JP2020082116A - Manufacturing method of amorphous alloy piece - Google Patents

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JP2020082116A JP2018218033A JP2018218033A JP2020082116A JP 2020082116 A JP2020082116 A JP 2020082116A JP 2018218033 A JP2018218033 A JP 2018218033A JP 2018218033 A JP2018218033 A JP 2018218033A JP 2020082116 A JP2020082116 A JP 2020082116A
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淳 佐々木
建史 福山
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Abstract

To provide a manufacturing method of an amorphous alloy piece easy to handle while elongating a life of a tool used for stamping when stamping the amorphous alloy piece with a prescribed shape from an amorphous alloy ribbon.SOLUTION: A manufacturing method of an amorphous alloy piece according to the invention includes the steps of: forming a linear embrittled part serving as a stamping contour line with a prescribed shape on an amorphous alloy ribbon surface; and stamping on the amorphous alloy piece with the prescribed shape by a punch for stamping and a die for stamping.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

非晶質合金リボンから所定形状の非晶質合金片に打抜き加工する、非晶質合金片の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an amorphous alloy piece, which comprises punching an amorphous alloy ribbon into an amorphous alloy piece having a predetermined shape.

非晶質合金は、通常の結晶質合金と同じ組成でも、機械的特性、磁気特性、耐食性等において、優れた特性を示すことが知られている。特に、Fe基やCo基の非晶質合金は、結晶粒界が形成されないことから、保磁力の小さい軟磁性材料にできることが知られている。
非晶質合金は、結晶粒が合金中に形成されないよう、合金溶湯を急冷凝固する必要があり、例えば、回転する冷却ロール表面に合金溶湯を供給し、合金溶湯をロール表面にて連続的に凝固させて作製する。この製法は、単ロール法と呼ばれ、リボン状の非晶質合金が得られる。また、リボン状の非晶質合金から形成される磁心としては、非晶質合金を巻き回したトロイダルコアが容易に作製できることで知られている。
Amorphous alloys are known to show excellent properties in mechanical properties, magnetic properties, corrosion resistance, etc. even if they have the same composition as a normal crystalline alloy. In particular, it is known that an Fe-based or Co-based amorphous alloy can be used as a soft magnetic material having a small coercive force because no crystal grain boundary is formed.
Amorphous alloy, it is necessary to rapidly solidify the molten alloy, so that crystal grains are not formed in the alloy, for example, the molten alloy is supplied to the surface of a rotating cooling roll, and the molten alloy is continuously applied on the roll surface. It is made by solidifying. This manufacturing method is called a single roll method, and a ribbon-shaped amorphous alloy is obtained. Further, as a magnetic core formed of a ribbon-shaped amorphous alloy, it is known that a toroidal core formed by winding an amorphous alloy can be easily manufactured.

非晶質合金は、モータのステータコアやローターコアに適用拡大されることが期待されているものの、これらのコアは、形状が複雑なので、トロイダルコアにて形成することは困難であった。そこで、非晶質合金リボンを所定形状に打抜いて非晶質合金片とし、この非晶質合金片を積層してコアを形成する手法が適用されている(例えば、特許文献1)。
しかし、非晶質合金リボンを、通常の打抜き装置にて所定形状に打抜こうとすると、非晶質合金リボンは難加工材のため、パンチやダイスの工具寿命が短くなるということが知られていた。これに対し、非晶質合金リボンに熱処理を施し、合金そのものの構造を緩和して、材料のねばさを減少させ、材料を適度に脆くして加工性を改善する手法が提案されている(例えば、特許文献2)。この手法によれば、工具とリボンの摩擦を低減させることができ、工具寿命を延ばせるとされている。
Amorphous alloys are expected to be applied to and expanded in stator cores and rotor cores of motors, but since these cores have complicated shapes, it was difficult to form them with toroidal cores. Therefore, a method of punching an amorphous alloy ribbon into a predetermined shape to form an amorphous alloy piece and stacking the amorphous alloy pieces to form a core is applied (for example, Patent Document 1).
However, it is known that when an amorphous alloy ribbon is punched into a predetermined shape by a normal punching device, the amorphous alloy ribbon is a difficult-to-machine material, and the tool life of punches and dies is shortened. Was there. On the other hand, a method has been proposed in which an amorphous alloy ribbon is subjected to heat treatment to relax the structure of the alloy itself, reduce the stickiness of the material, and make the material moderately brittle to improve workability ( For example, Patent Document 2). According to this method, the friction between the tool and the ribbon can be reduced, and the tool life can be extended.

