JP2002205148A - アモルファス合金薄帯の製造方法 - Google Patents
アモルファス合金薄帯の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面粗さが向上した薄帯に破断が生じること
なく、連続的に巻き取ることができ、さらに薄帯の長手
方向における表面粗さの変動が小さいアモルファス合金
薄帯を製造する方法を提供する。 【解決手段】 移動冷却体上に溶湯を注湯し、急冷凝固
させるアモルファス合金薄帯の製造方法において、冷却
体上に形成される湯だまり部分に鋳造開始から一定時間
経過後、ＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密度が
０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給を開始するアモルフ
ァス合金薄帯の製造方法。および移動冷却体上に溶湯を
注湯し、急冷凝固させるアモルファス合金薄帯の製造方
法において、ＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密
度が０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給量を鋳造時間の
経過とともに増加するアモルファス合金薄帯の製造方
法。
なく、連続的に巻き取ることができ、さらに薄帯の長手
方向における表面粗さの変動が小さいアモルファス合金
薄帯を製造する方法を提供する。 【解決手段】 移動冷却体上に溶湯を注湯し、急冷凝固
させるアモルファス合金薄帯の製造方法において、冷却
体上に形成される湯だまり部分に鋳造開始から一定時間
経過後、ＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密度が
０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給を開始するアモルフ
ァス合金薄帯の製造方法。および移動冷却体上に溶湯を
注湯し、急冷凝固させるアモルファス合金薄帯の製造方
法において、ＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密
度が０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給量を鋳造時間の
経過とともに増加するアモルファス合金薄帯の製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アモルファス合金
薄帯の製造方法であって、安定かつ高品位なアモルファ
ス合金薄帯の連続鋳造に関するものである。
薄帯の製造方法であって、安定かつ高品位なアモルファ
ス合金薄帯の連続鋳造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アモルファス合金薄帯の製造方法とし
て、液体急冷法が広く知られている。液体急冷法には単
ロール法、双ロール法、遠心法等があるが、生産性およ
びメンテナンス性から、高速で回転する一つの冷却ロー
ル上に溶融金属を供給し、急冷凝固させて薄帯を得る単
ロール法が優れている。図１に単ロール法によるアモル
ファス合金薄帯の製造方法の一例を示す。坩堝１に母合
金３を挿入した後、高周波コイル２にて溶解し、溶湯噴
出ノズル４から溶湯を高速回転する冷却ロール５上に噴
出、急冷凝固してアモルファス合金薄帯６を得る。急冷
凝固後したアモルファス合金薄帯は、例えば図１に示す
ように凝固直後に冷却ロールの回転方向とは逆向きに、
剥離ガスノズル７から窒素や圧縮空気等の高圧ガスを吹
き付けることによって、薄帯を冷却ロールから強制的に
剥離させ、回収することが行われている。
て、液体急冷法が広く知られている。液体急冷法には単
ロール法、双ロール法、遠心法等があるが、生産性およ
びメンテナンス性から、高速で回転する一つの冷却ロー
ル上に溶融金属を供給し、急冷凝固させて薄帯を得る単
ロール法が優れている。図１に単ロール法によるアモル
ファス合金薄帯の製造方法の一例を示す。坩堝１に母合
金３を挿入した後、高周波コイル２にて溶解し、溶湯噴
出ノズル４から溶湯を高速回転する冷却ロール５上に噴
出、急冷凝固してアモルファス合金薄帯６を得る。急冷
凝固後したアモルファス合金薄帯は、例えば図１に示す
ように凝固直後に冷却ロールの回転方向とは逆向きに、
剥離ガスノズル７から窒素や圧縮空気等の高圧ガスを吹
き付けることによって、薄帯を冷却ロールから強制的に
剥離させ、回収することが行われている。
【０００３】このような液体急冷法では、一回の鋳造で
連続的に製造されるアモルファス合金薄帯の全長は１０
００ｍを越える。この場合、鋳造終了後にリール等で薄
帯を巻き取って回収することは、薄帯に生じる捩じれ等
のため非常に難しい。従って、薄帯の回収は、鋳造中に
冷却ロール上から剥離させながら連続的に行うことが必
要となる。
連続的に製造されるアモルファス合金薄帯の全長は１０
００ｍを越える。この場合、鋳造終了後にリール等で薄
帯を巻き取って回収することは、薄帯に生じる捩じれ等
のため非常に難しい。従って、薄帯の回収は、鋳造中に
冷却ロール上から剥離させながら連続的に行うことが必
要となる。
【０００４】剥離後のアモルファス合金薄帯の回収は、
例えば、特開平８−３１８３５２や、特開平１１−１８
８４５８に開示されているような、表面に磁性を帯びた
巻取りロールを冷却ロールと逆向きに回転させながら剥
離させた薄帯に近づけ、薄帯を付着、巻取ることにより
連続的に回収することができる。
例えば、特開平８−３１８３５２や、特開平１１−１８
８４５８に開示されているような、表面に磁性を帯びた
巻取りロールを冷却ロールと逆向きに回転させながら剥
離させた薄帯に近づけ、薄帯を付着、巻取ることにより
連続的に回収することができる。
