JP3494371B2

JP3494371B2 - アモルファス合金薄帯の製造方法、およびこれを用いたナノ結晶合金薄帯の製造方法

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Publication number: JP3494371B2
Application number: JP2001105374A
Authority: JP
Inventors: 淳砂川; 嘉雄備前; 道弘長尾
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2004-02-09
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: JP2002316243A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面性状、靭性、
及び端部の形状に優れたアモルファス合金薄帯の製造方
法、及びこれを用いたナノ結晶合金薄帯の製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁心、磁気シールド材等に用いられるア
モルファス合金薄帯を製造するための製造方法として
は、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考えると、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て、急冷凝固させて薄
帯を得る単ロール法が優れている。

【０００３】図１に上記単ロール法の一例を示す。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。急冷凝固後の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。

【０００４】上記一連の方法にてアモルファス合金薄帯
を作製した場合、薄帯の冷却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。

【０００５】この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
６−２９２９５０号公報等では、パドル前方（リボンの
出る側）および後方、あるいは後方のみからＣＯ_２ガス
を流す方法が提案されている。この提案はエアポケット
の発生を抑制することで、薄帯の冷却ロール接触面側の
表面粗さが小さくなるという点で優れている。

【０００６】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ＣＯ_２ガスを流す方法が量産に適してい
る。

【０００７】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３０
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。

【０００８】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号や、特開平１１−１
８８４５８号公報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。

【０００９】また、上記のような方法で製造された特定
の成分のアモルファス合金薄帯を前駆体として結晶化温
度以上で熱処理することによって、平均結晶粒径１００
ｎｍ以下のナノ結晶合金が得られることが知られてい
る。

【００１０】この様なナノ結晶合金が得られる組成とし
ては、代表的な組成としては特公平４―４３９３号、特
公平７―７４４１９号、特許第２８１２５７４号公報等
に記載のＦｅ―Ｓｉ―Ｂ―（Ｎｂ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔａ）―Ｃｕ合金、Ｆｅ―（Ｃｏ、Ｎｉ）―Ｃｕ―
Ｓｉ―Ｂ―（Ｎｂ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｍ
ｏ）合金、Ｆｅ−（Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ）−Ｂ合金、Ｆｅ
−Ｃｕ−（Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ）−Ｂ合金等が知られてい
る。前記ナノ結晶合金はアモルファス合金にみられる熱
的不安定性がほとんどなく、経時変化も小さく、低磁歪
で高い透磁率を有することから、コモンモードチョーク
コイル、パルストランス、漏電ブレーカー等に使用され
ている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、はじめ
に鋳造時間が３０秒未満の実験装置を用い、ガスの流量
やガスノズルの形状等を変え、様々な条件でＣＯ_２ガス
を流しながらアモルファス合金薄帯の製造テストを行っ
た。その結果、表面性状に優れた薄帯を製造することが
できた。次に、上記結果に基づき量産装置への適用を行
った。その結果、ＣＯ_２ガスの導入により、薄帯の冷却
ロール接触面側の表面形態を改善することが出来る一方
で、鋳造時間が経過するに従い、薄帯の脆化、結晶化と
いう短時間の鋳造では見られない問題を生じることがわ
かった。さらにこれら2つの問題に加え、薄帯端部形状
が鋸状に乱れるという全く新たな問題を生じることがわ
かった。これはＣＯ_２ガスを導入しない場合には、長時
間の鋳造を行っても生じない現象である。

【００１２】上述した量産装置では、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３０００
ｍを越える場合が多く、効率の点から回収は鋳造しなが
ら連続的に巻き取ることによって行う。この後、巻磁心
等の製品を製造する上で扱いやすい重量にするため、例
えばリールに分割して巻き取りなおす。このとき薄帯の
端部が鋸状に乱れていると、薄帯の端部がリールの端部
等にひっかかるため、非常に取り扱い難い。加えて、端
部の乱れは上記巻磁心を作製する上でも不都合を生じ
る。一般的に巻磁心は、薄帯を連続的に巻き取って作製
するが、巻取りは磁心高さを一定にするため、薄帯の端
部に板等を当てながら行われることが多い。この場合も
薄帯の端部が鋸状に乱れていると、前述した当て板等に
薄帯がひっかかり磁心の作製が難しくなる。

【００１３】また、薄帯が脆化した場合、巻磁心や所定
の形状に打抜いて積層磁心を作製する場合、ひび割れ、
欠け等を生じ問題となる。薄帯に粗大な結晶相が生じた
場合には、結晶磁気異方性が大きくなるため、軟磁性が
劣化するという問題が生じる。鋳造後の薄帯を結晶化温
度以上で熱処理しナノ結晶合金とする場合にも同様に軟
磁性が劣化する。

【００１４】本発明は、ＣＯ_２ガスによって薄帯の冷却
ロール接触面側の表面形態が改善される効果を損なうこ
となく、脆化、結晶化を生じず、端部の形状に優れた薄
帯を連続的な製造を可能とする製造方法を提供するもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、アモルフ
ァス合金の製造において、冷却ロール接触面側の表面粗
さ改善に効果のあるＣＯ_２ガスの導入に際し、鋳造量の
増加（鋳造の長時間化）に伴い生じる薄帯端部形状の乱
れ、及び薄帯の脆化、結晶化の問題を検討した結果、鋳
造中に冷却ロールの研磨を行うことで前記ＣＯ_２ガス特
有の問題を改善できることを見出し本発明に到達した。