特開2003−219613号公報JP, 2003-219613, A 特開2002−053939号公報JP, 2002-053939, A

特許文献2に記載されている方法は、非晶質合金リボンの加工性を改善して工具寿命を延ばすことが期待できる。しかし、本発明者は、この方法では非晶質合金リボン全体が脆くなり、ハンドリングしにくくなるという課題を認識した。 The method described in Patent Document 2 can be expected to improve the workability of the amorphous alloy ribbon and extend the tool life. However, the present inventor has recognized the problem that this method makes the entire amorphous alloy ribbon brittle and difficult to handle.

そこで本発明では、非晶質合金リボンから所定形状の非晶質合金片を打抜き加工する際、工具寿命を延ばしつつ、ハンドリングしやすい非晶質合金片の製造方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a method for manufacturing an amorphous alloy piece that is easy to handle while prolonging the tool life when punching an amorphous alloy piece having a predetermined shape from an amorphous alloy ribbon.

本発明である非晶質合金片の製造方法は、非晶質合金リボン表面に、所定形状の打抜き輪郭線となる線状の脆化部を形成し、打抜き用パンチ及びダイにより、前記所定形状の非晶質合金片に打抜き加工する、非晶質合金片の製造方法である。 A method for producing an amorphous alloy piece according to the present invention comprises forming a linear embrittlement portion on a surface of an amorphous alloy ribbon, which becomes a punching contour line of a predetermined shape, and punching the punched die and die with the predetermined shape. Is a method for producing an amorphous alloy piece by punching.

また、本発明では、前記脆化部を、前記非晶質合金リボン表面の前記輪郭線位置に熱吸収層を配置し、当該熱吸収層を加熱することで形成することが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable that the embrittlement portion is formed by disposing a heat absorption layer at the contour line position on the surface of the amorphous alloy ribbon and heating the heat absorption layer.

また、本発明では、前記熱吸収層に、熱線を吸収する塗料を用いることが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable to use a paint that absorbs heat rays in the heat absorption layer.

本発明によれば、全体として靱性の高い非晶質合金リボンのまま打抜き加工ができるため、工具寿命を延ばしつつハンドリング性も改善できる。従って、モータのステータコアやローターコア等の複雑形状用の非晶質合金片の製造にとって、きわめて有用である。 According to the present invention, since the amorphous alloy ribbon having a high toughness as a whole can be punched, the tool life can be extended and the handling property can be improved. Therefore, it is extremely useful for manufacturing amorphous alloy pieces for complicated shapes such as a stator core and a rotor core of a motor.

本実施例において、非晶質合金リボンから非晶質合金片を打抜き加工するのに用いた打抜き装置1の概要を示す図である。In this example, it is a diagram showing an outline of a punching apparatus 1 used for punching an amorphous alloy piece from an amorphous alloy ribbon. 本実施例において、脆化部形成加工された非晶質合金片の打抜き加工後における端面を撮影した写真である。In this example, it is a photograph of an end face of the amorphous alloy piece on which the embrittlement portion has been formed after punching.

上述した通り、本発明の重要な特徴の一つは、非晶質合金リボン全体ではなく、非晶質合金リボン表面に所定形状の打抜き輪郭線となる線状の脆化部を形成したことにある。
本構成により、打抜き工具の剪断力を、上述の脆化部に作用させることができ、低い打抜き荷重で打抜き加工を施すことができる。これが本発明における工具寿命を延ばすことができる一つの作用である。
As described above, one of the important features of the present invention is that not the entire amorphous alloy ribbon but the linear embrittlement portion which is a punched contour line of a predetermined shape is formed on the surface of the amorphous alloy ribbon. is there.
With this configuration, the shearing force of the punching tool can be applied to the embrittlement portion, and the punching process can be performed with a low punching load. This is one action that can extend the tool life in the present invention.

加えて、脆化部以外は全体として靱性の高い非晶質合金リボンのままであるため、ハンドリンク性の劣化を抑えることができる。
また、打抜き加工時に上述の脆化部に亀裂が発生したとしても、脆化部の範囲で亀裂進展を止めることができ、不良の発生の抑制を行うことができる。
In addition, since the amorphous alloy ribbon having high toughness remains as a whole except for the embrittlement portion, deterioration of the hand linking property can be suppressed.
Further, even if a crack is generated in the embrittled portion during the punching process, the crack growth can be stopped within the range of the embrittled portion, and the occurrence of defects can be suppressed.

