeugt auf einer freien Oberfläche des Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis größere Wellenformen, was zu einer größeren Störung in Querrichtung einzelner Wellentäler führt, die die Wellenformen bilden. Die Störung in Querrichtung der Wellentäler behindert die Bewegung magnetischer Domänenwände, was zu einem erhöhten Hystereseverlust führt.
Infolge einer intensiven Forschung zur Lösung dieses Problems wurde festgestellt, dass, obwohl die Erwärmung einer Schmelzdüse bei konstanter Temperatur wirksam ist, die Vibration des Schmelzeüberschusses zu verhindern, sie wahrscheinlich das Anhaften von Oxiden usw. verursacht, das die Vibration des Schmelzeüberschusses verursacht. Eine weitere Untersuchung hat gezeigt, dass die Vibration des Schmelzeüberschusses effektiv verringert werden kann, indem die Temperaturschwankungen der Schmelzdüse in Querrichtung möglichst gering gestaltet werden und indem die Kühlwalzenoberfläche mit einer Drahtbürste abgeschliffen wird, um zahlreiche feine lineare Kratzer zu bilden. Dies steht vollkommen im Gegensatz zu einer herkömmlichen Vorstellung, dass eine Kühlwalze besser eine möglichst spiegelglatte Oberfläche hätte. Somit beruht die vorliegende Erfindung auf der Entdeckung, dass die Bildung feiner lineare Kratzer auf der Kühlwalzenoberfläche die Temperaturverteilung der Schmelzdüse verringert, wodurch eine Wirkung zur Unterdrückung der Vibration des Schmelzeüberschusses erhöht wird.
[2] Abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis
1 zeigt schematisch Wellenformen 2 auf einer freien Oberfläche des abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis. Da Wellentäler 3, die die Wellenformen 2 bilden, zur Verringerung eines Wirbelstromverlustes beitragen, indem sie magnetische Domänen kleiner machen, werden die Wellenformen 2 vorzugsweise auf dem Band 1 in sämtlichen Querbereichen gebildet, obwohl eine ausreichende Wirkung zur Verringerung eines Wirbelstromverlustes erreicht werden kann, solange die Wellenformen 2 70% oder mehr der Breite des Bandes 1 einnehmen, mit einer Längsmittellinie als Mittelpunkt. Das Belegungsverhältnis in Querrichtung der Wellenformen 2 ist vorzugsweise 80% oder mehr, noch bevorzugter 100%. Die Wellentäler 3 brauchen in einer Querrichtung nicht kontinuierlich sein, solange das Belegungsverhältnis in Querrichtung der Wellenformen 2 insgesamt 70% oder mehr beträgt. Das Belegungsverhältnis in Querrichtung der Wellenformen 2 wird durch Auswählen fünf beliebiger Regionen von 50 mm Länge auf dem Band 1 in Längsrichtung und Ermittlung des Durchschnitts von Belegungsverhältnissen in Querrichtung, die in diesen Regionen gemessen wurden, bestimmt.
Wie in 1 dargestellt, sind die Wellentäler 3, die sich in eine Querrichtung erstrecken, wie Wellen gekrümmt. Größere Störungen (größere Wellenamplituden) der Wellentäler 3 behindern die Bewegung magnetischer Domänenwände während der Magnetisierung, was zu einem größeren Hystereseverlust führt. Daher sollten die Wellentäler 3 möglichst geringe Störungen (Wellenamplituden) in einer Querrichtung haben. Die Störung in Querrichtung der Wellentäler 3 kann durch eine durchschnittliche Amplitude D angegeben werden. Die durchschnittliche Amplitude D wird durch Auswählen fünf beliebiger Regionen von 50 mm Länge, Berechnen einer durchschnittlichen Amplitude der Wellentäler 3 in jeder Region und Ermitteln ihres Durchschnitts in den fünf Regionen bestimmt. Wenn die Wellentäler 3 zu einer Querrichtung geneigt sind, wird die durchschnittliche Amplitude D parallel zur Längsrichtung des Bandes 1 gemessen.
Wenn die durchschnittliche Amplitude D, die die Störung in Querrichtung der Wellentäler 3 darstellt, 20 mm oder weniger ist, ist der Wirbelstromverlust verringert und der Hystereseverlust unterdrückt. Die durchschnittliche Amplitude D von mehr als 20 mm sorgt für einen erhöhten Hystereseverlust. Dies scheint auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass sich die magnetische Energie nahe den Wellentälern 3 ändert, aber eine Erhöhung in der Störung in Querrichtung von Wellentälern 3 zu größeren Variationen in Querrichtung der magnetischen Energie führt, so dass magnetische Domänenwände eher an Positionen mit geringer magnetischer Energie eingefangen werden, wodurch eine sanfte Bewegung magnetischer Domänenwände behindert wird. Ferner neigt die Störung in Querrichtung von Wellentälern 3 dazu, den Prozentsatz an magnetischen Domänen mit Magnetisierungsrichtungen zu erhöhen, die nicht zur Längsrichtung des Bandes 1 parallel sind, wodurch eine Anregungsleistung erhöht wird. Da die durchschnittliche Amplitude D von mehr als 20 mm den Hystereseverlust und die Anregungsleistung erhöht, sollte die durchschnittliche Amplitude D der Wellentäler 3 20 mm oder weniger sein. Die durchschnittliche Amplitude D der Wellentäler 3 ist vorzugsweise 5 mm oder weniger, bevorzugter 0,1–2 mm.
Wie in 2 dargestellt, sind die Wellentäler 3, die die Wellenformen 3 bilden, in einer Längsrichtung in im Wesentlichen konstanten Intervallen ausgerichtet. Die Längsintervalle L der Wellentäler 3 liegen vorzugsweise in einem Bereich von 1–5 mm. Wenn die Längsintervalle L der Wellentäler 3 weniger als 1 mm sind, gibt es eine große Scheinleistung. Andererseits führen Längsintervalle L von mehr als 5 mm zu einer geringen Wirkung in der Verringerung des Wirbelstromverlustes. Zum Erreichen einer großen Wirkung in der Verringerung des Wirbelstromverlustes sind die Längsintervalle L der Wellentäler 3 bevorzugter 1,5–3 mm.
In Regionen, die den Wellentäler 3 in Längsrichtung benachbart sind, sind Stege 4 vorhanden. Zum Erreichen einer ausreichenden Wirkung in der Verringerung des Wirbelstromverlustes ist eine durchschnittliche Höhendifferenz t zwischen Wellentälern 3 und Stegen 4 vorzugsweise 0,3–7 μm, bevorzugter 1–4 μm. Die durchschnittliche Höhendifferenz t wird durch Auswählen fünf beliebiger Regionen von 50 mm Länge in Längsrichtung, Berechnen einer durchschnittlichen Höhendifferenz zwischen Wellentälern 3 und Stegen 4 in jeder Region und Ermitteln ihres Durchschnitts in fünf Regionen bestimmt. Die Dicke T des Bandes 1 liegt vorzugsweise im Bereich von 15–35 μm. Ein Verhältnis t/T der durchschnittlichen Höhendifferenz t zwischen Wellentälern 3 und Stegen 4 zur Dicke T des Bandes 1 ist vorzugsweise in einem Bereich von 0,02–0,2. Das Verhältnis t/T von weniger als 0,02 sorgt für eine geringe Wirkung in der Verringerung des Wirbelstromverlustes und das Verhältnis t/T von mehr als 0,2 erhöht die Scheinleistung und verringert den Raumfaktor eines Kerns. Der bevorzugtere Bereich von t/T ist 0,04–0,15.
Die amorphen Legierungen auf Fe-Basis enthalten Fe-B-Legierung, Fe-Si-B-Legierungen, Fe-Si-B-C-Legierungen, Fe-Si-B-P-Legierungen, Fe-Si-B-C-P-Legierungen; Fe-P-B-Legierungen, Fe-P-C-Legierungen usw. und von ihnen sind die Fe-Si-B-Legierungen vom Standpunkt der Wärmestabilität und leichten Produktion geeignet. Das Band aus amorpher, weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis kann, falls notwendig, Co, Ni, Mn, Cr, V, Mo, Nb, Ta, Hf, Zr, Ti, Cu, Au, Ag, Sn, Ge, Re, Ru, Zn, In, Ga usw. enthalten.
