JPH0260751B2 - - Google Patents

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JPH0260751B2
JPH0260751B2 JP16805188A JP16805188A JPH0260751B2 JP H0260751 B2 JPH0260751 B2 JP H0260751B2 JP 16805188 A JP16805188 A JP 16805188A JP 16805188 A JP16805188 A JP 16805188A JP H0260751 B2 JPH0260751 B2 JP H0260751B2
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metal
amorphous
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JP16805188A
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Takeshi Masumoto
Akihisa Inoe
Michiaki Hagiwara
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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【発明の詳现な説明】
産業䞊の利甚分野 本発明は、断面の円圢な非晶質金属フむラメン
トに関するものである。 埓来の技術 溶融金属から盎接金属フむラメントを補造する
方法は、安䟡な金属フむラメントの補造方法であ
る。しかも、埗られた金属フむラメントが非晶質
構造を有するならば、化孊的、電気的、物理的に
数倚くの優れた特長を有しおおり、電気及び電子
郚品、耇合材、繊維玠材等の倚くの分野においお
実甚化される可胜性が極めお匷い。特に非晶質合
金の堎合、適切な合金組成を遞択するこずによ
り、埓来実甚化されおいる結晶金属、結晶合金に
比べ、前述した特長を匷調させるこずが可胜であ
り、特に、その耐腐食性、匷靭性、高電磁気性に
倧きな特長を有しおおり、埓来にはなか぀た新し
い材料ずしお倧きく発展する可胜性を秘めおい
る。 非晶質金属に関しおは、「日本金属孊䌚報」No.
、Vol.151976幎、「サむ゚ンス」No.1978
幎等にすでに知られおいるずおりである。この
ような優れた特性を有する非晶質金属に぀いお、
断面が円圢な高品䜍のフむラメントを、溶融玡糞
ずいう簡䟿な補造方法で埗るこずが匷く嘱望され
おいる。 珟圚、溶融金属から盎接冷华液䜓䞭に玡出固化
しお断面の円圢な非晶質金属フむラメントが埗ら
れるのは、Pd77.5−Cu6−Si16.5系合金数字は原
子のように、臚界冷华速床が103℃秒皋床
の合金に限られおいるScripta metallurgica
Vol.13、1979幎、P463〜467。合金の非晶質化
の難易は、金属の皮類や組成に倧きく䟝存し、特
に実甚材ずしお重芁なFe、、Ni、Co系合金の臚
界冷华速床は、およそ105〜106℃秒の範囲にあ
り、冷华液䜓䞭では冷华速床が遅いため、断面の
円圢な非晶質金属フむラメントは埗られにくいず
されおいる。すなわち、珟圚Fe、Ni、Co系合金
の非晶質金属を埗るには、冷华速床の速いガン
法、ピストン・アンビル法、ロヌル急冷法、遠心
急冷法、プラズマ・ゞ゚ツト法等が採甚されおい
る。しかし、䞊蚘の方法のうち、ロヌル急冷法及
び遠心急冷法以倖は、すべお䞍定圢板状のものし
か埗られない。ロヌル急冷法、遠心急冷法におい
おも、定圢リボン状のものしか埗られおいないの
が実状であり、偏平なるがゆえに特殊な甚途以倖
には䜿甚できないずいう欠点を有しおいる。 このリボン状の非晶質金属フむラメントの補造
方法は、前述した非晶質合金に関する文献をはじ
め、特開昭49−91014号U.S.3856513、特開昭
53−125228号、特開昭53−125229号、特開昭52−
88219号、特公昭52−50727号、特開昭50−101203
号、特開昭51−4017号、特開昭51−109221号
DT2606581、FR2301605、特開昭53−12719
号、特開昭53−12720号、特開昭52−133826号