また、一般的に、打抜き加工における、パンチとダイとのクリアランス、いわゆる片側クリアランスには、材料にあった適正範囲が存在し、板厚の3%〜20%程度とされる。そして、適正範囲を外れると工具寿命は短くなることが知られている。従って、工具寿命を保ちつつ、打抜き加工するためには、予め、適正なクリアランス範囲を確認し、その後、加工が適正範囲内で行われるように、厳正に管理をしながら加工をしなければならなかった。
上述した非晶質合金は、通常5〜50μm程度の厚さであるため、適正なクリアランス範囲は極めて狭く、クリアランスの調整はかなり難しい。
Further, generally, in the punching process, the clearance between the punch and the die, that is, the so-called one-side clearance has an appropriate range suitable for the material, and is about 3% to 20% of the plate thickness. And, it is known that the tool life is shortened when it goes out of the proper range. Therefore, in order to carry out punching while maintaining the tool life, it is necessary to confirm an appropriate clearance range in advance, and then perform processing while strictly controlling so that the processing will be performed within the appropriate range. There wasn't.
Since the above-mentioned amorphous alloy usually has a thickness of about 5 to 50 μm, the appropriate clearance range is extremely narrow and it is quite difficult to adjust the clearance.

本発明者の検討によれば、所定形状の打抜き輪郭線となる線状の脆化部を形成したことで、従来よりも広いクリアランス、具体的には板厚よりも広いクリアランスであっても、正常な打抜き加工ができることを確認した。
これにより、工具寿命を短くする要因のひとつである打抜き工具のカジリを抑制することができる。これが本発明における工具寿命を延ばすことができるもう一つの作用である。
なお、クリアランスは広すぎると形状が悪くなるため、板厚の500%程度にとどめることが望ましい。
According to the study of the present inventor, by forming a linear embrittlement portion to be a punched contour line of a predetermined shape, a clearance wider than conventional, specifically, a clearance wider than the plate thickness, It was confirmed that normal punching could be performed.
As a result, it is possible to suppress galling of the punching tool, which is one of the factors that shorten the tool life. This is another action that can extend the tool life in the present invention.
It should be noted that if the clearance is too wide, the shape deteriorates, so it is desirable to keep the clearance to about 500% of the plate thickness.

本発明における、上述した脆化部の幅としては、形成のしやすさと、非晶質合金リボン全体の靱性を大きく低下せず、亀裂の進展を止めるために制限された幅とすることが有効である。好ましくは、1mm以下である。 In the present invention, as the width of the embrittlement portion described above, it is effective to make it easy to form and not to significantly reduce the toughness of the entire amorphous alloy ribbon, and to set a width limited to stop the progress of cracks. Is. It is preferably 1 mm or less.

脆化部の形態に制限はないが、パルスレーザーを使った場合は、蒸発若しくは突沸によって溝が形成される場合がある。これに伴って、スパッタ等が表面付着する場合がある。表面に付着したスパッタ等の異物は、積層して使用する場合の層間絶縁の悪化につながるため、避けたほうがよい。本発明では、好ましくは連続発振レーザーなどを使った加熱による組織の変性のみで脆化部を形成する。
なお、脆化部としては、結晶化による脆化、あるいは構造緩和による脆化が適用できる。
The form of the embrittled portion is not limited, but when a pulse laser is used, a groove may be formed by evaporation or bumping. In connection with this, spatter etc. may adhere to the surface. Foreign matter such as spatter adhered to the surface may lead to deterioration of interlayer insulation when stacked and used, and therefore should be avoided. In the present invention, the embrittlement portion is preferably formed only by the modification of the tissue by heating using a continuous wave laser or the like.
Note that embrittlement due to crystallization or embrittlement due to structural relaxation can be applied to the embrittlement portion.

加熱による脆化部の形成には、熱源としてレーザや赤外線といった照射による加熱、加熱した型を押し付けることスタンプ式の接触加熱などを利用することができる。 For forming the embrittled portion by heating, heating by irradiation with laser or infrared rays as a heat source, stamp-type contact heating by pressing a heated mold, or the like can be used.

使用するレーザとしては、ファイバーレーザ、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ、ダイオードレーザ等が適用できる。
レーザ等の収束された高エネルギービームの場合は、ガルバノスキャナ等によって脆化対象部を走査して加熱する方法が適用できる。
A fiber laser, a carbon dioxide gas laser, a YAG laser, a diode laser, or the like can be applied as the laser used.
In the case of a focused high-energy beam such as a laser, a method of scanning and heating the embrittlement target portion with a galvano scanner or the like can be applied.