Ein Beispiel der amorphen Legierungen auf Fe-Basis hat eine Zusammensetzung, die durch Fe_100-a-b-cM_aSi_bB_c (Atom%) dargestellt ist, wobei M mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cr, Mn, Ti, V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W und Sn ist, 0 ≤ a ≤ 10, 0 ≤ b ≤ 20, ≤ c ≤ 20 und 10 ≤ a + b + c ≤ 35 ist. M hat eine Wirkung einer beschleunigten Amorphisierung. Zur Steuerung der induzierten magnetischen Anisotropie können weniger als 50 Atom% Fe durch Co und/oder Ni ersetzt werden. Co hat eine Wirkung zur Verbesserung der Sättigungsmagnetflussdichte. Ebenso können 50 Masse% oder weniger von M durch mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zn, As, Se, Sb, In, Cd, Ag, Bi, Mg, Sc, Re, Au, Elemente der Platingruppe, Y und Seltenerdelemente ersetzt werden. Ferner können zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und Wärmestabilität 50 Atom% oder weniger der Gesamtmenge von Si und B durch mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C, Al, P, Ga und Ge ersetzt werden.
Die feinkristallinen Legierungen auf Fe-Basis, teilweise mit Kristallphasen, enthalten Fe-Cu-Si-B-Legierungen, Fe-Cu-Si-B-C-Legierungen, Fe-Cu-Si-B-P-Legierungen, Fe-Cu-Si-B-C-P-Legierungen, Fe-Cu-P-B-Legierungen, Fe-Cu-P-C-Legierungen usw. Die feinkristallinen Legierungen auf Fe-Basis können, falls notwendig, auch Co, Ni, Mn, Cr, V, Mo, Nb, Ta, Hf, Zr, Ti, Au, Ag, Sn, Ge, Re, Ru, Zn, In, Ga usw. enthalten.
Ein Beispiel der feinkristallinen Legierungen auf Fe-Basis hat eine Zusammensetzung, die durch Fe_100-a-b-c-dM_aSi_bB_cCu_d (Atom%) dargestellt ist, wobei M mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ti, V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta und W ist, 0 ≤ a ≤ 10, 0 ≤ b ≤ 20, 4 ≤ c ≤ 20, 0,1 ≤ d ≤ 3 und 10 ≤ a + b + c + d ≤ 35. M hat eine Wirkung zur Ausführung einer Amorphisierung und Bildung feinerer Kristallkörner, die durch eine Wärmebehandlung erzeugt werden. Zur Steuerung der induzierten magnetischen Anisotropie können weniger als 50% Fe durch Co und/oder Ni ersetzt werden. Co hat eine Wirkung zur Verbesserung der Sättigungsmagnetflussdichte. Ebenso können 50 Atom% oder weniger von M durch mindestens ein Element ersetzt werden, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Cr, Mn, Zn, As, Se, Sb, Sn, In, Cd, Ag, Bi, Mg, Sc, Re, Au, Elemente der Platingruppe, Y und Seltenerdelemente. Ferner können zur Einstellung der Magnetostriktion und magnetischen Eigenschaften von nanokristallinen Legierungen 50 Atom% oder weniger der Gesamtmenge von Si und B durch mindestens ein Element ersetzt werden, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C, Al, P, Ga und Ge.
[3] Herstellungsverfahren
3(a) zeigt ein Beispiel von Vorrichtungen zur Herstellung des abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis der vorliegenden Erfindung. Diese Vorrichtung umfasst einen Tiegel 12 zum Aufnehmen einer Schmelze 11 der Legierung auf Fe-Basis, eine Hochfrequenzspule 14, die um den Tiegel 12 zum Erwärmen der Schmelze 11 angeordnet ist, eine Schmelzdüse 14, die am Boden des Tiegels 12 zum Ausstoßen der Schmelze 11 auf eine Kühlwalze 15 angeordnet ist, eine Ablösedüse 17 zum Ausstoßen eines Gases zum Ablösen eines Bandes aus amorpher Legierung auf Fe-Basis, das durch Abschrecken auf der Kühlwalze 15 gebildet wird, eine Spule 18 zum Aufwickeln des abgeschreckten Bandes 16 aus amorpher Legierung auf Fe-Basis, eine Heizdüse 21 zum Ausstoßen eines Erwärmungsgases, um die Temperatur der Schmelzdüse 14 konstant zu halten, und eine Drahtbürstenwalze 22, die in Kontakt mit der Kühlwalze 15 stromaufwärts des Schmelzeüberschusses 11a in einer Drehrichtung angeordnet ist. Die Schmelzdüse 14 hat eine schlitzförmige Öffnung zum Ausstoßen der Schmelze 11.
Wie in 4(a) und 4(b) dargestellt, hat die Heizdüse 21, die nahe dem Schmelzeüberschuss 11a und der Schmelzdüse 14 angeordnet ist, eine schlitzförmige Öffnung, mit einer Breite Wn, die die Schmelzdüse 14 ausreichend bedeckt, und einer Länge Ln, die sich ausreichend über die horizontale Länge Ls der schlitzförmigen Öffnung der Schmelzdüse 14 erstreckt. Insbesondere ist die Länge Ln der schlitzförmigen Öffnung der Heizdüse 21 vorzugsweise 1,2–2 Mal so groß wie Ls. Damit die Temperaturverteilung des Schmelzeüberschusses 11a möglichst gering wird, sollte die Temperaturverteilung der Schmelzdüse 14 in Querrichtung innerhalb von ±15°C gehalten werden. Zu diesem Zweck ist die Temperatur eines Erwärmungsgases, das aus der Heizdüse 21 ausgestoßen wird, vorzugsweise 800–1400°C, bevorzugter 1000–1200°C. Das Erwärmungsgas ist vorzugsweise ein inertes Gas, wie ein Kohlenstoffdioxidgas, ein Argongas usw.
Die Drahtbürstenwalze 22, die eine Oberfläche der Kühlwalze 15 abschleift, umfasst vorzugsweise härtere Metalldrähte als die Kühlwalze 15 zur Bildung zahlreicher feiner linearer Kratzer auf der geschliffenen Oberfläche der Kühlwalze 15. Solche Metalldrähte sind vorzugsweise Edelstahldrähte. Die Durchmesser der Edelstahldrähte sind vorzugsweise etwa 0,02–0,1 mm.
Die Rauheit der feinen linearen Kratzer, die auf der Oberfläche der Kühlwalze 15 durch Abschleifen mit der Drahtbürstenwalze 22 gebildet werden, ist durch eine durchschnittliche Rauheit Ra und eine maximale Rauheitstiefe Rmax angegeben. Die durchschnittliche Rauheit Ra und maximale Rauheitstiefe Rmax hängen nicht nur von der Härte und den Durchmessern von Metalldrähten ab, sondern auch von der Schubkraft (dem Druck) der Drahtbürstenwalze 22 auf die Kühlwalze 15, der Anzahl und Richtung der Drehung der Drahtbürstenwalze 22, der Anzahl von Metalldrähten, die mit einer Flächeneinheit der Kühlwalze 15 in Kontakt gelangen, usw. ab. Wenn diese Bedingungen eingestellt sind, hat die geschliffene Oberfläche der Kühlwalze 15 eine durchschnittliche Rauheit Ra von 0,1–1 μm und eine maximale Rauheitstiefe Rmax von 0,5–10 μm. Die durchschnittliche Rauheit Ra von weniger als 0,1 μm bietet keine ausreichende Wirkung zur Unterdrückung der Vibration des Schmelzeüberschusses 11a und eine Ra von mehr als 1 μm erzeugt auf der Oberfläche der Kühlwalze 15 zu große lineare Kratzer, was zu einem rasch abgeschreckten Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis mit verringerten magnetischen Eigenschaften führt. Ebenso bietet die maximale Rauheitstiefe Rmax von weniger als 0,5 μm keine ausreichende Wirkung zur Unterdrückung der Vibration des Schmelzeüberschusses 11a und eine Rmax von mehr als 10 μm erzeugt auf der Oberfläche der Kühlwalze 15 zu große lineare Kratzer, was zu einem rasch abgeschreckten Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis mit verringerten magnetischen Eigenschaften führt. Die bevorzugte durchschnittliche Rauheit Ra ist 0,2–0,8 μm und die bevorzugte maximale Rauheitstiefe Rmax ist 1–5 μm.
Die Anzahl von Drahtbürstenwalzen 22 zur Bildung feiner linearer Kratzer mit der durchschnittlichen Rauheit Ra und maximalen Rauheitstiefe Rmax ist nicht auf eine beschränkt, sondern es können zwei oder mehr Drahtbürstenwalzen in einer Drehrichtung angeordnet sein. Wie in 3(b) dargestellt, kann eine Schleifwalze 23 zum Entfernen von Graten stromabwärts der Drahtbürstenwalze 22 in einer Drehrichtung angeordnet sein. Als Schleifwalze 23 kann zum Beispiel eine Polierbürstenwalze aus chemischen Fasern, die Schleifpartikel wie Diamantpartikel usw. enthält, verwendet werden.
Es ist nicht unbedingt klar, warum die Kühlwalze 15 mit einer geschliffenen Oberfläche mit den oben genannten feinen linearen Kratzern die Vibration des Schmelzeüberschusses 11a mehr unterdrückt als jene mit einer spiegelglatten Oberfläche. Es wird angenommen, dass eine spiegelglatte Oberfläche der Kühlwalze 15 nicht unbedingt vollkommen frei von Defekten wie Kratzern usw. ist und dass selbst die geringfügigsten Defekte in einem Teil der spiegelglatten Oberfläche einen großen Einfluss haben und den Schmelzeüberschuss 11a destabilisieren, so dass eine Vibration verursacht wird. Andererseits bietet die Bildung feiner linearer Kratzer auf der gesamten geschliffenen Oberfläche der Kühlwalze 15 insgesamt trotz örtlicher Ungleichmäßigkeiten eine Gleichmäßigkeit, wodurch der Einfluss von Teildefekten, falls vorhanden, gemildert wird. Infolgedessen ist der Schmelzeüberschuss 11a stabilisiert.