【００１６】すなわち本発明は、合金溶湯を冷却ロール
上で急冷、鋳造するアモルファス合金薄帯の製造方法で
あって、鋳造中に上記合金溶湯に向かってＣＯ_２を主体
とするガスを供給しつつ、ＪＩＳＢ０６０１で測定する
表面粗さにおいて平均粗さＲａで０．５μｍ以下、十点
平均粗さＲｚで４μｍ以下に維持するよう冷却ロールの
研磨を行う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。上記の際、冷却ロールの研磨はブラシで
行うことが好ましい。

【００１７】また、Ｂを１３ａｔ％以下、４Ａ、５Ａ、
６Ａ族の少なくとも１種以上の元素を１５ａｔ％以下含
み、残部実質的にＦｅからなる合金溶湯を冷却ロール上
で急冷鋳造することが好ましく、薄帯にナノ結晶化のた
めの熱処理を施す場合には合金溶湯はＣｕ、Ａｇ、Ａｕ
の少なくと１種以上の元素を３ａｔ％以下含有すること
が好ましい。

【００１８】ＣＯ_２ガスを主体とするガスを適用した際
に、鋳造開始直後の薄帯の破断を生じることがあるが、
鋳造開始から一定時間経過後、ＣＯ_２ガスを主体とする
ガスの供給を開始することにより破断を低減でき好まし
い。ここで一定時間とは、鋳造中の冷却ロールの表面温
度が定常温度に達するまでの時間を言う。すなわち冷却
ロールの表面温度は鋳造開始直後から上昇し、数秒〜十
数秒で合金溶湯からの入熱と冷却ロールから外部への放
熱とが平衡するが、冷却ロール表面温度が平均温度に対
して１０℃以内で一定となる状態に達するまでの時間を
言う。

【００１９】さらに、冷却ロールの周速を３５ｍ／ｓｅ
ｃ未満、溶湯の温度を母合金の融点＋５０〜融点＋２５
０℃、ノズル先端と冷却ロール間の距離を２００μｍ以
下の条件で鋳造することが好ましく、特に冷却ロールの
周速を２０〜３０ｍ／ｓｅｃ、板厚を８〜１９μｍとす
るとよい。

【００２０】以上の方法で製造したアモルファス合金薄
帯を結晶化温度以上で熱処理し、平均結晶粒径１００ｎ
ｍ以下のナノ結晶組織を形成することが出来る。

【００２１】

【発明の実施の形態】上述したように、本発明の重要な
特徴は、長時間の鋳造においてＣＯ_２ガスを主体とする
ガスを供給しながらアモルファス合金薄帯を製造する
際、鋳造中に研磨を行うことである。本発明でＣＯ_２ガ
スを主体とするガスとは、ガス中にＣＯ _２を含有するこ
とにより、本発明に記載するＣＯ_２ガスと実質的に同様
の効果をもたらすガスを言う。本発明者は、上記ＣＯ_２
ガスを用いた長時間の鋳造における問題を鋭意検討した
結果、鋳造中にＣＯ_２ガスを導入する場合には、ＣＯ_２
ガスを導入しないで鋳造した場合と比べ、冷却ロール表
面の面粗さの劣化が該冷却ロールの溶湯冷却能に著しく
影響し、さらに鋳造により得られる薄帯の端部の形状に
も影響することを見出した。この冷却ロール面粗さの劣
化は、高温の溶湯が衝突し続けることによる凹凸の形成
や、冷却ロール表面への付着物によるものである。

【００２２】さらに上記問題を抑制するために必要な冷
却ロール表面の面粗さについて種々検討した。その結
果、凹凸の大きさの評価方法としてＪＩＳＢ０６０１に
記載の表面粗さで比較したところ、鋳造中、冷却ロール
を平均粗さＲａで０．５μｍ以下、十点平均粗さＲｚで
４μｍ以下に研磨維持することで良好な薄帯が得られ
た。好ましくは平均粗さＲａで０．３μｍ以下、十点平
均粗さＲｚで２μｍ以下に維持することによって、より
良好な薄帯が得られる。以下ＣＯ_２ガスの供給、冷却ロ
ール研磨の有無に対する端部形状、脆化、結晶化状態の
比較をもとに、ＣＯ_２ガスを供給しながら研磨を行う理
由を述べる。

【００２３】脆化、結晶化状態：冷却ロールの研磨を行
わずにＣＯ_２ガスを供給する場合、短時間の鋳造では脆
化、結晶化はほとんど生じないが、長時間の鋳造を行う
場合、鋳造の後半において著しい脆化、結晶化を生じ
る。なお、通常薄帯の脆化、結晶化は溶湯の冷却速度が
遅い場合に生じる現象である。冷却ロールの研磨を行い
つつＣＯ_２ガスを供給する場合、長時間の鋳造において
も脆化、結晶化をほとんど生じない。

【００２４】端部形状：冷却ロールの研磨を行わずにＣ
Ｏ_２ガスを供給する場合、短時間の鋳造では端部形状の
乱れはほとんど生じないが、長時間の鋳造を行う場合、
鋳造の後半において著しく端部形状が乱れ、鋸状とな
る。端部形状の鋸状の乱れは、鋳造時間の経過とともに
次第に大きくなる。冷却ロールの研磨を行いつつＣＯ_２
ガスを供給する場合、長時間の鋳造においてもほとんど
端部形状の乱れを生じない。

【００２５】上記のように鋳造中に冷却ロールの研磨を
行うことで、エアポケットの低減を目的とするＣＯ_２ガ
スの導入に伴い発生する問題を改善できる。これは以下
の理由によると考えられる。

【００２６】一般に、ＣＯ_２ガスによるエアポケットの
低減は、第一にＣＯ_２ガスにより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
ためと考えられている。これは溶鋼等の熱でＣＯ_２が熱
分解されることによって発生するＣＯにより、パドル周
辺が還元性雰囲気となるため、パドル表面に均一な酸化
膜が形成されることで、パドルの粘性が高まった結果、
パドルの振動が抑制されたためと推測される。