本発明が打抜き加工の対象とするのは、非晶質合金リボンであるため、照射による加熱では、反射によるエネルギーロスが大きい。また、接触加熱においても熱伝導性が高いことから、そのままでは所定の加熱が得られにくい場合がある。
そのため、脆化部を、非晶質合金リボン表面の前記輪郭線位置に熱吸収層を配置し、当該熱吸収層を加熱することが好ましい。
Since the subject of the present invention for punching is an amorphous alloy ribbon, heating by irradiation causes a large energy loss due to reflection. Moreover, since the thermal conductivity is high even in the contact heating, it may be difficult to obtain the predetermined heating as it is.
Therefore, it is preferable to dispose the embrittlement portion at the contour line position on the surface of the amorphous alloy ribbon and heat the heat absorption layer.

熱吸収層の設置により、レーザの精密な走査による部分加熱ではなく、例えばシリンドリカルレンズを用いた非晶質合金リボンの幅方向の照射、あるいは赤外線ランプの広面積照射によって、熱吸収層に対応する所定形状の打抜き輪郭線位置の加熱が可能となる。これらの手法によれば、照射位置を固定し、非晶質合金リボンを搬送しながら加熱を行うことも可能となる。 By installing a heat absorption layer, the heat absorption layer is supported by irradiation of the amorphous alloy ribbon in the width direction using a cylindrical lens or wide area irradiation of an infrared lamp, for example, rather than partial heating by precise scanning of a laser. It is possible to heat the punched contour line position of a predetermined shape. According to these methods, it is possible to fix the irradiation position and perform heating while conveying the amorphous alloy ribbon.

熱吸収層としては、非晶質合金リボンよりも加熱手段の熱を吸収しやすい特性あるいは熱伝達しにくい特性を有することが好ましい。もっとも簡単な熱吸収層の形成は、熱線を吸収する塗料を塗布することである。ここで、熱線とは、熱エネルギーを与えるものであればよい。例えば、赤外線やレーザービームが挙げられる。 The heat absorption layer preferably has a property of easily absorbing the heat of the heating means or a property of hardly transmitting the heat, as compared with the amorphous alloy ribbon. The simplest way to form a heat absorption layer is to apply a paint that absorbs heat rays. Here, the heat ray may be one that gives heat energy. For example, infrared rays and laser beams can be used.

塗料の塗布方法としては、刷毛塗りでもよいが、非晶質合金リボン表面にパターンマスクを配置してスプレー塗布する方法が効率的である。
また、印刷による方法で塗布をすれば、短時間で均一な塗料の塗布が可能になるので、作業工数の削減が期待できる。
A brush may be applied as a method for applying the paint, but a method in which a pattern mask is arranged on the surface of the amorphous alloy ribbon and spray application is effective.
Further, if the coating method is applied, it is possible to apply the coating material uniformly in a short time, so that it is expected that the number of working steps can be reduced.

塗料としては、例えばアルコール系油性染料インクは、塗布時のにじみを抑制することができるため好ましい。熱の吸収率を上げるために、顔料としてカーボンブラックを配合した塗料を用いてもよい。 As the paint, for example, an alcohol-based oil-based dye ink is preferable because it can suppress bleeding at the time of application. A paint containing carbon black as a pigment may be used to increase the heat absorption rate.

以下、本発明の他の特徴について説明する。
本発明は、非晶質合金リボンを打抜き対象とする。特に組成や寸法に制限はないが、Fe基の非晶質合金であれば、典型的には、(Fe1-aMa)bSicBd(原子%)で表される組成を有する合金が適用できる。ここで、MはCo及び/又はNiであり、a、b、c、dはそれぞれ0≦a≦0.3、76≦b≦84、1≦c≦12、8≦d≦18を満たす。また、Feの一部はC、P、S、Gaなどの元素と3原子%以下の範囲で置換することができる。また、Feの一部はNb、W、Ta、Hf、Ti、V、Cr、Mnなどの元素と10原子%以下の範囲で置換することもできる。
Hereinafter, other features of the present invention will be described.
The present invention is intended for punching amorphous alloy ribbons. Although the composition and dimensions are not particularly limited, an alloy having a composition represented by (Fe1-aMa)bSicBd (atomic %) can be applied as long as it is an Fe-based amorphous alloy. Here, M is Co and/or Ni, and a, b, c and d satisfy 0≦a≦0.3, 76≦b≦84, 1≦c≦12 and 8≦d≦18, respectively. Further, a part of Fe can be replaced with an element such as C, P, S or Ga in a range of 3 atomic% or less. Further, a part of Fe may be replaced with an element such as Nb, W, Ta, Hf, Ti, V, Cr and Mn in a range of 10 atomic% or less.