Es würde keine gute Wirkung zur Unterdrückung der Vibration des Schmelzeüberschusses 11a durch feine lineare Kratzer auf der Oberfläche der Kühlwalze 15 erhalten werden, wenn die Temperatur der Schmelzdüse 14 nicht konstant gehalten wird, um am Schmelzeüberschuss 11a eine möglichst geringe Temperaturverteilung vorzusehen. Mit anderen Worten, es kann keine ausreichende Wirkung zur Unterdrückung der Vibration des Schmelzeüberschusses 11a erhalten werden, indem einfach nur feine lineare Kratzer auf der Oberfläche der Kühlwalze 15 gebildet werden oder indem einfach nur die Temperatur der Schmelzdüse 14 konstant gehalten wird. Nur eine Kombination beider Mittel bietet eine gute Wirkung zur Unterdrückung der Vibration des Schmelzeüberschusses 11a. Da die Vibration des Schmelzeüberschusses 11a selbst bei geringfügigen Variationen der Bedingungen eintreten würde, ist es nicht leicht, ein Mittel zu deren Unterdrückung zu finden. Durch eine Kombination feiner linearer Kratzer, die auf der Oberfläche der Kühlwalze 15 gebildet sind, und der verringerten Temperaturverteilung der Schmelzdüse 14 war die vorliegende Erfindung erfolgreich, beide schwierigen Anforderungen zur Verringerung eines Wirbelstromverlustes durch die Wellenformen, die eine Verkleinerung magnetischer Domänen bewirken, und Verhinderung eines Anstiegs im Hystereseverlust durch Unterdrücken der Amplitude von quer verlaufenden Wellentälern in den Wellenformen zu erreichen.
5 zeigt ein Beispiel, das eine Haube 24 umfasst, um die Temperatur der Schmelzdüse 14 konstant zu halten. Die Heizdüse 21 ist an der Haube 24 so befestigt, dass ihre schlitzförmige Öffnung in der Haube 24 positioniert ist. Da ein Erwärmungsgas, das aus der schlitzförmigen Öffnung der Erwärmungsdüse 21 ausgestoßen wird, zwischen der Haube 24 und der Kühlwalze 15 strömt, kann die Temperaturverteilung der Schmelzdüse 14 sicher verringert werden.
Das erhaltene Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis kann wärmebehandelt werden. Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 350–650°C in einem inerten Gas wie Ar, Stickstoff usw. ausgeführt. Die Wärmebehandlungszeit ist für gewöhnlich 24 Stunden oder weniger, vorzugsweise 5 Minuten bis 4 Stunden. Das abgeschreckte Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis kann, falls notwendig, mit SiO₂, MgO, Al₂O₃ usw. beschichtet oder Behandlungen wie einer chemischen Umsetzungsbehandlung, einer anodischen Oxidationsbehandlung usw. unterzogen werden um seine Isolierung zu erhöhen.
[4] Kern
Der Kern gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Laminieren oder Aufwickeln des abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gebildet. Da bei dem abgeschreckten Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis der vorliegenden Erfindung sowohl der Wirbelstromverlust wie auch der Hystereseverlust verringert sind, hat ein daraus gebildeter Kern einen geringen Kernverlust. Der Kern wird in einem inerten Gas wie einem Sickstoffgas, Ar usw. in Vakuum oder in Luft wärmebehandelt. Mit einem Magnetfeld, das in Richtung eines magnetischen Pfades des Kerns während der Wärmebehandlung angelegt wird, hat der erhaltene Kern ein hohes Rechteckigkeitsverhältnis, eine hohe Scheinleistung und einen geringen Kernverlust. Um ein hohes Rechteckigkeitsverhältnis zu erhalten, wird ein Magnetfeld mit einer solchen Intensität angelegt, dass der Kern magnetisch gesättigt ist. Die Intensität des Magnetfeldes ist vorzugsweise 400 A/m oder mehr, bevorzugter 800 A/m oder mehr. Das angelegte Magnetfeld ist meistens ein Gleichstrom-Magnetfeld, aber es kann auch ein Wechselstrom-Magnetfeld verwendet werden. Die Wärmebehandlung kann in einem einzigen Schritt oder in mehreren Schritten ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele ausführlicher erklärt, ohne die vorliegende Erfindung darauf beschränken zu wollen.
Beispiel 1
In der in 3(a) dargestellten Vorrichtung wurde eine aus Keramik hergestellte Schmelzdüse 14 mit einer schlitzförmigen Öffnung von 50 mm Länge und 0,6 mm Breite verwendet, wobei der Spalt zwischen einem Spitzenende der Schmelzdüse 14 und einer Kühlwalze 15 250 μm groß war. Die Wasserkühlwalze 15, die aus einer Cu-Cr-Zr-Legierung bestand, wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 25,5 m/s gedreht. Während ein Kohlenstoffdioxidgas bei 1250°C aus einer Heizdüse 21 ausgestoßen wurde, wurde eine Legierungsschmelze, die 11,5 Atom% B, 9,5 Atom% Si und 0,3 Atoms C enthielt, wobei der Rest im Wesentlichen Fe und unvermeidbar Unreinheiten waren, bei 1300°C aus der Schmelzdüse 14 auf die drehende Wasserkühlwalze 15 ausgestoßen, um ein Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis mit 50 mm Breite und 24,3 μm durchschnittlicher Dicke zu erzeugen. Während der Herstellung des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis war die quer verlaufende Temperaturverteilung der Schmelzdüse 14 mit 1200°C ± 10°C äußerst gleichmäßig.
Während der Herstellung des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde eine Drahtbürstenwalze 21 aus Edelstahldrähten mit 0,06 mm Durchmesser bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 3 m/s in entgegengesetzter Richtung zur Kühlwalze 15 gedreht. Auf einer Oberfläche der Kühlwalze 15, die durch die Drahtbürstenwalze 11 abgeschliffen wurde, wurden feine lineare Kratzer mit einer durchschnittlichen Rauheit Ra von 0,6 μm und einer maximalen Rauheitstiefe Rmax von 4,7 μm gebildet. Infolgedessen wurde das Anhaften von Oxiden an die Kühlwalze 15 unterdrückt.
Das erhaltene Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis zeigte in der Röntgenbeugung ein Halo-Muster, das der amorphen Struktur eigen ist. Wellenformen 2, die sich auf der freien Oberfläche des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis bildeten, hatten kontinuierliche Wellentäler 3 in einem Bereich von 80% der Bandbreite, wobei die Wellentäler 3 eine durchschnittliche Amplitude D von 8,2 mm und ein durchschnittliches Längsintervall L von 2,0 mm hatten und die durchschnittliche Höhendifferenz t zwischen den Wellentälern 3 und den Stegen 4 3,0 μm oder weniger war.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein erwärmtes Kohlenstoffdioxidgas aus einer Heizdüse 21 ausgestoßen wurde. Dieses Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wies ein Halo-Muster in der Röntgenbeugung auf und Wellenformen 2, die sich auf seiner freien Oberfläche bildeten, hatten durchgehende Wellentäler 3 in einem Bereich von 80% der Bandbreite. Die Wellenformen 2 hatten zwar im Wesentlichen dasselbe durchschnittliche Längsintervall L und dieselbe Höhendifferenz t zwischen Wellentälern 3 und Stegen 4 wie in Beispiel 1, die durchschnittliche Amplitude D der Wellentäler 3 war aber mit 24,0 mm extrem groß.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass keine Drahtbürstenwalze 11 verwendet wurde. Dieses Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wies ein Halo-Muster in der Röntgenbeugung auf und Wellenformen 2, die sich auf seiner freien Oberfläche bildeten, hatten durchgehende Wellentäler 3 in einem Bereich von 80% der Bandbreite. Da Oxide an der Kühlwalze 15 während der Herstellung für einen langen Zeitraum anhafteten, wurden extrem große Wellenformen 2 auf einer freien Oberfläche des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis gebildet, deren durchschnittliches Längsintervall L 2,1 mm betrug, die Höhendifferenz t zwischen den Wellentälern 3 und den Stegen 4 war 7,3 μm und die durchschnittliche Amplitude D der Wellentäler 3 betrug 26,4 mm.