【００２７】また、第二の理由として空気、窒素等と比
べＣＯ_２ガスの比熱が大きいためと考えられている。高
温の溶湯との接触、摩擦により冷却ロール表面に凹凸が
形成され、冷却ロールの回転に伴い発生する連れ回りガ
スがパドルに巻きこまれる頻度が高くなった場合も、Ｃ
Ｏ_２ガスは比熱が大きいことからパドル内での熱膨張が
小さいので、エアポケットが形成しにくくなると考えら
れる。

【００２８】ＣＯ_２ガスは上記の利点を有する一方、空
気や窒素に比べ熱の吸収率が大きいため、パドルからの
輻射熱により加熱されやすく、よってパドルと冷却ロー
ルの境界層に巻き込まれる際の温度は、空気や窒素に比
べて高い。高温のＣＯ_２ガスが上記境界層に巻き込まれ
た場合、空気や窒素を導入した場合に比べ、冷却ロール
上での薄帯形成時の冷却速度を低下させ、脆化、結晶化
が生じやすくなると考えられる。

【００２９】既述のように、冷却ロール表面上に凹凸が
形成されると、ガスがパドルに巻きこまれる頻度が高く
なるが、熱の吸収率が大きいＣＯ_２ガスを用いる場合に
は凹凸の形成が薄帯での脆化、結晶化の増大に直結す
る。よって、長時間の鋳造においてＣＯ_２ガスによりエ
アポケットを減少させ、同時に鋳造開始から一定時間経
過後に生じ始める脆化、結晶化の抑制を達成するには、
冷却ロール表面上に形成される凹凸を抑制することがと
りわけ重要となる。具体的には既述の値の範囲に面粗さ
を維持することが重要となる。

【００３０】また、ＣＯ_２ガスの比重は空気、窒素等よ
り大きい。ガス流体の動圧はガスの比重の二乗に比例し
て大きくなることが一般に知られているが、これからＣ
Ｏ_２ガスが衝突した際、パドルに与えられる運動量は空
気等と比べ著しく大きいと考えられる。例えば３００K
で比重が１．１の窒素と、１．８のＣＯ_２で比較する
と、３００Kで流速が同一の場合、ＣＯ_２の動圧は窒素
の約２．７倍となる。

【００３１】冷却ロール表面上に凹凸が少なく、パドル
へのガスの巻きこみが少ない場合にはＣＯ_２ガスが与え
る大きな運動量は問題にならない。一方、冷却ロール上
に多数の凹凸が形成した状態では、パドルには多くのＣ
Ｏ_２ガスが巻きこまれる。この場合、ＣＯ_２ガスの大き
な運動量の影響が著しく、パドルが揺動しやすくなるた
め、薄帯端部の鋸状の乱れが生じると考えられる。よっ
て、ＣＯ_２ガスを用いた場合に形成する薄帯端部の鋸状
の乱れ抑制に対しても、鋳造時間の経過と共に増大する
冷却ロール上の凹凸を抑制することがとりわけ重要とな
る。

【００３２】なお、冷却ロール面粗さが劣化していない
状態では上述の諸問題がないことから、本発明の冷却ロ
ール表面の研磨は鋳造途中から開始してもよい。また、
研磨はある間隔をおきながら断続的に行っても良いが、
制御のしやすさから連続的に行うことが好ましい。

【００３３】冷却ロールの研磨は研磨紙を用いて行って
も良いが、研磨によって発生する粉塵の回収が不充分な
場合、薄帯に穴が空く等の問題が生じるため、粉塵の発
生が少ないブラシで行うことが好ましい。また、研磨に
用いるブラシの硬さは、過度に大きいと冷却ロール表面
の研磨傷が深くなり、薄帯が鋳造中に切れる、表面粗さ
の改善効果が薄れる等の不都合を生じるので、冷却ロー
ルの硬さと同等以下のものが良い。

【００３４】冷却ロールの材質としては、Ｃｕ、Ｃｕ−
Ｂｅ合金、Ｃｕ−Ｃｒ合金等の熱伝導率が高い材料が良
い。また、冷却ロール内部に冷却ロールの円周方向また
は軸方向に水等の冷却媒体を流すと、より冷却ロール表
面の温度調整が容易となる。

【００３５】本発明に記載のアモルファス合金におい
て、B量はアモルファス形成能の点から多い方が良い
が、あまり多いと合金薄帯の脆化および磁束密度の低下
を招くだけでなく、Ｂは高価な元素でありコストの点で
問題となるため１３ａｔ％以下とすることが好ましい。
３Ａ、４Ａ、５Ａ族の元素は、磁歪の調整および透磁率
の向上に有効であるため、その少なくとも１種以上を１
５ａｔ％以下の範囲で添加した方が良い。１５ａｔ％以
下としたのは、あまり添加量が多いと磁束密度の低下お
よびアモルファス合金薄帯が脆化しやすくなるからであ
る。

【００３６】既述のように本発明の方法によれば、結晶
相を含まないアモルファス合金薄帯が得られるので、鋳
造後に熱処理によりナノ結晶化を行うナノ結晶合金の前
駆体とするアモルファス合金薄帯を製造するにおいても
好適である。また、ナノ結晶合金の前駆体とするアモル
ファス合金薄帯を製造するにおいて、その合金組成は以
下の範囲にあることが特に好ましい。本発明でナノ結晶
合金とは平均結晶粒径が１００ｎｍ以下の結晶材料を意
味する