また、非晶質合金リボンを扱うという点において、加工後にナノ結晶化処理を行う非晶質合金リボンにも適用できる。ナノ結晶化処理を適用する非晶質リボンは典型的には、
(Fe1-aMa)100-x-y-z-α-β-γCuxSiyBzM'αM"βXγ(原子%)で表される組成を有する合金が適用できる。ここで、MはCo及び/又はNiであり、M'はNb,Mo,Ta,Ti,Zr,Hf,V,Cr,Mn及びWからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、M"はAl,白金族元素,Sc,希土類元素,Au,Zn,Sn,Reからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、XはC,Ge,P,Ga,Sb,In,Be,Asからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素である。また、a,x,y,z,α,β及びγは、それぞれ0≦a≦0.5,0.1≦x≦3,0≦y≦30,0≦z≦25,5≦y+z≦30,0≦α≦20,0≦β≦20及び0≦γ≦20を満足する。
Further, in terms of handling an amorphous alloy ribbon, it can also be applied to an amorphous alloy ribbon that is subjected to nanocrystallization treatment after processing. Amorphous ribbons that apply a nanocrystallization process typically
An alloy having a composition represented by (Fe1-aMa)100-xyz-α-β-γCuxSiyBzM'αM"βXγ (atomic %) can be applied, where M is Co and/or Ni and M'is At least one element selected from the group consisting of Nb, Mo, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn and W, M″ is Al, platinum group element, Sc, rare earth element, Au, Zn, At least one element selected from the group consisting of Sn and Re, X is at least one element selected from the group consisting of C, Ge, P, Ga, Sb, In, Be and As. Further, a, x, y, z, α, β and γ are 0≦a≦0.5, 0.1≦x≦3, 0≦y≦30, 0≦z≦25, 5≦y+z≦, respectively. 30, 0≦α≦20, 0≦β≦20 and 0≦γ≦20 are satisfied.

非晶質合金リボンの幅は、広いほどモータ用コアとして大きいコアを作れるので好ましい。
また、非晶質合金リボンの厚さは、5μm以上50μm以下であることが好ましい。厚さが5μm未満であると、軟磁性合金薄帯の機械的強度が不十分となる傾向がある。厚さは、10μm以上であることがより好ましく、更に、15μm以上であることがより好ましい。一方、軟磁性合金薄帯の厚さが50μmを超えると、ロール冷却で作製する際、非晶質相を安定して得ることが難しくなる傾向がある。厚さは、35μm以下であることがより好ましく、更に、30μm以下であることがより好ましい。
The wider the width of the amorphous alloy ribbon is, the larger the core for the motor can be made, which is preferable.
The thickness of the amorphous alloy ribbon is preferably 5 μm or more and 50 μm or less. When the thickness is less than 5 μm, the mechanical strength of the soft magnetic alloy ribbon tends to be insufficient. The thickness is more preferably 10 μm or more, further preferably 15 μm or more. On the other hand, if the thickness of the soft magnetic alloy ribbon exceeds 50 μm, it tends to be difficult to stably obtain an amorphous phase when it is manufactured by roll cooling. The thickness is more preferably 35 μm or less, and further preferably 30 μm or less.

本発明で使用する打抜き用パンチ及びダイについても、特に制限はしない。冷間ダイス鋼製、超硬合金製の工具を使用することができる。なお、硬度を高める窒化処理や各種コーディングを組み合わせて使用することもできる。 The punching punch and die used in the present invention are also not particularly limited. Tools made of cold die steel or cemented carbide can be used. It is also possible to use a combination of nitriding treatment for increasing hardness and various kinds of coating.

以下、実施例を説明する。
まず、単ロール法によって形成された、幅60mm、厚さ24.8μmの日立金属株式会社製のMetglas 2605HB1M(組成:Fe−Si−B)の非晶質合金リボンを準備した。
上述した「Metglas」は、日立金属株式会社のグループ会社であるMetglas Incorporatedの登録商標である。
Examples will be described below.
First, an amorphous alloy ribbon of Metglas 2605HB1M (composition: Fe—Si—B) manufactured by Hitachi Metals, Ltd. having a width of 60 mm and a thickness of 24.8 μm formed by the single roll method was prepared.
The above-mentioned "Metglas" is a registered trademark of Metglas Incorporated, which is a group company of Hitachi Metals, Ltd.