【０００５】上記一連の方法によりアモルファス合金薄
帯を作製した場合、薄帯のロール接触面側にはエアポケ
ットと呼ばれる窪みが形成される。これは、冷却ロール
の回転に伴い発生する連れ回りガスが、湯だまり部分
（以下パドルと呼ぶ。）と冷却ロールとの境界層に巻き
込まれた際、凝固するまでにパドル内部で膨張するため
であると言われている。このようなエアポケットの形成
は薄帯の面粗さを増大するため、少ないことが好まし
い。
帯を作製した場合、薄帯のロール接触面側にはエアポケ
ットと呼ばれる窪みが形成される。これは、冷却ロール
の回転に伴い発生する連れ回りガスが、湯だまり部分
（以下パドルと呼ぶ。）と冷却ロールとの境界層に巻き
込まれた際、凝固するまでにパドル内部で膨張するため
であると言われている。このようなエアポケットの形成
は薄帯の面粗さを増大するため、少ないことが好まし
い。
【０００６】エアポケットの発生を抑制するための手法
として、ドイツ特許ＤＤ２６６０４６Ａ１、特開平６−
２６９９０７号公報等ではパドル後方（ロール回転方向
の反対側）からＣＯ２ガスを流す方法が提案されてい
る。これは、ＣＯ２ガスによりパドル表面に均一な酸化
膜が形成されることでパドルの粘性を高まった結果、パ
ドルの振動が抑制され、連れまわりガスがパドル内に巻
き込まれにくくなるためと推測されている。
として、ドイツ特許ＤＤ２６６０４６Ａ１、特開平６−
２６９９０７号公報等ではパドル後方（ロール回転方向
の反対側）からＣＯ２ガスを流す方法が提案されてい
る。これは、ＣＯ２ガスによりパドル表面に均一な酸化
膜が形成されることでパドルの粘性を高まった結果、パ
ドルの振動が抑制され、連れまわりガスがパドル内に巻
き込まれにくくなるためと推測されている。
【０００７】別の方法として、真空中あるいはＨｅ雰囲
気中で製造する方法や、あるいはパドル後方より、常温
のＨｅガスや加熱したＣＯガス等、常温の空気と比べて
密度の低いガスを流しながら製造する方法が、特開昭５
９−２０９４５７号、特公平１−５０１９２４号公報等
で提案されている。これらの方法でエアポケットの発生
が抑えられるのは、前述したような冷却ロールの回転に
伴い発生する連れまわりガスの密度を下げることによ
り、パドルに衝突するガスの動圧が低下し、パドルの振
動が抑制されることによると考えられている。上述した
様々な手法の内、コスト及びメンテナンス性の点から、
パドル後方からＣＯ２ガスあるいは、常温の空気より密
度の低いガスを流す方法が量産に適している。
気中で製造する方法や、あるいはパドル後方より、常温
のＨｅガスや加熱したＣＯガス等、常温の空気と比べて
密度の低いガスを流しながら製造する方法が、特開昭５
９−２０９４５７号、特公平１−５０１９２４号公報等
で提案されている。これらの方法でエアポケットの発生
が抑えられるのは、前述したような冷却ロールの回転に
伴い発生する連れまわりガスの密度を下げることによ
り、パドルに衝突するガスの動圧が低下し、パドルの振
動が抑制されることによると考えられている。上述した
様々な手法の内、コスト及びメンテナンス性の点から、
パドル後方からＣＯ２ガスあるいは、常温の空気より密
度の低いガスを流す方法が量産に適している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにアモルフ
ァス合金薄帯鋳造時、パドル後方からＣＯ２ガスあるい
は、常温の空気よりも密度の低いガスを供給することに
より、鋳造時のエアポケットの発生は抑制され、アモル
ファス合金薄帯の面粗さを低減することができる。しか
しこれらのガスを導入した場合、薄帯を冷却ロールから
強制的に剥離させ、巻取りロールに薄帯を連続的に回収
する際に下記のような新たな問題を生じることがわかっ
た。上述したような薄帯の面粗さ低減に効果のあるガス
を供給しない場合は、高い確率で鋳造終了まで薄帯を巻
取りロールに回収できるにも関わらず、ＣＯ２ガス等を
供給して製造した場合、鋳造のごく初期の段階で薄帯が
破断し、鋳造終了まで巻取れる確率が低下する。
ァス合金薄帯鋳造時、パドル後方からＣＯ２ガスあるい
は、常温の空気よりも密度の低いガスを供給することに
より、鋳造時のエアポケットの発生は抑制され、アモル
ファス合金薄帯の面粗さを低減することができる。しか
しこれらのガスを導入した場合、薄帯を冷却ロールから
強制的に剥離させ、巻取りロールに薄帯を連続的に回収
する際に下記のような新たな問題を生じることがわかっ
た。上述したような薄帯の面粗さ低減に効果のあるガス
を供給しない場合は、高い確率で鋳造終了まで薄帯を巻
取りロールに回収できるにも関わらず、ＣＯ２ガス等を
供給して製造した場合、鋳造のごく初期の段階で薄帯が
破断し、鋳造終了まで巻取れる確率が低下する。
【０００９】また、単ロール法によりアモルファス合金
薄帯を製造した場合、上記の問題とは別に、一回の鋳造
で連続的に製造される薄帯において、鋳造末期の薄帯の
面粗さは鋳造初期と比べて劣化することが問題となる。
これは、主に高温の溶湯が冷却ロールに衝突し続けるこ
とによる損耗の結果発生するロール表面の凹凸が、溶湯
凝固時に薄帯表面に転写されるためである。この面粗さ
の劣化は、アモルファス合金薄帯を磁心材料として用い
る場合に下記の問題を生じる。
薄帯を製造した場合、上記の問題とは別に、一回の鋳造
で連続的に製造される薄帯において、鋳造末期の薄帯の
面粗さは鋳造初期と比べて劣化することが問題となる。
これは、主に高温の溶湯が冷却ロールに衝突し続けるこ
とによる損耗の結果発生するロール表面の凹凸が、溶湯
凝固時に薄帯表面に転写されるためである。この面粗さ
の劣化は、アモルファス合金薄帯を磁心材料として用い
る場合に下記の問題を生じる。
【００１０】アモルファス合金薄帯は、主な用途の一つ
に磁心としての利用があり、例えば、薄帯をトロイダル
状に巻き回した後、巻磁心として用いられる。この巻磁