【００３７】ナノ結晶合金用のアモルファス合金中に含
まれるB量は、１０ａｔ％以下が特に好ましい。Ｂ量を
１０ａｔ％以下とすることにより、ナノ結晶化のための
熱処理した際、磁壁の移動を妨げるＦｅ_３ＢやＦｅ_２Ｂ
といった磁気的にハードな化合物相が析出しにくくな
り、ｂｃｃ−Ｆｅ固溶体を主相とする均一なナノ結晶相
を一層得やすくなる。このため、ナノ結晶合金用のＦｅ
基アモルファス合金に含まれるＢ量は、磁気特性の点か
ら好ましくは１０ａｔ％以下が良い。

【００３８】また、本発明に記載の４Ａ、５Ａ、６Ａ族
元素はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗを意味するが、これらの元素はアモルファス薄帯
を結晶化温度以上で熱処理した際には、生成するｂｃｃ
−Ｆｅ結晶相の周囲に残存するアモルファス相に濃縮
し、残存するアモルファス相を安定化させるため、ｂｃ
ｃ−Ｆｅ結晶粒の成長を抑制する。これらの元素のｂｃ
ｃ−Ｆｅ結晶粒を抑制する効果は異なるが、より好まし
い範囲は１〜１０ａｔ％である。

【００３９】さらにナノ結晶化を行うアモルファス合金
薄帯では、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕを、４Ａ、５Ａ、６Ａ族元
素と複合添加することによって、結晶化温度以上で熱処
理した際に初晶の核の数を増加させることから、ナノ結
晶合金としての結晶粒を微細化する効果がある。Ｃｕ、
Ａｇ、Ａｕの少なくとも１種以上を３ａｔ％以下とした
のは、３ａｔ％を越えると薄帯が脆くなるからである。
また、Ｃｕ、Ａｇ、ＡｕはＦｅと分離しやすい元素であ
るため、あまり多いと液体急冷法を用いてもＦｅと分離
し、均一に固溶させることができなくなる点でも問題と
なるため、３ａｔ％以下が良い。これらの元素の効果を
明確に得るためには、好ましくは、０．１ａｔ％以上添
加する。

【００４０】本発明においては、パドルへのＣＯ_２ガス
を主体とするガスの供給は鋳造開始から一定時間経過後
とすることが好ましい。既述のようにＣＯ_２ガスを主体
とするガスをパドル部に供給することによりエアポケッ
トの形成を抑制することが出来るが、一方ガスを供給し
ない場合と比べ鋳造初期にアモルファス合金薄帯の破断
を生じる確率が高くなることがある。これに対しガスの
供給を鋳造開始から一定時間経過後とすることにより、
鋳造初期のアモルファス合金薄帯の破断を低減すること
が出来る。以下にその理由を述べる。

【００４１】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。

【００４２】通常、鋳造開始直後の数秒〜十数秒は、薄
帯の面粗さ改善のために導入するＣＯ_２等のガスの有無
に関わらず、既述のように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。

【００４３】さらに、鋳造開始直後からパドルへ上記Ｃ
Ｏ_２ガスを主体とするガスを供給した場合、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、Ｃ
Ｏ_２ガスを主体とするガス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、上記のように破断を生
じ易い状態の薄帯でこのような高い応力が発生した場合
には、冷却ロール上で破断を生じると考えられる。

【００４４】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、ＣＯ_２ガスを主体
とするガスの供給を開始することが有効である。

【００４５】本発明では冷却ロールの周速を３５ｍ／ｓ
ｅｃ未満、溶湯の温度を母合金の融点＋５０〜融点＋２
５０℃、溶湯を噴出するノズル先端と冷却ロール間の距
離を２００μｍ以下の範囲で保持することが好ましい。
さらに好ましくはＣＯ_２ガスを主体とするガスを噴出方
向の主軸が実質的にパドルより後方の冷却ロールに向く
ように噴出させるとよい。

【００４６】冷却ロールの周速を３５ｍ／ｓｅｃ未満と
することにより、薄帯の表面形態あるいは端部の形状を
より改善できる。特に端部の形状の劣化は、冷却ロール
の周速を３５ｍ／ｓｅｃ以上とした場合と比べより改善
できる。また、ＣＯ_２ガスを主体とするガスの噴出方向
の主軸を実質的にパドルより後方の冷却ロールに向くよ
うに噴出させた場合、ノズル先端部あるいはパドルに直
接吹き付けた場合と比較してより自由凝固面の性状を向
上し、またエアポケットの形成をより抑制でき好まし
い。

【００４７】板厚の薄い薄帯を鋳造する場合は、厚い薄
帯の場合と比べて高いロール周速で鋳造を行うのが通常
であるが、上記の理由から製造する板厚が薄くても、可
能な限り冷却ロール周速を遅くした方が良い。本発明者
らの検討によれば、請求項７に記載の範囲に溶湯温度等
を制御すれば、周速３５ｍ／ｓｅｃ未満で１９μｍ以下
の薄い板厚でも、表面形態や端部の形状の良好な薄帯が
得られることが確認された。周速を遅くして薄板材を作
製する場合、主として溶湯ノズルスリットサイズあるい
は、溶湯ノズルと冷却ロール間の距離を小さくするが、
制御のし易さの点から、好ましい範囲は２０〜３０ｍ／
ｓｅｃである。より好ましくは２７〜３０ｍ／ｓｅｃで
ある。

【００４８】以上の本発明の方法により、結晶化の少な
いアモルファス合金薄帯を得ることが出来る。さらに結
晶化の少ないアモルファス合金薄帯が得られる本発明の
方法は、鋳造後に熱処理によりナノ結晶化を行うナノ結
晶合金の前駆体とするアモルファス合金薄帯を製造する
に非常に好適である。