次に、非晶質合金リボンの表面に、黒色塗料を、打抜き輪郭線となる円状を描くように塗布をした。具体的には、打抜き輪郭線となる円状パターンの穴が開いたパターンマスクを、固定した非晶質合金リボンに押し当てて、黒色のマーカーペンで、前述のパターンマスク上を塗ることにより、打抜き輪郭線となるφ9.3mmの円を描画した。描画した円における打抜き輪郭線描画の線幅は、0.2mmとした。
また、使用した黒色のインクは、アルコール系油性染料である。
Next, black paint was applied to the surface of the amorphous alloy ribbon so as to draw a circular shape that would be a punched contour line. Specifically, a pattern mask in which a hole of a circular pattern to be a punching contour line is opened is pressed against a fixed amorphous alloy ribbon, and a black marker pen is used to paint on the above-mentioned pattern mask, A circle having a diameter of φ9.3 mm was drawn as a punching contour line. The line width of the drawn contour line in the drawn circle was 0.2 mm.
The black ink used is an alcohol-based oil dye.

次に、描画した打抜き輪郭線となる円状パターンに、波長1064nmのファイバーレーザのレーザービーム光を照射して、脆化部を形成した。
ここで、レーザービーム光のデフォーカスを10mm、ガルバノスキャナによってレーザービーム光を走査しながら照射を行った。ガルバノスキャナによる走査は、走査方向を非晶質合金リボンの幅方向、走査距離を非晶質合金リボンの幅である60mm、走査速度を2000m/sとして、順次に走査することにより実行した。
なお、レーザービーム光の幅は2.2mmとなり、塗料の幅よりも10倍程度大きい状態であった。
Next, a laser beam light of a fiber laser having a wavelength of 1064 nm was irradiated to the drawn circular pattern which became the punching contour line to form an embrittlement portion.
Irradiation was performed while the defocus of the laser beam light was 10 mm and the laser beam light was scanned by a galvano scanner. The scanning with the galvano scanner was performed by sequentially scanning the amorphous alloy ribbon in the width direction, the scanning distance was 60 mm, which is the width of the amorphous alloy ribbon, and the scanning speed was 2000 m/s.
The width of the laser beam was 2.2 mm, which was about 10 times larger than the width of the paint.

レーザービーム光の照射による、脆化部である熱影響部の幅は0.25mm程度であった。
一方、描画した打抜き輪郭線となる円状パターンには、蒸発若しくは突沸によって形成される溝は見られなかった。
The width of the heat-affected zone, which is the embrittlement zone, due to the irradiation of the laser beam was about 0.25 mm.
On the other hand, no groove formed by evaporation or bumping was observed in the drawn circular pattern which is the punched contour line.

上述の非晶質合金リボンに対して、レーザー切断加工によって、φ9.3mmの打抜き輪郭線と同心円状に、φ16mmの円板形状をくり抜いて非晶質合金リボンサンプルSとした。 Amorphous alloy ribbon sample S was obtained by cutting the above amorphous alloy ribbon by laser cutting into a disk shape of φ16 mm concentric with the punched contour line of φ9.3 mm.

次に、本発明の打抜き性を評価するために、レーザービーム光の出力を変えて、非晶質合金リボンサンプルSを作製して、打抜き荷重を確認した。具体的には、非晶質合金リボンサンプルSに対して、図1に示す打抜き装置1により打抜き加工を試みた。 Next, in order to evaluate the punching property of the present invention, the output of the laser beam was changed, an amorphous alloy ribbon sample S was produced, and the punching load was confirmed. Specifically, the amorphous alloy ribbon sample S was punched by the punching device 1 shown in FIG.

図1における打抜き装置1は、下板2、上板3、ダイ4、ワーク押え5、ガイドリング6、逆押し7、パンチ8、接続棒9を備え、ダイ4とワーク押え5との間に、サンプルSを配置できるようにしている。 The punching device 1 in FIG. 1 is provided with a lower plate 2, an upper plate 3, a die 4, a work retainer 5, a guide ring 6, a reverse push 7, a punch 8 and a connecting rod 9, and between the die 4 and the work retainer 5. , Sample S can be arranged.