Die Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis von Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden 60 Minuten bei 350°C in einem länglichen Magnetfeld von 1500 A/m wärmebehandelt. Eine einzelne Plattenprobe jedes wärmebehandelten Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde in Bezug auf eine Gleichstrom-B-H-Schleife gemessen, um den Hystereseverlust Ph_1,3/50 bei 1,3 T und 50 Hz zu bestimmen. Ferner wurden der Kernverlust P_1,3/50 und die Anregungsleistung S_1,3/50 der einzelnen Plattenprobe bei 1,3 T und 50 Hz in einem Einzellagentestgerät (Vorrichtung zum Auswerten der magnetischen Eigenschaften einer einzelnen Platte) getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1

Nr.	D (mm)	L (mm)	T (mm)	t/T	Ph_1,3/50 (W/kg)	P_1,3/50 (W/kg)	Si_1,3/50 (Va/kg)
Beispiel 1	8,2	2,0	23,5	0,08	0,033	0,053	0,070
Vgl. Bsp. 1	24,0	2,0	23,6	0,08	0,049	0,093	0,090
Vgl. Bsp. 2	26,4	2,1	23,5	0,31	0,059	0,113	0,120

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, hatte das Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis von Beispiel 1 mit kleineren Wellenformen 2, wobei die durchschnittliche Amplitude D der Wellentäler 3 nur 8,2 mm klein war, einen Hystereseverlust Ph_1,3/50 von 0,033 W/kg, einen Kernverlust P_1,3/50 von 0,053 W/kg und eine Anregungsleistung S_1,3/50 von 0,070 VA/kg, kleiner als jene der Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis in den Vergleichsbeispielen 1 und 2.
Beispiele 2–19
Eine aus Keramik hergestellte Schmelzdüse 14 mit einer schlitzförmigen Öffnung von 30 mm Länge und 0,5–0,7 mm Breite wurde in der Vorrichtung, die in 3(a) dargestellt ist, verwendet, mit einem Spalt von 150–300 μm zwischen einem Spitzenende der Schmelzdüse 14 und einer Kühlwalze 15. Die Wasserkühlwalze 15, die aus einer Cu-Be-Legierung bestand, wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 20–35 m/s gedreht. Während ein Kohlenstoffdioxidgas bei 1190°C aus der Heizdüse 21 ausgestoßen wurde, wurde eine Legierungsschmelze mit der Zusammensetzung (Atom%), die in Tabelle 2 dargestellt ist, bei 1250–1350°C aus der Schmelzdüse 14 auf die drehende Wasserkühlwalze 15 ausgestoßen, um ein Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis mit 30 mm Breite zu erzeugen. Während der Herstellung des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis war die quer verlaufende Temperaturverteilung der Schmelzdüse 14 mit 1200°C ± 10°C äußerst gleichmäßig.
Während der Herstellung des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde eine Drahtbürstenwalze 21 aus Edelstahldrähten mit 0,03 mm Durchmesser bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 4 m/s in entgegengesetzter Richtung zur Kühlwalze 15 gedreht. Eine Oberfläche der Kühlwalze 15, die durch die Drahtbürstenwalze 11 abgeschliffen wurde, wies feine lineare Kratzer mit einer durchschnittlichen Rauheit Ra von 0,25 μm und einer maximalen Rauheitstiefe Rmax von 2,7 μm auf. Infolgedessen wurde das Anhaften von Oxiden an die Kühlwalze 15 unterdrückt.
Vergleichsbeispiele 3–6
Jedes Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispielen 2–19 hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein erwärmtes Kohlenstoffdioxidgas aus einer Heizdüse 21 ausgestoßen wurde. Während der Herstellung des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis war eine quer verlaufende Temperaturverteilung in der Schmelzdüse 14 1200°C ± 30°C groß.
Während der Herstellung des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde eine Drahtbürstenwalze 11 mit Edelstahldrähten mit einem Durchmesser von 0,05 mm bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 5 m/s in entgegengesetzter Richtung zur Kühlwalze 15 gedreht. Eine Oberfläche der Kühlwalze 15, die durch die Drahtbürstenwalze 11 abgeschliffen wurde, wies feine lineare Kratzer mit einer durchschnittlichen Rauheit Ra von 0,4 μm und einer maximalen Rauheitstiefe Rmax von 2,3 μm auf. Infolgedessen wurde das Anhaften von Oxiden an die Kühlwalze 15 unterdrückt.