心の軟磁気特性に着目すると、面粗さの異なる薄帯を巻
き回して製造された巻磁心間では、巻磁心の軟磁気特性
にばらつきを生じる。このため鋳造初期に得られた薄帯
を用いて製造された巻磁心と、鋳造末期に得られた薄帯
を用いて製造された巻磁心とでは異なる軟磁気特性を示
すという問題を生じる。特に数ｋＨｚ以下の低い周波数
で用いる巻磁心では、面粗さの影響が大きいため問題と
なる。熱処理によりナノ結晶が発現可能なアモルファス
合金薄帯で、薄帯を巻き回した後、適当な温度での熱処
理によりアモルファスをナノ結晶化した巻磁心でも同様
の問題を生じる。
に磁心としての利用があり、例えば、薄帯をトロイダル
状に巻き回した後、巻磁心として用いられる。この巻磁
心の軟磁気特性に着目すると、面粗さの異なる薄帯を巻
き回して製造された巻磁心間では、巻磁心の軟磁気特性
にばらつきを生じる。このため鋳造初期に得られた薄帯
を用いて製造された巻磁心と、鋳造末期に得られた薄帯
を用いて製造された巻磁心とでは異なる軟磁気特性を示
すという問題を生じる。特に数ｋＨｚ以下の低い周波数
で用いる巻磁心では、面粗さの影響が大きいため問題と
なる。熱処理によりナノ結晶が発現可能なアモルファス
合金薄帯で、薄帯を巻き回した後、適当な温度での熱処
理によりアモルファスをナノ結晶化した巻磁心でも同様
の問題を生じる。
【００１１】本発明は、単ロール法を用いた連続鋳造に
よるアモルファス合金薄帯の製造において、ＣＯ２ガス
あるいは、常温の空気よりも密度の低いガスを供給する
ことにより、表面粗さが向上した薄帯に破断が生じるこ
となく、連続的に巻き取ることができ、さらに薄帯の長
手方向における表面粗さの変動が小さいアモルファス合
金薄帯を製造する方法を提供するものである。
よるアモルファス合金薄帯の製造において、ＣＯ２ガス
あるいは、常温の空気よりも密度の低いガスを供給する
ことにより、表面粗さが向上した薄帯に破断が生じるこ
となく、連続的に巻き取ることができ、さらに薄帯の長
手方向における表面粗さの変動が小さいアモルファス合
金薄帯を製造する方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アモルフ
ァス合金薄帯の単ロール法による製造方法において、剥
離された薄帯を連続的に巻き取ろうとした際の薄帯の破
断及び、薄帯の長手方向における面粗さの変動の問題を
検討し、薄帯の面粗さ改善のために導入するＣＯ２ガス
あるいは、常温の空気より密度の低いガスの供給方法を
最適化することにより、上記二つの問題を改善できるこ
とを見出し本発明に到達した。
ァス合金薄帯の単ロール法による製造方法において、剥
離された薄帯を連続的に巻き取ろうとした際の薄帯の破
断及び、薄帯の長手方向における面粗さの変動の問題を
検討し、薄帯の面粗さ改善のために導入するＣＯ２ガス
あるいは、常温の空気より密度の低いガスの供給方法を
最適化することにより、上記二つの問題を改善できるこ
とを見出し本発明に到達した。
【００１３】巻取り時の薄帯の破断は、冷却ロールへの
鋳造を開始した後、一定時間経過後に、ＣＯ２ガスある
いは常温の空気より密度の低いガスの供給を開始するこ
とで改善することが出来る。ここで本発明者らの検討に
よれば、上記ＣＯ２ガス以外のガスの密度は、常温での
空気の密度が１．２ｋｇ／ｍ３程度であるのに対し、パ
ドル部へ供給するガスの密度を０．８ｋｇ／ｍ３以下と
すると十分な効果が得られる。すなわち第一の発明は、
移動冷却体上に溶湯を注湯し、急冷凝固させるアモルフ
ァス合金薄帯の製造方法において、冷却体上に形成され
る湯だまり部分に鋳造開始から一定時間経過後、ＣＯ２
ガスを主体とするガス、あるいは密度が０．８ｋｇ／ｍ
３以下のガスの供給を開始することを特徴とするアモル
ファス合金薄帯の製造方法である。
鋳造を開始した後、一定時間経過後に、ＣＯ２ガスある
いは常温の空気より密度の低いガスの供給を開始するこ
とで改善することが出来る。ここで本発明者らの検討に
よれば、上記ＣＯ２ガス以外のガスの密度は、常温での
空気の密度が１．２ｋｇ／ｍ３程度であるのに対し、パ
ドル部へ供給するガスの密度を０．８ｋｇ／ｍ３以下と
すると十分な効果が得られる。すなわち第一の発明は、
移動冷却体上に溶湯を注湯し、急冷凝固させるアモルフ
ァス合金薄帯の製造方法において、冷却体上に形成され
る湯だまり部分に鋳造開始から一定時間経過後、ＣＯ２
ガスを主体とするガス、あるいは密度が０．８ｋｇ／ｍ
３以下のガスの供給を開始することを特徴とするアモル
ファス合金薄帯の製造方法である。
【００１４】次に、巻取り成功後に連続的に製造される
薄帯の面粗さの変動は、鋳造開始後上記ガスの供給量を
徐々に増加することにより改善することが出来る。すな
わち第二の発明は、移動冷却体上に溶湯を注湯し、急冷
凝固させるアモルファス合金薄帯の製造方法において、
ＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密度が０．８ｋ
ｇ／ｍ３以下のガスの供給量を鋳造時間の経過とともに
増加することを特徴とするアモルファス合金薄帯の製造
方法である。
薄帯の面粗さの変動は、鋳造開始後上記ガスの供給量を
徐々に増加することにより改善することが出来る。すな
わち第二の発明は、移動冷却体上に溶湯を注湯し、急冷
凝固させるアモルファス合金薄帯の製造方法において、
ＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密度が０．８ｋ
ｇ／ｍ３以下のガスの供給量を鋳造時間の経過とともに
増加することを特徴とするアモルファス合金薄帯の製造
方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】上述したように、第一の発明の重
要な特徴は、高速で移動する冷却体上に形成されるパド
ルへのＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密度が
０．８ｋｇ／ｍ ３以下のガスの供給を鋳造開始から一定
時間経過後としたことにある。
要な特徴は、高速で移動する冷却体上に形成されるパド
ルへのＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密度が
０．８ｋｇ／ｍ ３以下のガスの供給を鋳造開始から一定
時間経過後としたことにある。
【００１６】本発明者らは、鋳造開始前から上記ガスの
供給を開始した場合に、鋳造のごく初期に薄帯が破断し
た際の薄帯巻取りの様子及び、巻取り後の薄帯を調査し
た結果、薄帯の破断は冷却ロール上で発生しており、ま
た巻き取られた薄帯は、薄帯の端部に欠けや割れが生じ
た状態で巻取り用ロールに接触していることが分かっ
た。
供給を開始した場合に、鋳造のごく初期に薄帯が破断し
た際の薄帯巻取りの様子及び、巻取り後の薄帯を調査し
た結果、薄帯の破断は冷却ロール上で発生しており、ま
た巻き取られた薄帯は、薄帯の端部に欠けや割れが生じ
た状態で巻取り用ロールに接触していることが分かっ
た。
【００１７】通常、鋳造開始直後は、薄帯の面粗さ改善
のために導入するＣＯ２等のガスの有無に関わらず、冷
却ロールの表面温度が不安定なため、パドルの形状が安
定しない。その結果、鋳造開始直後の薄帯は帯の厚みが
小さく、また穴等の欠陥が多い。このため薄帯は強度が
低く、破断を生じ易い状態にある。本発明でＣＯ２ガ
ス、あるいは密度が０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給
を鋳造開始から一定時間経過後としたのは、上記のよう
に破断を生じ易い状態の薄帯への上記ガスの供給は、以
下に説明する理由から薄帯破断の高い発生率に直結する
からである。
のために導入するＣＯ２等のガスの有無に関わらず、冷
却ロールの表面温度が不安定なため、パドルの形状が安
定しない。その結果、鋳造開始直後の薄帯は帯の厚みが
小さく、また穴等の欠陥が多い。このため薄帯は強度が
低く、破断を生じ易い状態にある。本発明でＣＯ２ガ
ス、あるいは密度が０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給
を鋳造開始から一定時間経過後としたのは、上記のよう
に破断を生じ易い状態の薄帯への上記ガスの供給は、以
下に説明する理由から薄帯破断の高い発生率に直結する
からである。
【００１８】パドルへ上記ＣＯ２ガス等を供給した場
合、前述したように薄帯のロール接触面側に発生するエ
アポケットが減少することから、溶湯および凝固後の薄
帯が冷却ロールと直接接触する面積が大きくなり、薄帯
の冷却速度が高くなる。その結果、凝固後の薄帯は急激
に熱収縮し、ＣＯ２ガス等を供給しない場合よりも内部
に高い応力が発生する。本発明者らが巻取り後の薄帯を
検証した際に、薄帯の端部に欠けや割れが見られたのは
このためと考えられる。さらに、鋳造のごく初期に冷却
ロール上で破断が発生するのも、もともと破断が発生し
易い状態の薄帯に発生する高い応力が原因と考えられ
る。
合、前述したように薄帯のロール接触面側に発生するエ
アポケットが減少することから、溶湯および凝固後の薄
帯が冷却ロールと直接接触する面積が大きくなり、薄帯
の冷却速度が高くなる。その結果、凝固後の薄帯は急激
に熱収縮し、ＣＯ２ガス等を供給しない場合よりも内部
に高い応力が発生する。本発明者らが巻取り後の薄帯を
検証した際に、薄帯の端部に欠けや割れが見られたのは
このためと考えられる。さらに、鋳造のごく初期に冷却
ロール上で破断が発生するのも、もともと破断が発生し
易い状態の薄帯に発生する高い応力が原因と考えられ
る。
【００１９】以上の理由から、鋳造のごく初期に生じる
薄帯の破断防止のためには、冷却ロールの表面温度が一
定となり薄帯の状態が安定した後に、ＣＯ２ガス等の供
給を開始することが有効である。
薄帯の破断防止のためには、冷却ロールの表面温度が一
定となり薄帯の状態が安定した後に、ＣＯ２ガス等の供
給を開始することが有効である。
【００２０】次に第二の発明であるが、該発明の重要な
特徴は、ＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密度が
０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給量を鋳造時間の経過
とともに増加することである。
特徴は、ＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密度が
０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給量を鋳造時間の経過
とともに増加することである。
【００２１】先に述べたように、冷却ロールの表面は製
造時間の経過とともに、溶湯によって損耗し凹凸を生じ
る。冷却ロールの表面形態は薄帯のロール接触面側に転
写されるため、薄帯の表面粗さも一回の鋳造中に製造時
間の経過とともに大きくなる。加えて、冷却ロールの表
面に凹凸を生じると、パドルと冷却ロール表面の境界層
に連れまわりガスが巻き込まれやすくなるため、ロール
接触面側のエアポケットの数、大きさが次第に増大し、
さらに薄帯の表面粗さは劣化する。
造時間の経過とともに、溶湯によって損耗し凹凸を生じ
る。冷却ロールの表面形態は薄帯のロール接触面側に転
写されるため、薄帯の表面粗さも一回の鋳造中に製造時
間の経過とともに大きくなる。加えて、冷却ロールの表
面に凹凸を生じると、パドルと冷却ロール表面の境界層
に連れまわりガスが巻き込まれやすくなるため、ロール
接触面側のエアポケットの数、大きさが次第に増大し、
さらに薄帯の表面粗さは劣化する。
【００２２】本発明は、製造時間の経過とともに劣化す
る薄帯の面粗さに対して、原因である冷却ロール面の劣