また、下板2、上板3は、非晶質合金リボンサンプルSを押える側と逆側に、それぞれ配置され、接続棒9により接近固定できるようにしている。これにより、サンプルSが、ダイ4とワーク押え5との間に、強く挟まれるようにしている。 Further, the lower plate 2 and the upper plate 3 are respectively arranged on the side opposite to the side on which the amorphous alloy ribbon sample S is pressed so that they can be fixed closer to each other by the connecting rod 9. As a result, the sample S is strongly sandwiched between the die 4 and the work retainer 5.

打抜き装置1において、下板2、上板3、ダイ4、ワーク押え5は、それぞれ貫通孔を有し、これらは、打抜き装置1において、それぞれの貫通孔の軸が揃うように配置されている。 In the punching device 1, the lower plate 2, the upper plate 3, the die 4, and the work retainer 5 each have a through hole, and these are arranged in the punching device 1 so that the axes of the through holes are aligned. ..

また、ガイドリング6は、内径を非晶質合金リボンサンプルSと同じ径とし、ダイ4、ワーク押え5の貫通孔と軸を同じにして配置されている。これにより、非晶質合金リボンサンプルSの中心が、ダイ4、ワーク押え5の貫通孔の軸に一致し、打抜き輪郭線となるφ9.3mmの円と、ワーク押え5の貫通孔との位置決めができるようにしている。 The guide ring 6 has the same inner diameter as the amorphous alloy ribbon sample S, and is arranged so that the shaft is the same as the through hole of the die 4 and the work retainer 5. As a result, the center of the amorphous alloy ribbon sample S coincides with the axes of the through holes of the die 4 and the work retainer 5, and the circle of φ9.3 mm serving as the punching contour line and the through hole of the work retainer 5 are positioned. I am able to

また、下板2、上板3、ダイ4、ワーク押え5の貫通孔には、下板2側から逆押し7、上板3側からパンチ8が挿入され、非晶質合金リボンサンプルSの両面に、逆押し7、パンチ8の先端面が接触できるようにしている。 In addition, through the through holes of the lower plate 2, the upper plate 3, the die 4, and the work retainer 5, the reverse pressing 7 is inserted from the lower plate 2 side, and the punch 8 is inserted from the upper plate 3 side, and the amorphous alloy ribbon sample S The reverse surface 7 and the tip surface of the punch 8 can be brought into contact with both surfaces.

非晶質合金リボンサンプルSをセットした打抜き装置1は、逆押し7、パンチ8を挿入した後、逆押し7、パンチ8を外側からクランプして、非晶質合金リボンサンプルSの両面に、逆押し7、パンチ8の先端面が強く接触されるようにした。そして、不図示のプレス装置により、下板2を支持しつつ、パンチ8に荷重を印加して打抜き加工した。 In the punching device 1 in which the amorphous alloy ribbon sample S is set, the reverse push 7 and the punch 8 are inserted, and then the reverse push 7 and the punch 8 are clamped from the outside, so that both sides of the amorphous alloy ribbon sample S are The reverse pressing 7 and the tip surface of the punch 8 were strongly contacted. Then, a punching process was performed by applying a load to the punch 8 while supporting the lower plate 2 by a press device (not shown).

ここで、打抜き装置1における、下板2、上板3、ダイ4、ワーク押え5の貫通孔の内径を9.3mmとし、逆押し7、パンチ8の外径を9.2mmとした。すなわち、ダイ4とパンチ8との間に片側50μmのクリアランスを形成した。
なお、本実施例では、JIS-SKD11製のダイ4とパンチ8を使用した。
Here, in the punching device 1, the inner diameters of the through holes of the lower plate 2, the upper plate 3, the die 4, and the work retainer 5 were set to 9.3 mm, and the reverse pressing 7 and the punch 8 were set to an outer diameter of 9.2 mm. That is, a clearance of 50 μm on one side was formed between the die 4 and the punch 8.
In this example, the die 4 and the punch 8 made of JIS-SKD11 were used.

本実施例で適用した上記クリアランスの値は、非晶質合金リボンサンプルSの厚みに対して、著しく広いため、摩耗の影響が小さくなる点において、工具寿命の改善が期待される一方、通常の打抜き加工では形状良く打抜き加工できないことが想定される値である。 Since the clearance value applied in this example is remarkably wider than the thickness of the amorphous alloy ribbon sample S, the tool life is expected to be improved while the influence of wear is reduced, while the usual clearance value is expected. It is a value that punching cannot be performed with good shape by punching.