Jedes der Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis, die in Beispielen 2–19 und Vergleichsbeispielen 3–6 erzeugt wurden, zeigte in der Röntgenbeugung ein Halo-Muster, das der amorphen Struktur eigen ist. Jedes Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis hatte die Dicke T, die in Tabelle 2 angegeben ist. Wellenformen 2, die sich auf einer freien Oberfläche des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis bildeten, hatten kontinuierliche Wellentäler 3 in einem Bereich entsprechend 100% der Bandbreite, und die Wellentäler 3, die in Tabelle 2 angegeben sind, hatten eine durchschnittliche Amplitude D von 8,9 mm, ein durchschnittliches Längsintervall L von 2,5 mm und ein durchschnittliches t/T-Verhältnis von 0,1. Tabelle 2

Nr.	Zusammensetzung (Atom%)	D (mm)	L (mm)	T (m)	t/T
Beispiel 2	Fe_restB₁₃Si₉	8,2	2,1	23,2	0,09
Beispiel 3	Fe_restB₁₂Si_9,7C_0,4	7,6	2,4	23,6	0,08
Beispiel 4	Fe_restB₁₁Si₉C_0,2	11,6	1,9	24,8	0,05
Beispiel 5	Fe_restB₁₁Si₉	7,0	2,0	24,1	0,11
Beispiel 6	Fe_restB₁₅Si₃C_0,3	13,6	3,0	26,2	0,15
Beispiel 7	Fe_restB₁₅Si_2,7C_0,3P_0,5	15,4	2,0	28,1	0,14
Beispiel 8	Fe_restB₁₅Si₄	8,2	1,2	29,5	0,10
Beispiel 9	Fe_restB₁₄Si₄	17,2	2,1	25,6	0,11
Beispiel 10	Fe_restB₁₄Si₄C_0,2	7,4	2,2	15,0	0,08
Beispiel 11	Fe_restB₁₄Si₄Ni₁C_0,2	7,0	2,3	22,5	0,04
Beispiel 12	Fe_restB₁₄Si₄Co₁C_0,2	12,2	2,4	23,8	0,03
Beispiel 13	Fe_restB₁₆Si₃	5,6	1,0	35,0	0,08
Beispiel 14	Fe_restB_15,8Si₂C_0,2	3,6	1,6	32,1	0,10
Beispiel 15	Fe_restB₁₅Si_2,7Mn_0,2C_0,2	3,8	2,5	25,6	0,12
Beispiel 16	Fe_restB₁₅Si_2,7Mn_0,2C_0,2Cr_0,1	6,6	4,5	26,3	0,02
Beispiel 17	Fe_restB₁₅Si_2,7Mn_0,2C_0,2Sn_0,1	9,0	5,0	24,9	0,15
Beispiel 18	Fe_restB₁₅Si_2,7Mn_0,2C_0,2Cu_0,1	8,0	4,1	27,1	0,17
Beispiel 19	Fe_restB₁₄Si_3,7Mn_0,2C_0,2	7,8	3,0	25,1	0,19
Vgl. Bsp. 3	Fe_restB₁₅Si₃C_0,3	21,6	3,2	24,8	0,01
Vgl. Bsp. 4	Fe_restB₁₁Si₉C_0,2	22,8	3,8	24,9	0,10
Vgl. Bsp. 5	Fe_restB₁₅Si_2,7Mn_0,2C_0,2	24,4	6,1	25,6	0,24
Vgl. Bsp. 6	Fe_restB₁₅Si_2,7Mn_0,2C_0,2Cr_0,1	24,6	6,9	25,3	0,31