【００４９】一般にナノ結晶合金では、熱処理による結
晶化の前の前駆体としてのアモルファス薄帯に粗大な結
晶相がないことが非常に重要だからである。これは前記
熱処理前のアモルファス相中の粗大な結晶相は、ごくわ
ずか表層に生成されただけでも結晶化温度以上で熱処理
した後の磁気特性を著しく劣化するためである。鋳造中
に析出する結晶相は、粒径０．２〜１μｍのナノ結晶で
はないデンドライト状の結晶であり、熱処理によってア
モルファス相から結晶化した結晶相よりも異常に大き
い。このような結晶相が存在すると熱処理後の組織が不
均一となることから、結晶磁気異方性が大きくなり、磁
気特性の劣化を招く。

【００５０】よって本発明の方法で製造したアモルファ
ス合金を結晶化温度以上で熱処理することにより大な結
晶粒を含まず平均結晶粒径が１００ｎｍ以下の均質なナ
ノ結晶合金薄帯を製造することが出できる。このナノ結
晶合金を得るための熱処理は、大気中で熱処理すると表
面が酸化し、熱処理後の磁気特性が劣化するので、窒
素、アルゴン等の酸素が少ない雰囲気中で行うことが好
ましい。

【００５１】

【実施例】（実施例１）図１に示した坩堝内に、予め溶
製されたａｔ％で１Ｃｕ−２．５Ｎｂ−１３．５Ｓｉ−
７Ｂ、残部実質的にＦｅからなり、鋳造後の熱処理によ
ってナノ結晶組織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３０ｍ
ｍ、厚さ１９μm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。鋳造は下記の条件で行った。

【００５２】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：１３５０℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１２０μｍガス流量：３０Ｌ／ｍｉｎガス供給開始：鋳造開始から５秒経過後冷却ロールの研磨：線径０．０６ｍｍの真鍮製ブラシを
用い、鋳造開始直後から終了まで連続して研磨

【００５３】なお、薄帯の回収は実施例１と同様にして
行い、巻取り用ロールへの巻取りは鋳造開始約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、冷却ロールの幅方向に４０ｍ
ｍ、回転方向に１ｍｍとした。

【００５４】比較として、鋳造中に研磨をしなかった場
合についても、他の条件は同様として製造した。加え
て、鋳造中におけるＣＯ_２ガスの導入および研磨を共に
しなかった場合についても、他の条件は同様として製造
した。評価は鋳造開始から１ｍｉｎ及び１０ｍｉｎ後相
当部分の薄帯を採取し、薄帯の自由凝固面側、及び冷却
ロール接触面側の表面粗さ、結晶相の有無、脆化の有無
を調べた。なお、薄帯の表面粗さはＪＩＳＢ０６０１に
基づいて薄帯の平均粗さＲａを測定した。結晶相の有無
はＸ線回折装置を用いて、α−Ｆｅ（２００）ピーク強
度で求めることで評価した。また脆化の有無は、ＪＩＳ
Ｚ２２４８に記載の１８０°曲げ試験を行った際の割れ
の有無で評価した。さらに、上記評価項目に加えて、走
査型電子顕微鏡を用いて薄帯の端部の反射電子像を撮影
し、端部の鋸状の乱れについても評価した。

【００５５】上記３種類の製造方法で作製した薄帯の評
価結果を表１、２に示す。表１に示すように、鋳造開始
から１ｍｉｎ後の薄帯では、ロール研磨の有無に関係無
くＣＯ_２ガスを導入したＮｏ．１、２は同等の値を有
し、且つＣＯ_２ガスを導入しなかったＮｏ．３よりも表
面粗さは小さくなっている。また、脆化、結晶化および
端部の形状については明確な差が認められない。一方、
表２に示した鋳造開始から１０ｍｉｎ後の薄帯でも、表
面粗さはロール研磨の有無に関係無く、ＣＯ_２ガスを導
入したＮｏ．４、Ｎｏ．５は同程度の値を示し、且つＮ
ｏ．６に比べ非常に小さな値である。しかし、ロール研
磨を行わずＣＯ_２ガスの導入のみとしたＮｏ．５は、結
晶化、脆化、および端部形状の点で問題があることが分
かる。これに対し、本発明例の鋳造中に研磨を行ったＮ
ｏ．４では、上記問題点は明らかに改善されている。

【００５６】Ｎｏ．４、５、６の端部形状の顕微鏡写真
を図３、４、５に示す。図３、４から、ＣＯ_２ガスを導
入しながら薄帯の製造を行う場合、鋳造中研磨したもの
は、研磨しなかった場合に比べ端部の形状が平坦であ
る。また、図５からＣＯ_２ガスを導入しなかった場合
は、端部形状は平坦であるがエアポケットが多い。

【００５７】上述したような評価に加えて、ほぼ同位置
から採取した薄帯を用いて外径２０ｍｍ、内径１５ｍｍ
の巻磁心を作製した後、５５０℃で熱処理し、周波数１
ｋＨｚにおける初透磁率を測定した。結果を上記表１、
２に併せて示す。表から明らかなように、ＣＯ_２ガスを
導入しながら鋳造中に研磨した方が、長時間にわたって
安定して優れた軟磁気特性を有している。また、透過型
電子顕微鏡を用いて熱処理後の組織を観察したところ、
本発明例であるＮｏ．１、Ｎｏ．４および比較例である
Ｎｏ．２、Ｎｏ．３の試料の平均粒径は２０ｎｍ程度の
組織を有していたが、鋳造時間１０ｍｉｎ経過後の比較
例Ｎｏ．５およびＮｏ．６の試料には粒径０．１μｍを
越えるものが認められた。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】（実施例２）図１に示した坩堝１内に予め
溶製されたａｔ％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−Ｃｒ合金からなる冷却ロール５上
に噴出、急冷凝固して、幅４０mm、厚さ２０μmのアモ
ルファス合金薄帯６を製造した。鋳造は下記の条件で行
った。