化の進行に合わせて、面粗さ改善に効果のある上記ＣＯ
２ガス等の供給量を徐々に増加することにより、鋳造後
の薄帯面粗さの変動を小さくするものである。言い換え
ると、冷却ロール面粗さが小さいときにはＣＯ２ガス等
の効果をある程度抑え、冷却ロールの面粗さが大きいと
きにはＣＯ２ガス等によってエアポケットの発生を抑え
ることにより、一回の鋳造で連続的に製造される薄帯の
面粗さの変動を小さくするものである。
る薄帯の面粗さに対して、原因である冷却ロール面の劣
化の進行に合わせて、面粗さ改善に効果のある上記ＣＯ
２ガス等の供給量を徐々に増加することにより、鋳造後
の薄帯面粗さの変動を小さくするものである。言い換え
ると、冷却ロール面粗さが小さいときにはＣＯ２ガス等
の効果をある程度抑え、冷却ロールの面粗さが大きいと
きにはＣＯ２ガス等によってエアポケットの発生を抑え
ることにより、一回の鋳造で連続的に製造される薄帯の
面粗さの変動を小さくするものである。
【００２３】上記第二の発明は、第一の発明と組み合わ
せて鋳造開始から一定時間経過後にＣＯ２ガス、あるい
は密度が０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給を開始した
後、供給量を鋳造時間の経過とともに増加することが好
ましいが、鋳造開始直後から、微量のＣＯ２ガス等を供
給し始め徐々にその供給量を増加してもよい。
せて鋳造開始から一定時間経過後にＣＯ２ガス、あるい
は密度が０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給を開始した
後、供給量を鋳造時間の経過とともに増加することが好
ましいが、鋳造開始直後から、微量のＣＯ２ガス等を供
給し始め徐々にその供給量を増加してもよい。
【００２４】本発明においてＣＯ２ガスを主体とするガ
スとは、ＣＯ２ガスを含むことによりエアポケットを抑
制する効果を有するガスを意味するものであり、ガス中
の実際のＣＯ２濃度を規定するものではない。また、密
度が０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスとしては、常温ではＨ
ｅがある。Heの他にも、常温での密度が０．８ｋｇ／ｍ
３を越えるＡｒ、ＣＯ２、ＣＯガス等を加熱することに
より、密度を０．８ｋｇ／ｍ３以下としたものを適用す
ることも本発明に含まれる。
スとは、ＣＯ２ガスを含むことによりエアポケットを抑
制する効果を有するガスを意味するものであり、ガス中
の実際のＣＯ２濃度を規定するものではない。また、密
度が０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスとしては、常温ではＨ
ｅがある。Heの他にも、常温での密度が０．８ｋｇ／ｍ
３を越えるＡｒ、ＣＯ２、ＣＯガス等を加熱することに
より、密度を０．８ｋｇ／ｍ３以下としたものを適用す
ることも本発明に含まれる。
【００２５】なお、本発明に記載の移動冷却体として
は、回転する円筒状のロールまたは、移動するベルトな
ど、移動する冷却表面を確保できる部材を使用すること
ができるが、前述したように生産性やメンテナンス等の
点から、回転する一つの円筒状ロールを用いる単ロール
法の適用が好ましい。ロールの材質としては、Ｃｕ、Ｃ
ｕ−Ｂｅ合金、Ｃｕ−Ｃｒ合金等の熱伝導率が高い材料
が良い。また、ロール内部にロールの円周方向または軸
方向に水等の熱媒体を流すと、よりロール表面の温度調
整がし易い。
は、回転する円筒状のロールまたは、移動するベルトな
ど、移動する冷却表面を確保できる部材を使用すること
ができるが、前述したように生産性やメンテナンス等の
点から、回転する一つの円筒状ロールを用いる単ロール
法の適用が好ましい。ロールの材質としては、Ｃｕ、Ｃ
ｕ−Ｂｅ合金、Ｃｕ−Ｃｒ合金等の熱伝導率が高い材料
が良い。また、ロール内部にロールの円周方向または軸
方向に水等の熱媒体を流すと、よりロール表面の温度調
整がし易い。
【００２６】
【実施例】（実施例１）図１に示した坩堝１内に予め溶
製された原子％で９Ｓｉ−１３Ｂ、残部実質的にＦｅか
らなる組成のインゴットを装入、高周波誘導加熱で溶解
した。これをＣｕ−Ｂｅ合金からなる冷却ロール５上に
噴出、急冷凝固して、幅３０mm、厚さ２１μmのアモル
ファス合金薄帯６を製造した。
製された原子％で９Ｓｉ−１３Ｂ、残部実質的にＦｅか
らなる組成のインゴットを装入、高周波誘導加熱で溶解
した。これをＣｕ−Ｂｅ合金からなる冷却ロール５上に
噴出、急冷凝固して、幅３０mm、厚さ２１μmのアモル
ファス合金薄帯６を製造した。
【００２７】鋳造は下記の条件で１０回行った。 ガス導入位置：ガスノズルをガス噴出方向の主軸を冷却
ロールに向け、溶湯噴出ノズルの後方に設置（図２参
照）。 冷却ロール周速：２７ｍ／ｓｅｃ 溶湯温度：１３００℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１５０μｍ ガスの種類：ＣＯ２ガス９５０℃に加熱し密度を０．４
ｋｇ／ｍ３としたＡｒガス ガス流量：３０Ｌ／ｍｉｎ ガス供給開始：鋳造開始から１０秒経過後
ロールに向け、溶湯噴出ノズルの後方に設置（図２参
照）。 冷却ロール周速：２７ｍ／ｓｅｃ 溶湯温度：１３００℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１５０μｍ ガスの種類：ＣＯ２ガス９５０℃に加熱し密度を０．４
ｋｇ／ｍ３としたＡｒガス ガス流量：３０Ｌ／ｍｉｎ ガス供給開始：鋳造開始から１０秒経過後
【００２８】なお、薄帯の回収は図１中に示すように、
冷却ロールの回転方向とは逆向きに窒素ガスを吹き付け
ることによって強制的に剥離させた薄帯に、表面に粘着
剤を付与した巻取り用ロールを冷却ロールとは逆向きに
回転させながら近づけることによって行い、鋳造開始約
２秒経過後から開始した。また、図２中のパドル９とガ