Jedes Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis der Beispiele 2–19 und Vergleichsbeispiele 3–6 wurde 60 Minuten bei 350°C in einem längsgerichteten Magnetfeld von 1000 A/m wärmebehandelt. Eine Plattenprobe jedes wärmebehandelten Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde in Bezug auf eine Gleichstrom-B-H-Schleife gemessen, um den Hystereseverlust Ph_1,3/50 bei 1,3 T und 50 Hz zu bestimmen. Ferner wurden der Kernverlust P_1,3/50 und die Anregungsleistung S_1,3/50 jeder einzelnen Plattenprobe bei 1,3 T und 50 Hz in einem Einzellagentestgerät gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3

Nr.	Ph_1,3/50 (W/kg)	P_1,3/50 (W/kg)	Si_1,3/50 (Va/kg)
Beispiel 2	0,031	0,052	0,060
Beispiel 3	0,030	0,048	0,052
Beispiel 4	0,023	0,051	0,071
Beispiel 5	0,030	0,050	0,050
Beispiel 6	0,032	0,060	0,058
Beispiel 7	0,040	0,071	0,061
Beispiel 8	0,031	0,051	0,049
Beispiel 9	0,040	0,072	0,058
Beispiel 10	0,024	0,047	0,049
Beispiel 11	0,024	0,047	0,050
Beispiel 12	0,033	0,062	0,060
Beispiel 13	0,028	0,068	0,073
Beispiel 14	0,028	0,062	0,067
Beispiel 15	0,024	0,048	0,051
Beispiel 16	0,028	0,068	0,072
Beispiel 17	0,033	0,070	0,073
Beispiel 18	0,029	0,069	0,072
Beispiel 19	0,025	0,051	0,051
Vgl. Bsp. 3	0,048	0,091	0,080
Vgl. Bsp. 4	0,049	0,093	0,090
Vgl. Bsp. 5	0,070	0,120	0,132
Vgl. Bsp. 6	0,074	0,130	0,141

Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, hatten die Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis von Beispielen 2–19 geringere Werte sowohl für den Kernverlust P_1,3/50 wie auch die Anregungsleistung S_1,3/50 als jene von Vergleichsbeispielen 3–6. Der Grund ist, dass die Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis der Beispiele 2–19 geringere Hystereseverluste Ph_1,3/50 als die Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis der Vergleichsbeispiele 3–6 hatten.
Beispiele 20–39
Eine aus Keramik hergestellte Schmelzdüse 14 mit einer schlitzförmigen Öffnung von 30 mm Länge und 0,5–0,7 mm Breite wurde in der Vorrichtung verwendet, die in 3(a) dargestellt ist, mit einem Spalt zwischen einem Spitzenende der Schmelzdüse 14 und einer Kühlwalze 15 von 150–300 μm. Die Wasserkühlwalze 15, die aus einer Cu-Be-Legierung bestand, wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 20–35 m/s gedreht. Während ein Kohlenstoffdioxidgas bei 1250°C aus einer Heizdüse 21 ausgestoßen wurde, wurde jede Legierungsschmelze mit der Zusammensetzung (Atom%), die in Tabelle 4 dargestellt ist, bei 1250–1350°C aus der Schmelzdüse 14 auf die drehende Wasserkühlwalze 15 ausgestoßen, um ein Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis mit 30 mm Breite zu erzeugen. Während der Herstellung jedes Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis war eine quer verlaufende Temperaturverteilung der Schmelzdüse 14 mit 1200°C ± 10°C äußerst gleichmäßig.
Während der Herstellung jedes Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde eine Drahtbürstenwalze 21 aus Edelstahldrähten mit 0,04 mm Durchmesser bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 4 m/s in entgegengesetzter Richtung zur Kühlwalze 15 gedreht. Eine Oberfläche der Kühlwalze 15, die durch die Drahtbürstenwalze 11 abgeschliffen wurde, wies feine lineare Kratzer mit einer durchschnittlichen Rauheit Ra von 0,5 μm und einer maximalen Rauheitstiefe Rmax von 2,5 μm auf. Infolgedessen wurde das Anhaften von Oxiden an die Kühlwalze 15 unterdrückt.
Vergleichsbeispiele 7–10
Jedes Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispielen 20–39 hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein erwärmtes Kohlenstoffdioxidgas aus einer Heizdüse 21 ausgestoßen wurde. Während der Herstellung jedes Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis war eine quer verlaufende Temperaturverteilung in der Schmelzdüse 14 1200°C ± 35°C groß.
Während der Herstellung jedes Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde eine Drahtbürstenwalze 11 mit Edelstahldrähten mit einem Durchmesser von 0,08 mm bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 5 m/s in entgegengesetzter Richtung zur Kühlwalze 15 gedreht. Eine Oberfläche der Kühlwalze 15, die durch die Drahtbürstenwalze 11 abgeschliffen wurde, wies feine lineare Kratzer mit einer durchschnittlichen Rauheit Ra von 0,7 μm und einer maximalen Rauheitstiefe Rmax von 3,9 μm auf. Infolgedessen wurde das Anhaften von Oxiden an die Kühlwalze 15 unterdrückt.