【００６１】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：１３００℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１８０μｍガス流量：４０Ｌ／ｍｉｎガス供給開始：鋳造開始から５秒経過後冷却ロールの研磨：線径０．０８ｍｍの真鍮製ブラシを
用い、鋳造開始直後から終了まで連続して研磨

【００６２】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、表面に永久
磁石を埋め込んだ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った。巻取
り用ロールへの巻取りは、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１０ｍｍとし、ガスノズル８の吹き
出し口の形状は、冷却ロールの幅方向に５５ｍｍ、回転
方向に１ｍｍとした。

【００６３】比較として、鋳造中に研磨をしなかった場
合についても、他の条件は同様として製造した。加え
て、鋳造中におけるＣＯ_２ガスの導入および研磨を共に
しなかった場合についても、他の条件は同様として製造
した。評価は薄帯の表面粗さ、結晶相の有無、脆化の有
無、端部の形状について実施例１と同様にして行った。

【００６４】上記２種類の製造方法で作製した薄帯の評
価結果を表３、４に示す。表３に示すように、鋳造開始
から１ｍｉｎ後の薄帯ではロール研磨の有無に関係無く
ＣＯ _２ガスを導入したＮｏ．７、８は同等の値を有し、
且つＣＯ_２ガスを導入しなかったＮｏ．９よりも表面粗
さは小さくなっている。また、脆化、結晶化および端部
の形状については明確な差が認められない。一方、表４
に示すように、鋳造開始から１０ｍｉｎ後の薄帯では、
冷却ロール研磨の有無に関わらず、ＣＯ_２ガスの導入に
よって、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１１の表面粗さは、ＣＯ_２
ガスを導入しなかったＮｏ．１２よりも小さくなってい
る。また、結晶化、脆化の点ではいずれの試料について
も差がない。これは、実施例１で製造した合金に比べ、
アモルファス形成能が高いためと思われる。しかし、Ｎ
ｏ．１１に示すようにＣＯ_２ガスの導入のみの場合、端
部形状に問題がある。図６、７にＮｏ．１０、Ｎｏ．１
１の端部形状の顕微鏡写真を示す。図から本発明例のＮ
ｏ．１０では、薄帯の端部形状の問題点は明らかに改善
されている。

【００６５】

【表３】

【００６６】

【表４】

【００６７】（実施例３）図１に示した坩堝内に、予め
溶製された表５に示す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３０ｍｍ、厚さ２
２μmのアモルファス合金薄帯を製造した。

【００６８】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：１３５０℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１２０μｍガス流量：３０Ｌ／ｍｉｎガス供給開始：鋳造開始から５秒経過後冷却ロールの研磨：線径０．０６ｍｍのステンレス製ブ
ラシを用い、鋳造開始直後から終了まで連続して研磨

【００６９】製造した薄帯は巻取り用ロールへ鋳造開始
約２秒経過後から巻取り開始し、薄帯の回収方法、及び
ガスノズルの位置等は実施例１と同様にして行った。

【００７０】評価は製造した薄帯をＪＩＳＢ０６０１に
基づき、薄帯の自由凝固面およびロール接触面側の平均
粗さＲａを測定した。また、ＪＩＳＺ２２４８に記載の
１８０°曲げ試験も行い、組成毎に割れの生じた割合も
評価した。結果を表５に併せて示す。表からいずれの組
成においても、Ｒａ０．５μｍ以下の良好な表面粗さが
得られるが、Ｂ量が１３ａｔ％を越えた場合、薄帯が脆
化していることが分かる。また、顕微鏡にて薄帯の端部
形状を観察したが、いずれも鋸状の乱れは認められなか
った。

【００７１】

【表５】

【００７２】（実施例４）図１に示した坩堝内に、予め
溶製された表６に記載の組成からなり、鋳造後の熱処理
によってナノ結晶組織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４０
ｍｍ、厚さ２０μm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。

【００７３】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：１３５０℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１２０μｍガス流量：３０Ｌ／ｍｉｎガス供給開始：鋳造開始から５秒経過後冷却ロールの研磨：線径０．０７ｍｍの真鍮製ブラシを
用い、鋳造開始直後から終了まで連続して研磨

【００７４】巻取り用ロールへの巻取りは鋳造開始約２
秒経過後から開始し、その他の薄帯の回収方法、及びガ
スノズルの位置等は実施例１と同様にして行った。

【００７５】評価は、鋳造開始から２０ｍｉｎ後相当の
薄帯を用い、冷却ロール接触面側におけるαＦｅ結晶相
の析出ピークの有無及び、熱処理後の磁気特性について
評価した。結晶相の析出ピークはＸ線回折装置を用いて
評価し、磁気特性は外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍの巻磁
心を熱処理温度５００〜６００℃で１ｈ保持後冷却し、
周波数１ｋＨｚにおける比初透磁率μの最大値を求め
た。熱処理前の薄帯にはいずれも結晶相の析出ピークは
認められなかった。また、熱処理後の薄帯を透過電子顕
微鏡にて観察したところ、いずれも平均粒径１００ｎｍ
以下であった。１ｋＨｚにおける比透磁率μは本発明の
範囲の組成を有する薄帯では、８００００〜１３０００
０の高い値が得られた。一方、Ｂ１１ｍｏｌ％の薄帯で
は最大１１０００と非常に小さい値となった。なお、い
ずれにおいても薄帯の端部形状の乱れは観察されなかっ
た。