スノズル８の吹き出し口との距離Ｌは１５ｍｍとし、ガ
スノズル８の吹き出し口の形状は、ロールの幅方向に５
０ｍｍ、回転方向に１ｍｍとした。
冷却ロールの回転方向とは逆向きに窒素ガスを吹き付け
ることによって強制的に剥離させた薄帯に、表面に粘着
剤を付与した巻取り用ロールを冷却ロールとは逆向きに
回転させながら近づけることによって行い、鋳造開始約
２秒経過後から開始した。また、図２中のパドル９とガ
スノズル８の吹き出し口との距離Ｌは１５ｍｍとし、ガ
スノズル８の吹き出し口の形状は、ロールの幅方向に５
０ｍｍ、回転方向に１ｍｍとした。
【００２９】比較として、鋳造開始前からガスを流す場
合についても、同様の条件で１０回繰り返して薄帯の製
造を行った。上記２種類の製造条件で作製した結果、ガ
スを鋳造開始から１０秒経過後より行った場合は、いず
れのガスにおいても１００％の確率で巻取りに成功し、
薄帯を回収できた。一方、鋳造開始よりガスを流した場
合は、巻取りに成功したのはＣＯ２ガスでは２０％、加
熱したＡｒガスでは３０％であった。
合についても、同様の条件で１０回繰り返して薄帯の製
造を行った。上記２種類の製造条件で作製した結果、ガ
スを鋳造開始から１０秒経過後より行った場合は、いず
れのガスにおいても１００％の確率で巻取りに成功し、
薄帯を回収できた。一方、鋳造開始よりガスを流した場
合は、巻取りに成功したのはＣＯ２ガスでは２０％、加
熱したＡｒガスでは３０％であった。
【００３０】（実施例２）図１に示した坩堝内に予め溶
製された原子％で１Ｃｕ−３Ｎｂ−１５．５Ｓｉ−６．
５Ｂ、残部実質的Ｆｅからなる、鋳造後の熱処理により
ナノ結晶が発現可能な組成のインゴットを装入、高周波
誘導加熱で溶解した。これをＣｕ−Ｂｅ合金からなる冷
却ロール上に噴出、急冷凝固して、幅２５ｍｍ、厚さ１
５μmのナノ結晶軟磁性材用アモルファス合金薄帯を製
造した。
製された原子％で１Ｃｕ−３Ｎｂ−１５．５Ｓｉ−６．
５Ｂ、残部実質的Ｆｅからなる、鋳造後の熱処理により
ナノ結晶が発現可能な組成のインゴットを装入、高周波
誘導加熱で溶解した。これをＣｕ−Ｂｅ合金からなる冷
却ロール上に噴出、急冷凝固して、幅２５ｍｍ、厚さ１
５μmのナノ結晶軟磁性材用アモルファス合金薄帯を製
造した。
【００３１】鋳造は下記の条件で１０回繰り返して行っ
た。 ガス導入位置：ガスノズルをガス噴出方向の主軸を冷却
ロールに向け、溶湯噴出ノズルの後方に設置（図２参
照）。 冷却ロール周速：２７ｍ／ｓｅｃ 溶湯温度：１３６０℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１２０μｍ ガスの種類：Ｈｅ（ガス加熱無し、常温での密度：０．
１６ｋｇ／ｍ３） ガス流量：５０Ｌ／ｍｉｎ ガス供給開始：鋳造開始から５秒経過後
た。 ガス導入位置：ガスノズルをガス噴出方向の主軸を冷却
ロールに向け、溶湯噴出ノズルの後方に設置（図２参
照）。 冷却ロール周速：２７ｍ／ｓｅｃ 溶湯温度：１３６０℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１２０μｍ ガスの種類：Ｈｅ（ガス加熱無し、常温での密度：０．
１６ｋｇ／ｍ３） ガス流量：５０Ｌ／ｍｉｎ ガス供給開始：鋳造開始から５秒経過後
【００３２】なお、製造した薄帯の回収は、実施例１に
記載した方法と同様とした。また、図２中のＬは１０ｍ
ｍとし、ガスノズルの吹き出し口の形状は、ロールの幅
方向に３５ｍｍ、回転方向に１ｍｍとした。
記載した方法と同様とした。また、図２中のＬは１０ｍ
ｍとし、ガスノズルの吹き出し口の形状は、ロールの幅
方向に３５ｍｍ、回転方向に１ｍｍとした。
【００３３】比較として、鋳造開始前からＨｅガスを５
０Ｌ／ｍｉｎ流す場合、及びガスを全く流さない場合に
ついても、他の条件は同様としてそれぞれ１０回、薄帯
の製造を繰り返して行った。
０Ｌ／ｍｉｎ流す場合、及びガスを全く流さない場合に
ついても、他の条件は同様としてそれぞれ１０回、薄帯
の製造を繰り返して行った。
【００３４】鋳造開始５秒後からＨｅガス供給を開始し
た場合、及びＨｅガスを供給しなかった場合では、薄帯
の巻取り成功率は１００％であるのに対し、鋳造開始前
からＨｅガスを供給した場合は１０％と低い数値となっ
た。
た場合、及びＨｅガスを供給しなかった場合では、薄帯
の巻取り成功率は１００％であるのに対し、鋳造開始前
からＨｅガスを供給した場合は１０％と低い数値となっ
た。
【００３５】（実施例３）図１に示した坩堝内に予め溶
製された原子％で１Ｃｕ−２．５Ｎｂ−１３．５Ｓｉ−
７Ｂ、残部実質的Ｆｅからなり、鋳造後の熱処理により
ナノ結晶が発現可能な組成のインゴットを装入、高周波
誘導加熱で溶解した。これをＣｕ−Ｂｅ合金からなる冷
却ロール上に噴出、急冷凝固して、幅２０ｍｍ、厚さ１
９μmのアモルファス合金薄帯を製造した。
製された原子％で１Ｃｕ−２．５Ｎｂ−１３．５Ｓｉ−
７Ｂ、残部実質的Ｆｅからなり、鋳造後の熱処理により
ナノ結晶が発現可能な組成のインゴットを装入、高周波
誘導加熱で溶解した。これをＣｕ−Ｂｅ合金からなる冷
却ロール上に噴出、急冷凝固して、幅２０ｍｍ、厚さ１
９μmのアモルファス合金薄帯を製造した。
【００３６】鋳造は下記の条件で１０回行った。 ガス導入位置：ガスノズルをガス噴出方向の主軸を冷却
ロールに向け、溶湯噴出ノズルの後方に設置（図２参
照）。 冷却ロール周速：３０ｍ／ｓｅｃ 溶湯温度： １３５０℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１２０μｍ ガスの種類：ＣＯ２ガス ガス流量：５Ｌ／ｍｉｎから開始し、約５秒間隔で５Ｌ
／ｍｉｎずつ増量鋳造開始約４０秒後に４０Ｌ／ｍｉｎ
まで増量 ガス供給開始：鋳造開始から５秒経過後
ロールに向け、溶湯噴出ノズルの後方に設置（図２参