Jedes der Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis, die in Beispielen 20–39 und Vergleichsbeispielen 7–10 erzeugt wurden, zeigte in der Röntgenbeugung ein Halo-Muster, das der amorphen Struktur eigen ist. Jedes Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis hatte die Dicke T, die in Tabelle 4 angegeben ist. Wellenformen 2 auf einer freien Oberfläche des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis hatten kontinuierliche Wellentäler 3 in einem Bereich entsprechend 100% der Bandbreite, und die Wellentäler 3, die in Tabelle 4 angegeben sind, hatten eine durchschnittliche Amplitude D von 9,0 mm, ein durchschnittliches Längsintervall L von 2,9 mm und ein durchschnittliches t/T-Verhältnis von 0,1. Tabelle 4

Nr.	Zusammensetzung (Atom%)	D (mm)	L (mm)	T (m)	t/T
Beispiel 20	Fe_restB₁₄Si₄Cu_1,3	8,0	2,0	21,3	0,08
Beispiel 21	Fe_restB₁₂Si₆Cu_1,4	7,8	2,2	20,8	0,05
Beispiel 22	Fe_restB₁₂Si₆Cu_1,5C_0,33	7,0	2,4	19,1	0,09
Beispiel 23	Fe_restB₁₂Si₆Cu_1,4Mn_0,3C_0,3	8,6	1,9	20,8	0,10
Beispiel 24	Fe_restB₁₂Si₅Cu_1,4P₁C_0,2	8,0	1,5	21,0	0,15
Beispiel 25	Fe_restB₁₂Si₄Cu_1,3P₂	7,6	1,2	22,8	0,18
Beispiel 26	Fe_restB₁₄Si₂Cu_1,3Mn_0,2P₄	7,6	1,0	20,9	0,11
Beispiel 27	Fe_restB₁₂Si₃Cu_1,3Cr_0,5P₂	8,4	2,2	20,7	0,12
Beispiel 28	Fe_restB₁₂Si₅Cu_1,4Nb_0,5Mn_0,2	8,0	2,4	21,1	0,14
Beispiel 29	Fe_restB₁₂Si₆Cu_1,4Ni₁	8,2	3,0	23,6	0,15
Beispiel 30	Fe_restB₀Si₆Cu_1,4Co₁	7,8	4,1	22,1	0,14
Beispiel 31	Fe_restB₁₂Si₆Cu_1,4Mo_0,3C_0,3	7,4	5,0	21,9	0,12
Beispiel 32	Fe_restB₁₂Si₆Cu_1,4C_0,2Sn_0,1	7,0	4,3	21,8	0,10
Beispiel 33	Fe_restB₁₂Si₆Cu_1,5Co₁₀Ga_0,1	4,4	3,3	20,9	0,09
Beispiel 34	Fe_restB₁₂Si_5,5Cu_1,4C_0,2Ge_0,5	3,2	2,9	22,0	0,05
Beispiel 35	Fe_restB₁₂Si_5,5Cu_1,4C_0,2V_0,5	15,6	4,2	21,3	0,04
Beispiel 36	Fe_restB₁₂Si_5,5Cu_1,4C_0,2S_0,02	19,6	4,9	21,1	0,20
Beispiel 37	Fe_restB₁₂Si₅Cu_1,4P_0,5Zn_0,1	14,4	4,0	20,9	0,18
Beispiel 38	Fe_restB₇Si_15,5Cu_1,8P_0,2	11,2	3,2	17,8	0,15
Beispiel 39	Fe_restB₉Si_3,5Cu_1,8C_0,2	9,6	2,9	17,5	0,12
Vgl. Bsp. 7	Fe_restB₁₄Si₄Cu_1,3	25,2	6,1	22,3	0,01
Vgl. Bsp. 8	Fe_restB₁₄Si₄Ni₁Cu_1,4	25,8	3,2	20,9	0,08
Vgl. Bsp. 9	Fe_restB₁₂Si₆Cu_1,4Ni₁	26,0	5,5	21,2	0,25
Vgl. Bsp. 10	Fe_restB₁₂Si₃Cu_1,3Cr_0,5P₂	23,6	0,8	22,4	0,28

Jedes Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis der Beispiele 20–39 und Vergleichsbeispiele 7–10 wurde 60 Minuten bei 350°C in einem länglichen Magnetfeld von 1000 A/m wärmebehandelt. Eine Röntgenbeugung zeigte, dass Kristallpeaks, entsprechend einer bcc-Fe-Phase in jedem wärmebehandelten Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis beobachtet wurde, was darauf hinweist, dass seine amorphe Phase auf weniger als 50% verringert war. Die durchschnittliche Kristallkorngröße, die aus der halben Breite des Peakes des bcc-Fe-Kristalls durch eine Scherrer-Gleichung bestimmt wurde, war 30 nm oder weniger.

Eine einzelne Plattenprobe jedes wärmebehandelten Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde in Bezug auf eine Gleichstrom-B-H-Schleife gemessen, um den Hystereseverlust Ph_1,3/50 bei 1,3 T und 50 Hz zu bestimmen. Ferner wurden der Kernverlust P_1,3/50 und die Anregungsleistung S_1,3/50 jeder einzelnen Plattenprobe bei 1,3 T und 50 Hz in einem Einzellagentestgerät getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5

Nr.	Ph_1,3/50 (W/kg)	P_1,3/50 (W/kg)	Si_1,3/50 (Va/kg)
Beispiel 20	0,281	0,301	0,302
Beispiel 21	0,271	0,360	0,362
Beispiel 22	0,300	0,332	0,333
Beispiel 23	0,362	0,381	0,385
Beispiel 24	0,329	0,349	0,342
Beispiel 25	0,320	0,338	0,345
Beispiel 26	0,331	0,340	0,344
Beispiel 27	0,339	0,367	0,358
Beispiel 28	0,341	0,359	0,360
Beispiel 29	0,352	0,370	0,371
Beispiel 30	0,344	0,361	0,362
Beispiel 31	0,330	0,368	0,370
Beispiel 32	0,328	0,358	0,361
Beispiel 33	0,331	0,340	0,345
Beispiel 34	0,332	0,341	0,342
Beispiel 35	0,367	0,400	0,401
Beispiel 36	0,510	0,551	0,552
Beispiel 37	0,482	0,510	0,521
Beispiel 38	0,339	0,457	0,463
Beispiel 39	0,421	0,449	0,453
Vgl. Bsp. 7	0,552	0,581	1,632
Vgl. Bsp. 8	0,541	0,572	1,691
Vgl. Bsp. 9	0,560	0,593	1,720
Vgl. Bsp. 10	0,569	0,612	1,092