【００７６】

【表６】

【００７７】（実施例５）図１に示した坩堝内に、予め
溶製されたａｔ％で１Ｃｕ−２．５Ｎｂ−１３．５Ｓｉ
−７Ｂ、残部実質的にＦｅからなり、鋳造後の熱処理に
よってナノ結晶組織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３０ｍ
ｍ、厚さ１９μm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。

【００７８】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：１３５０℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１２０μｍガス流量：３０Ｌ／ｍｉｎガス供給開始：鋳造開始から５秒経過後冷却ロールの研磨：線径０．０６ｍｍのステンレス製ブ
ラシを用い、鋳造開始直後から終了まで連続して研磨

【００７９】巻取り用ロールへの巻取りは鋳造開始約２
秒経過後から開始し、その他の薄帯の回収方法、及びガ
スノズルの位置等は実施例１と同様にして行った。

【００８０】加えて、鋳造開始前からＣＯ_２ガスを３０
Ｌ／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。

【００８１】鋳造開始５秒後からＣＯ_２ガスの供給を開
始した場合、及びＣＯ_２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ＣＯ_２ガスを供給した場合は１０％と低い
数値となった。

【００８２】（実施例６）図１に示した坩堝１内に予め
溶製されたａｔ％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４０mm、厚さ２０μmのアモ
ルファス合金薄帯６を製造した。

【００８３】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：１３００℃ 溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１８０μｍガス流量：４０Ｌ／ｍｉｎガス供給開始：鋳造開始から５秒経過後冷却ロールの研磨：線径０．０６ｍｍのステンレス製ブ
ラシを用い、鋳造開始直後から終了まで連続して研磨

【００８４】巻取り用ロールへの巻取りは鋳造開始約２
秒経過後から開始し、その他の薄帯の回収方法、及びガ
スノズルの位置等は実施例１と同様にして行った。

【００８５】加えて、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５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ＣＯ_２ガスを流した場
合は２０％であった。

【００８６】以上実施例に示すように本発明例では、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
い結果を示した。

【００８７】（実施例７）図１に示した坩堝内に予め溶
製されたａｔ％で１．３Ｆｅ−３．７Ｍｎ−２．５Ｍｏ
−１５Ｓｉ−９Ｂ、残部実質的にＣｏ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Ｃ
ｕ−Ｂｅ合金からなる冷却ロール上に噴出、急冷凝固し
て、幅４０mm、厚さ１６μmのアモルファス合金薄帯を
製造した。

【００８８】鋳造は下記の条件で行った。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：１２５０℃ （母合金の融点１０５０℃）溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１６０μｍガス流量：４０Ｌ／ｍｉｎ冷却ロールの研磨：線径０．０８ｍｍの真鍮製ブラシを
用い、鋳造開始直後から終了まで連続して研磨

【００８９】なお、図２中のＬは２０ｍｍ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５０ｍ
ｍ、回転方向に１．５ｍｍとした。巻取り用ロールへの
巻取りは鋳造開始約２秒経過後から開始し、薄帯の回収
方法は実施例１で述べた方法と同様とした。

【００９０】加えて、冷却ロールの周速を４０ｍ／ｓｅ
ｃとし薄帯の製造を行った。ただし、溶湯噴出ノズルの
スリットサイズを大きくし、板厚が前述したものとほぼ
同様になるようにした。

【００９１】上記２種類の製造条件で作製した薄帯に関
し、鋳造開始から８ｍｉｎ後相当部分の薄帯を採取し、
ＪＩＳＢ０６０１に基づき、薄帯の自由凝固面およびロ
ール接触面側の平均粗さＲａを測定した。表７に結果を
示す。ロール接触面側の面粗さは特に周速の影響を受け
やすいことが分かる。また、走査型電子顕微鏡にて端部
の形状を観察した結果を図８および図９に示す。図から
周速３０ｍ／ｓｅｃで作製した薄帯の端部形状に比べ、
周速を４０ｍ／ｓｅｃとしたものは、端部の形状の乱れ
が大きいことが分かる。なお、ガスを流さない場合で
は、このような端部形状の乱れは認められない。

【００９２】

【表７】

【００９３】（実施例８）図１に示した坩堝内に予め溶
製されたａｔ％で１Ｃｕ−２．５Ｎｂ−１３．５Ｓｉ−
７Ｂ、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３５ｍｍ、厚さ１
８．５μmのアモルファス合金薄帯を製造した。

【００９４】鋳造は下記の条件で行った。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：１２３０℃、１３００℃、１３９０℃ （母
合金の融点１１５０℃）溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１５０μｍガス流量：３２Ｌ／ｍｉｎ冷却ロールの研磨：線径０．０８ｍｍの真鍮製ブラシを
用い、鋳造開始直後から終了まで連続して研磨

【００９５】なお、図２中のＬは１５ｍｍ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４５ｍ
ｍ、回転方向に２ｍｍとした。巻取り用ロールへの巻取
りは鋳造開始約２秒経過後から開始し、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。

【００９６】加えて、母合金の加熱温度を１１３０℃と
１４３０℃として、同様の手法で薄帯を製造した。ただ
し、母合金の加熱温度を１１３０℃とした場合、製造開
始して数秒でノズルが閉塞したため、薄帯の回収はでき
なかった。

【００９７】回収できた上記４種類の薄帯に関し、鋳造
開始から８ｍｉｎ後相当部分の薄帯を採取し、ＪＩＳＢ
０６０１に基づき、薄帯のロール接触面側の平均粗さＲ
ａを測定した。結果を表８に示す。表から好ましい温度
で鋳造を行ったＮｏ．３０〜３２の３種類の薄帯のＲａ
はいずれも０．４μｍ以下であるが、母合金を１４３０
℃まで加熱出湯して作製したＮｏ．３３の薄帯のＲａは
０．５１μｍと約１．５倍の粗さとなった。