照）。 冷却ロール周速：３０ｍ／ｓｅｃ 溶湯温度： １３５０℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１２０μｍ ガスの種類：ＣＯ２ガス ガス流量：５Ｌ／ｍｉｎから開始し、約５秒間隔で５Ｌ
／ｍｉｎずつ増量鋳造開始約４０秒後に４０Ｌ／ｍｉｎ
まで増量 ガス供給開始：鋳造開始から５秒経過後
【００３７】なお、製造した薄帯の回収は、実施例１に
記載した方法と同様とした。また、図２中のＬは１５ｍ
ｍ、ガスノズルの吹き出し口の形状は、ロールの幅方向
に３０ｍｍ、回転方向に１．５ｍｍとした。
記載した方法と同様とした。また、図２中のＬは１５ｍ
ｍ、ガスノズルの吹き出し口の形状は、ロールの幅方向
に３０ｍｍ、回転方向に１．５ｍｍとした。
【００３８】比較として、鋳造開始前からＣＯ２ガスを
４０Ｌ／ｍｉｎ流す場合、及びＣＯ ２ガスを全く流さな
い場合についても、他の条件は同様として薄帯の製造を
１０回繰り返して行った。上記３種類の製造方法で作製
した薄帯の、巻取り成功率を表１に示す。
４０Ｌ／ｍｉｎ流す場合、及びＣＯ ２ガスを全く流さな
い場合についても、他の条件は同様として薄帯の製造を
１０回繰り返して行った。上記３種類の製造方法で作製
した薄帯の、巻取り成功率を表１に示す。
【００３９】次に、上記３種類の条件で製造した薄帯
で、破断することなく巻取り用ロールに回収できた薄帯
からそれぞれ任意に１ロール選択し、鋳造初期（鋳造開
始から５〜６秒）及び末期（鋳造終了から約２秒前）の
薄帯部分について、ＪＩＳ Ｂ０６０１に基づき、薄帯
のロール接触面側の平均粗さＲａを測定した。また、薄
帯の面粗さの測定を行った部分近くをトロイダル状に巻
き回して外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍの巻磁心を作製
し、非反応性雰囲気中、５５０℃の熱処理でナノ結晶化
処理を行い、薄帯を構成する結晶粒の平均粒径が１００
ｎｍ以下のナノ結晶組織とした。このように作製した巻
磁心に１次線１０回、２次線１０回の巻線を施し、直流
における最大比透磁率μｍを測定した。結果を表１に併
せて示す。
で、破断することなく巻取り用ロールに回収できた薄帯
からそれぞれ任意に１ロール選択し、鋳造初期（鋳造開
始から５〜６秒）及び末期（鋳造終了から約２秒前）の
薄帯部分について、ＪＩＳ Ｂ０６０１に基づき、薄帯
のロール接触面側の平均粗さＲａを測定した。また、薄
帯の面粗さの測定を行った部分近くをトロイダル状に巻
き回して外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍの巻磁心を作製
し、非反応性雰囲気中、５５０℃の熱処理でナノ結晶化
処理を行い、薄帯を構成する結晶粒の平均粒径が１００
ｎｍ以下のナノ結晶組織とした。このように作製した巻
磁心に１次線１０回、２次線１０回の巻線を施し、直流
における最大比透磁率μｍを測定した。結果を表１に併
せて示す。
【００４０】薄帯の巻取り成功率は、鋳造開始前からＣ
Ｏ2ガスを供給した比較例であるＮｏ．２のみ３０％と
低い数値となった。Ｒａ及びμｍについても、鋳造開始
５秒後からＣＯ2ガス供給を開始した本発明例であるＮ
ｏ．１、及び巻取り成功率の低いＮｏ．２では、ＣＯ2
ガスを全く供給しない比較例であるＮｏ．３と比べてＲ
ａが小さく、巻磁心の最大比透磁率μｍも大きい値を示
した。その一方、鋳造初期の薄帯による巻磁心と末期の
薄帯による巻磁心との間でのμｍの劣化の程度を示す劣
化率（（μｍ初期）−（μｍ末期））／（μｍ初期）×
１００）は、両比較例Ｎｏ．２とＮｏ．３と比べ本発明
例Ｎｏ．１では著しく小さく、一回の鋳造で得られる薄
帯内での変動が小さい結果となった。
Ｏ2ガスを供給した比較例であるＮｏ．２のみ３０％と
低い数値となった。Ｒａ及びμｍについても、鋳造開始
５秒後からＣＯ2ガス供給を開始した本発明例であるＮ
ｏ．１、及び巻取り成功率の低いＮｏ．２では、ＣＯ2
ガスを全く供給しない比較例であるＮｏ．３と比べてＲ
ａが小さく、巻磁心の最大比透磁率μｍも大きい値を示
した。その一方、鋳造初期の薄帯による巻磁心と末期の
薄帯による巻磁心との間でのμｍの劣化の程度を示す劣
化率（（μｍ初期）−（μｍ末期））／（μｍ初期）×
１００）は、両比較例Ｎｏ．２とＮｏ．３と比べ本発明
例Ｎｏ．１では著しく小さく、一回の鋳造で得られる薄
帯内での変動が小さい結果となった。
【００４１】以上実施例に示すように本発明例のみが、
途中で破断することなく薄帯の巻取りが成功する確立が
高く、巻き磁心とした際の磁気特性に優れ、且つ一回の
鋳造で連続的に得られる薄帯での表面粗さ変動、及びそ
れから得られる巻磁心の磁気特性のばらつきが小さい結
果を示した。
途中で破断することなく薄帯の巻取りが成功する確立が
高く、巻き磁心とした際の磁気特性に優れ、且つ一回の
鋳造で連続的に得られる薄帯での表面粗さ変動、及びそ
れから得られる巻磁心の磁気特性のばらつきが小さい結
果を示した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、鋳造中に薄帯が破断す
ることなく連続的な回収が可能となり、また、薄帯の面
粗さの変動が小さいアモルファス合金薄帯が製造可能と
なり、その工業的価値は大きい。
ることなく連続的な回収が可能となり、また、薄帯の面
粗さの変動が小さいアモルファス合金薄帯が製造可能と
なり、その工業的価値は大きい。
【図１】本発明の製造方法を実施する装置の一例を示す
模式図である。
模式図である。
【図２】本発明の製造方法を実施するガスノズルの一例
を示す模式図である。
を示す模式図である。
１．坩堝、２．高周波コイル、３．母合金、４．溶湯噴
出ノズル ５．冷却ロール、６．アモルファス合金薄帯、７．剥離
ガスノズル ８．ガスノズル、９．パドル
出ノズル ５．冷却ロール、６．アモルファス合金薄帯、７．剥離