表1に、本実施例における打抜き加工の結果を示す。
脆化部が形成された本発明の非晶質合金リボンサンプルS1およびS2において、打抜き荷重が大きく低減できていることが分かった。
これは、打抜き輪郭線となる線状の脆化部は局所的に結晶化あるいは構造緩和をしており、せん断時の亀裂進展を促進しているためであると推測される。
なお、表1には、脆化部を形成しなかった非晶質合金片リボンサンプルSに対して、同様の打抜き加工を行った結果をS0として付記している。
Table 1 shows the results of punching in this example.
It was found that the punching load could be greatly reduced in the amorphous alloy ribbon samples S1 and S2 of the present invention in which the brittle portion was formed.
It is presumed that this is because the linear embrittlement portion that forms the punching contour line locally crystallizes or structurally relaxes and promotes crack propagation during shearing.
In Table 1, the result of performing the same punching process on the amorphous alloy piece ribbon sample S in which the embrittlement portion is not formed is additionally indicated as S0.

図2は、光学顕微鏡で観察した、脆化部を形成した非晶質合金片リボンサンプルS1及びS2の、打ち抜き後の端面における加工面を示している。
非晶質合金片リボンサンプルS1は、平滑なせん断面が見られ、正常な打抜き面となっていることが分かる。
なお、非晶質合金片リボンサンプルS2には、せん断面以外に凹凸のある破断面が見られる結果となっている。そのため、形状を重視する場合には、レーザの出力を上げすぎないことが好ましいと推定される。
FIG. 2 shows a processed surface of the end faces of the amorphous alloy piece ribbon samples S1 and S2 in which the embrittlement portion is formed, observed by an optical microscope.
The amorphous alloy piece ribbon sample S1 has a smooth sheared surface, and it can be seen that the punched surface is normal.
It should be noted that the amorphous alloy piece ribbon sample S2 has a result that a fractured surface having irregularities is seen in addition to the sheared surface. Therefore, when importance is attached to the shape, it is presumed that it is preferable not to raise the laser output too much.

以上より、予め、非晶質合金リボン表面に打抜き輪郭線となる線状の脆化部を形成することで、工具にかかる負荷を小さくできるため、工具寿命を改善できることが分かった。また、本発明により、全体として非晶質合金リボンのまま打抜き加工が可能となるため、ハンドリング性も改善することができる。更に、通常よりも大きなクリアランスで打抜き加工ができるため、工具の調整に掛かる工数の削減も期待できる。 From the above, it was found that the load on the tool can be reduced by previously forming a linear embrittlement portion on the surface of the amorphous alloy ribbon, which becomes the punching contour line, so that the tool life can be improved. Further, according to the present invention, since the amorphous alloy ribbon as a whole can be punched, the handling property can be improved. Further, since punching can be performed with a clearance larger than usual, reduction in man-hours required for tool adjustment can be expected.

1 打抜き装置
2 下板
3 上板
4 ダイ
5 ワーク押え
6 ガイドリング
7 逆押し
8 パンチ
9 接続棒



1 Punching device 2 Lower plate 3 Upper plate 4 Die 5 Work clamp 6 Guide ring 7 Reverse push 8 Punch 9 Connecting rod



Claims (3)

非晶質合金リボン表面に、所定形状の打抜き輪郭線となる線状の脆化部を形成し、打抜き用パンチ及びダイにより、前記所定形状の非晶質合金片に打抜き加工する、ことを特徴とする非晶質合金片の製造方法。 A linear embrittlement portion that forms a punched contour line of a predetermined shape is formed on the surface of the amorphous alloy ribbon, and the amorphous alloy piece of the predetermined shape is punched by a punch and a die for punching. And a method for producing an amorphous alloy piece. 前記脆化部を、前記非晶質合金リボン表面の前記打抜き輪郭線位置に熱吸収層を配置し、当該熱吸収層を加熱することで形成する、ことを特徴とする請求項1に記載の非晶質合金片の製造方法。 The embrittlement portion is formed by disposing a heat absorbing layer at the position of the punched contour line on the surface of the amorphous alloy ribbon and heating the heat absorbing layer. Method for producing amorphous alloy pieces. 前記熱吸収層に、熱線を吸収する塗料を用いる、ことを特徴とする請求項2に記載の非晶質合金片の製造方法。























The method for producing an amorphous alloy piece according to claim 2, wherein a paint that absorbs heat rays is used for the heat absorption layer.























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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111842813A (en) * 2020-07-29 2020-10-30 东莞市逸昊金属材料科技有限公司 Production method of zirconium-based amorphous alloy ingot

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