【００９８】

【表８】

【００９９】（実施例９）図１に示した坩堝内に予め溶
製されたａｔ％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２０ｍm、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。

【０１００】鋳造は下記の条件で行った。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：２５ｍ／ｓｅｃ溶湯温度：１３５０℃ （母合金の融点１１３５℃）溶湯噴出ノズル先端と冷却ロールとの距離：１２０μｍガス流量：４０Ｌ／ｍｉｎ冷却ロールの研磨：線径０．０６ｍｍのステンレス製ブ
ラシを用い、鋳造開始直後から終了まで連続して研磨なお、図２中のＬは２５ｍｍ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３０ｍｍ、回転方向に
１ｍｍとした。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。

【０１０１】加えて、冷却ロールと溶湯噴出ノズル先端
の距離を２５０μｍとして行った。このとき板厚が前述
した値とほぼ同じになるように、溶湯噴出ノズルのスリ
ットサイズを小さくした。

【０１０２】上記２種類の薄帯について、ＪＩＳＢ０６
０１に基づき、薄帯の自由凝固面および、ロール接触面
側の平均粗さＲａを測定した結果を表９に示す。表から
溶湯ノズルと冷却ロールとの距離を２００μｍより小さ
くした方が、表面粗さが小さいことは明らかである。

【０１０３】次に、上記２種類の条件で製造した薄帯を
トロイダル状に巻き回し、外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍ
の磁心を作製した。これらを非反応性雰囲気中、５２０
℃で熱処理し、薄帯を構成する結晶粒の平均粒径が１０
０ｎｍ以下のナノ結晶組織とした。このように作製した
磁心に１次線１０回、２次線１０回の巻線を施し、５０
Ｈｚにおける最大透磁率μｍを測定した。結果を表９に
併せて示す。自由凝固面、ロール接触面共にＲａが小さ
い薄帯を用いた磁心で、高い透磁率が得られている。

【０１０４】

【表９】

【０１０５】

【発明の効果】本発明によれば、量産に対応した（鋳造
量が多く鋳造時間が長い）アモルファス合金薄帯の製造
装置に薄帯の表面粗さ改善に効果のあるＣＯ_２ガスを主
体とするガスを導入するに際し問題となる薄帯の脆化、
結晶化および、薄帯端部の鋸状の乱れを改善することが
できる。また、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その工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】本発明の製造方法で製造した薄帯の端部の電子
顕微鏡写真である。

【図４】従来の製造方法で製造した薄帯の端部の電子顕
微鏡写真である。

【図５】従来の製造方法で製造した薄帯の端部の電子顕
微鏡写真である。

【図６】本発明の製造方法で製造した薄帯の端部の電子
顕微鏡写真である。

【図７】従来の製造方法で製造した薄帯の端部の電子顕
微鏡写真である。

【図８】本発明の製造方法で製造した薄帯の端部の電子
顕微鏡写真である。

【図９】本発明の製造方法で製造した薄帯の端部の電子
顕微鏡写真である。

【符号の説明】

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．巻取り用ロール、９．ガスノズル、１０．パドル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平９−253804（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−37249（ＪＰ，Ａ) 特開平５−93249（ＪＰ，Ａ) 特開平７−276011（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/06 360 B22D 11/06 370 C22C 1/00 C22C 38/00 303

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】合金溶湯を冷却ロール上で急冷、鋳造す
るアモルファス合金薄帯の製造方法であって、鋳造中に
上記合金溶湯に向かってＣＯ_２を主体とするガスを導入
しつつ、ＪＩＳＢ０６０１で測定する表面粗さにおいて
平均粗さＲａで０．５μｍ以下、十点平均粗さＲｚで４
μｍ以下に維持するよう冷却ロールの研磨を行うことを
特徴とするアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項２】冷却ロールの研磨をブラシで行うことを
特徴とする請求項１に記載のアモルファス合金薄帯の製
造方法。
【請求項３】Ｂを１３ａｔ％以下、４Ａ、５Ａ、６Ａ
族の少なくとも１種以上の元素を１５ａｔ％以下含み、
残部実質的にＦｅからなる合金溶湯を冷却ロール上で急
冷鋳造することを特徴とする請求項１または２に記載の
アモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項４】合金溶湯はＣｕ、Ａｇ、Ａｕの少なくと
１種以上の元素を３ａｔ％以下含有することを特徴とす
る請求項３に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項５】鋳造開始から一定時間経過後、ＣＯ_２ガ
スを主体とするガスの供給を開始することを特徴とする
請求項１乃至４のいずれかに記載のアモルファス合金薄
帯の製造方法。
【請求項６】冷却ロールの周速を３５ｍ／ｓｅｃ未
満、溶湯の温度を母合金の融点＋５０〜融点＋２５０
℃、ノズル先端と冷却ロール間の距離を２００μｍ以下
の条件で鋳造することを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかに記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項７】冷却ロールの周速を２０〜３０ｍ／ｓｅ
ｃとすることを特徴とする請求項６に記載のアモルファ
ス合金薄帯の製造方法。
【請求項８】板厚が８〜１９μｍのアモルファス合金
薄帯を製造することを特徴とする請求項１乃至７のいず
れかに記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項９】請求項1乃至８のいずれかに記載の方法
で製造したアモルファス合金薄帯を結晶化温度以上で熱
処理し、平均結晶粒径１００ｎｍ以下のナノ結晶組織を
形成することを特徴とするナノ結晶合金薄帯の製造方
法。