ガスノズル ８．ガスノズル、９．パドル
Claims (2)
- 【請求項１】 移動冷却体上に溶湯を注湯し、急冷凝固
させるアモルファス合金薄帯の製造方法において、冷却
体上に形成される湯だまり部分に鋳造開始から一定時間
経過後、ＣＯ２ガスを主体とするガス、あるいは密度が
０．８ｋｇ／ｍ３以下のガスの供給を開始することを特
徴とするアモルファス合金薄帯の製造方法。 - 【請求項２】 移動冷却体上に溶湯を注湯し、急冷凝固
させるアモルファス合金薄帯の製造方法において、ＣＯ
２ガスを主体とするガス、あるいは密度が０．８ｋｇ／
ｍ３以下のガスの供給量を鋳造時間の経過とともに増加
することを特徴とするアモルファス合金薄帯の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000971A JP2002205148A (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | アモルファス合金薄帯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000971A JP2002205148A (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | アモルファス合金薄帯の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002205148A true JP2002205148A (ja) | 2002-07-23 |
Family
ID=18869661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001000971A Pending JP2002205148A (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | アモルファス合金薄帯の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002205148A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005342734A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Shinko Electric Co Ltd | 急冷帯の製造方法及びその装置 |
| WO2015016161A1 (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄系非晶質合金薄帯 |
| CN106111923A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-11-16 | 烟台万隆真空冶金股份有限公司 | 一种基于附壁效应的平面流铸造用节能剥离气刀 |
| JP2020070469A (ja) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金薄帯および磁性部品 |
| JP2021153107A (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Tdk株式会社 | 合金薄帯および磁性コア |
| US11255007B2 (en) | 2016-04-04 | 2022-02-22 | Jfe Steel Corporation | Amorphous alloy thin strip |
-
2001
- 2001-01-09 JP JP2001000971A patent/JP2002205148A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005342734A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Shinko Electric Co Ltd | 急冷帯の製造方法及びその装置 |
| WO2015016161A1 (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄系非晶質合金薄帯 |
| US10519534B2 (en) | 2013-07-30 | 2019-12-31 | Jfe Steel Corporation | Iron-based amorphous alloy thin strip |
| US11255007B2 (en) | 2016-04-04 | 2022-02-22 | Jfe Steel Corporation | Amorphous alloy thin strip |
| CN106111923A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-11-16 | 烟台万隆真空冶金股份有限公司 | 一种基于附壁效应的平面流铸造用节能剥离气刀 |
| CN106111923B (zh) * | 2016-08-30 | 2018-01-16 | 烟台万隆真空冶金股份有限公司 | 一种基于附壁效应的平面流铸造用节能剥离气刀 |
| JP2020070469A (ja) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金薄帯および磁性部品 |
| JP2021153107A (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Tdk株式会社 | 合金薄帯および磁性コア |
| JP7400578B2 (ja) | 2020-03-24 | 2023-12-19 | Tdk株式会社 | 合金薄帯および磁性コア |
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