Wie aus Tabelle 5 hervorgeht, waren die Kernverluste P_1,3/50 und Anregungsleistungen S_1,3/50 der Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis der Beispiele 20–39 geringer als jene der Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis der Vergleichsbeispiele 7–10. Der Grund ist, dass die Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis der Beispiele 20–39 geringere Hystereseverluste Ph_1,3/50 als die Bänder aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis von den Vergleichsbeispielen 7–10 hatten.
Beispiel 40
Eine aus Keramik hergestellte Schmelzdüse 14 mit einer schlitzförmigen Öffnung von 25 mm Länge und 0,6 mm Breite wurde in der Vorrichtung verwendet, die in 3(a) dargestellt ist, mit einem Spalt von 240 μm zwischen einem Spitzenende der Schmelzdüse 14 und einer Kühlwalze 15. Die Wasserkühlwalze 15, die aus einer Cu-Cr-Legierung bestand, wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 25,5 m/s gedreht. Während ein Kohlenstoffdioxidgas bei 1250°C aus einer Heizdüse 21 ausgestoßen wurde, wurde eine Legierungsschmelze bei 1280°C, die 15,1 Atom% B, 3,5 Atom% Si und 0,2 Atoms C enthielt, wobei der Rest im Wesentlichen Fe und unvermeidbar Unreinheiten waren, aus der Schmelzdüse 14 auf die drehende Wasserkühlwalze 15 ausgestoßen, um ein Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis mit 25 mm Breite und 24,7 μm durchschnittlicher Dicke zu erzeugen. Während der Herstellung des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis war die quer verlaufende Temperaturverteilung der Schmelzdüse 14 mit 1195°C ± 10°C äußerst gleichmäßig.
Während der Herstellung des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde eine Drahtbürstenwalze 21 mit Edelstahldrähten mit 0,09 mm Durchmesser bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 6 m/s in entgegengesetzter Richtung zur Kühlwalze 15 gedreht. Eine Oberfläche der Kühlwalze 15, die durch die Drahtbürstenwalze 11 abgeschliffen wurde, wies feine lineare Kratzer mit einer durchschnittlichen Rauheit Ra von 1 μm und einer maximalen Rauheitstiefe Rmax von 5 μm auf. Infolgedessen wurde das Anhaften von Oxiden an der Kühlwalze 15 unterdrückt.
Das erhaltene Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis zeigte in der Röntgenbeugung ein Halo-Muster, das der amorphen Struktur eigen ist. Wellenformen 2 auf einer freien Oberfläche des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis hatten kontinuierliche Wellentäler 3 in einem Bereich von 80% der Bandbreite, wobei die Wellentäler 3 eine durchschnittliche Amplitude D von 7,4 mm und ein durchschnittliches Längsintervall L von 2,0 mm hatten und die durchschnittliche Höhendifferenz t zwischen den Wellentälern 3 und den Stegen 4 3,0 μm oder weniger war.
Dieses Band aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis wurde zur Herstellung eines gewickelten Kerns von Beispiel 40 mit einem Außendurchmesser von 75 mm und einem Innendurchmesser von 70 mm gewickelt. Während ein Magnetfeld von 1000 A/m in Richtung eines magnetischen Pfades angelegt wurde, wurde es 60 Minuten bei 330°C wärmebehandelt. Sowohl die Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit wie auch die Kühlgeschwindigkeit waren 5°C/Minute. Die Gleichstrom-B-H-Schleife des wärmebehandelten gewickelten Kerns wurde zur Bestimmung des Hystereseverlustes Ph_1,3/50 bei 1,3 T und 50 Hz gemessen. Die Auswertung von Wechselstrom-Magneteigenschaften zeigte, dass der gewickelte Kern einen Kernverlust von 0,055 W/kg und eine Anregungsleistung S_1,3/50 von 0,073 VA/kg bei 1,3 T und 50 Hz hatte.
Vergleichsbeispiel 11
Unter Verwendung eines Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis, das unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 40 hergestellt wurde, mit der Ausnahme, dass kein erwärmtes Kohlenstoffdioxidgas aus einer Heizdüse 21 ausgestoßen wurde, wurde ein gewickelter Kern erzeugt. Die Wellenformen 2 auf einer freien Oberfläche des Bandes aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis hatten Wellentäler 3 mit einer durchschnittlichen Amplitude D von 24,6 mm. Der gewickelte Kern hatte einen Kernverlust P_1,3/50 von 0,103 W/kg und eine Anregungsleistung S_1,3/50 von 0,123 VA/kg bei 1,3 T und 50 Hz. Dies zeigt, dass gewickelte Kerne einen großen Kernverlust und eine große Anregungsleistung hätten, wenn die Anforderungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllt wären.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-45662 A [0002]
JP 2007-107095 A [0003]
JP 62-49964 B [0006]
JP 3-32886 B [0006]
JP 61-24208 A [0007]
JP 2002-316243 A [0009, 0011]

Claims

Abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis mit Wellenformen auf einer freien Oberfläche, wobei die Wellenformen quer verlaufende Wellentäler haben, die in im Wesentlichen konstanten Intervallen in einer Längsrichtung angeordnet sind, wobei die Wellentäler eine durchschnittliche Amplitude D von 20 mm oder weniger haben.
Abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gemäß Anspruch 1, das Stege aufweist, die sich in eine Querrichtung in Regionen erstrecken, die in Längsrichtung neben den Wellentälern liegen.
Abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei Regionen mit den Wellentälern 70% oder mehr der Breite des Bandes einnehmen.
Abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich die Wellentäler kontinuierlich vollständig zwischen beiden Seitenenden des Bandes erstrecken.
Abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wellentäler Längsintervalle L in einem Bereich von 1–5 mm haben; wobei das Band eine Dicke T in einem Bereich von 15–35 μm aufweist; und wobei ein Verhältnis t/T einer durchschnittlichen Höhendifferenz t zwischen den Wellentälern und den Stegen zur Dicke des Bandes in einem Bereich von 0,02–0,2 liegt.
Abgeschrecktes Band aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das aus einer amorphen Legierung auf Fe-Basis oder einer feinkristallinen Legierung auf Fe-Basis, teilweise mit Kristallphasen, gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis mit Wellenformen auf einer freien Oberfläche, wobei die Wellenformen quer verlaufende Wellentäler haben, die in im Wesentlichen konstanten Intervallen in einer Längsrichtung angeordnet sind, wobei die Wellentäler eine durchschnittliche Amplitude D von 20 mm oder weniger haben, wobei das Verfahren die Schritte des (a) Haltens einer quer verlaufenden Temperaturverteilung in einer Schmelzdüse innerhalb von ±15°C, um eine möglichst geringe Temperaturverteilung in einem Schmelzeüberschuss der Legierung zu erreichen; und (b) des Bildens zahlreicher feiner linearer Kratzer auf einer Kühlwalzenfläche durch eine Drahtbürste enthält, wodurch eine abgeschliffene Oberfläche der Kühlwalze mit einer durchschnittlichen Rauheit Ra von 0,1–1 μm und einer maximalen Rauheitstiefe von 0,5 bis 10 μm erhalten wird.
Verfahren zur Herstellung eines abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gemäß Anspruch 7, wobei eine Heizdüse mit einer schlitzförmigen Öffnung zum Blasen eines Erwärmungsgases auf die Schmelzdüse verwendet wird, wobei die Länge der schlitzförmigen Öffnung der Heizdüse 1,2–2 Mal die horizontale Länge einer schlitzförmigen Öffnung der Schmelzdüse ist.
Kern, der durch Laminieren oder Wickeln des abgeschreckten Bandes aus weichmagnetischer Legierung auf Fe-Basis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 erhalten wird.
Kern gemäß Anspruch 9, der in einem Magnetfeld wärmebehandelt wird, das in einer Richtung des magnetischen Pfades angelegt wird.