DT2719710、FR2350159、特開昭52−88220号
等、倚くの特蚱公報によ぀お知られおいる。 このように、埓来の非晶質金属フむラメントの
補造方法は、溶融金属を急冷䜓の衚面に噎射しお
行う原理に基づいおいるため、接觊した面での偏
平化は避けられず、断面の円圢なフむラメントを
埗るこずは到底䞍可胜であ぀た。ロヌルの衚面に
䞞い溝を぀けお、そこに溶融金属を噎射しお断面
を円圢化しようずいう詊みもなされたが、非垞に
现いその溝の䞭に溶融金属が正確に噎射するこず
ができない等、技術的には非垞に成功の可胜性の
小さいものであ぀た。 䞀方、溶融金属から盎線断面の円圢は金属フむ
ラメントを埗るため、数倚くの補造法が開発され
おいる。その䞀぀の方法ずしお、非垞に䞍安定な
䜎粘性金属流が連続性を保぀おいる間に冷华固化
される、いわゆる珟圚倚量生産されおいる合成繊
維の溶融玡糞ず同様の方匏がある。䟋えば、特公
昭45−24013号公報には、かかる冷华固化にかか
わる安定化手段ずしお、金属ず反応性のある雰囲
気ガス䞭に玡出し、溶融フむラメント衚面に酞化
あるいは窒化皮膜を圢成する方法が提案されおい
る。ずころが、この提案に぀いお詳现に怜蚎しお
みるず、皮膜の圢成だけでは溶融金属を固化状態
ず同様に安定化するこずは極めお困難である。た
しおや、この方法は、酞化あるいは窒化皮膜等を
圢成する特定の金属しか採甚できない。 たた、特公昭44−25374号公報は、溶融金属の
冷华方法に極めお有甚な䞀手段を提䟛するもの
で、特に融剀粒子を䞍掻性ガス䞭に浮遊する状態
でコロナ攟電によるむオン化領域䞭に噎霧し、こ
の融剀の朜熱を利甚しお溶融金属を冷华固化する
方法は泚目に倀する。この同様の冷华方法に関し
おは、䟋えば、特開昭49−56560号公報、特開昭
48−71359号公報にも、泡沫密集又は気泡䞭に溶
融金属を玡出し、冷华固化する方法が提案されお
いる。しかるに、いずれの方法においおも、冷华
固化速床はかなり遅く玡糞流の化孊的又は静電気
的安定化はただ䞍十分である。 たた、他の方法ずしお「化繊月報」No.1974
幎P61に蚘茉の、ガラス管䞭に銅、銀、その他
チツプ状の金属を入れ、これを誘導加熱コむルに
よ぀おガラス管ず金属を加熱溶融し、䞋郚より予
め加熱したガラス棒で匕぀匵り出しお巻き取る、
ガラスの曳糞性を利甚した金属の耇合糞法があ
る。しかしながら、この耇合玡糞法は、ガラスの
溶融粘床ず金属の溶融枩床ずの特定の組み合わせ
の堎合のみ有効であり、すべおの金属に利甚でき
るには至぀おいない。しかも、耇合玡糞であるが
ゆえに溶融郚、玡糞ノズル郚の構造が耇雑で、か
぀高床に粟密性が芁求される。そのうえ、金属フ
むラメントずしお䜿甚するには、倖呚郚のガラス
皮膜を陀去する必芁があり、補造コストが高く、
工業化するには倚くの問題を含蓄しおいる。 たた、特開昭49−135820号公報のごずく、玡糞
した溶融金属を䞊流する冷华液䞭に噎出した金属
フむラメントを補造する方法も提案されおいる
が、玡糞した溶融金属ず冷华液が同速か぀䜎速
200分以䞋で䞊流なるため、埌述のごずく
冷华胜が䞍十分である。しかも、冷华液が重力に
よる自然萜䞋流なるため、玡糞した溶融金属ずの
衝突、沞隰、察流により冷华液及び液面を安定に
保持するこずが非垞に困難で、断面の円圢な高品
質の非晶質フむラメントを埗るこずができない。
さらに、固化したフむラメントを連続的に盎接巻
き取るこずは、工業的にも非垞に難しい。 たた、回転ドラムの䞭に冷华液䜓を入れ、遠心
力でドラムの内壁に液膜を圢成させ、この液膜䞭
に溶融した鉛のゞ゚ツトを噎出し、断面の円圢な
鉛の連続现線を補造する方法が、昭和53幎床日本
金属孊䌚・秋期倧䌚第83回、斌富山の講挔
予皿集タむトルNo.331、特開昭55−64948号公報に
蚘茉されおいる。しかし、この方法は、鉛のよう
な曳糞性の良い䜎融点金属ではじめお適甚できる
ものであ぀お、特に、この方法の実斜の際の必芁
条件ず蚘茉されおいる溶融金属流の噎出速床をド
ラムの回転速床より速くする条件では、非晶質合
金の高品質連続现線化は到底䞍可胜であ぀た。し
かも、この方法で埗られた鉛の連続现線は、非晶
質ではなく、断面の真円床も䜎く、湟曲し、長さ
方向の倪さ斑も倧きく、実甚に䟛せるものではな
か぀た。 発明が解決しようずする課題 そこで、本発明者らは、先に実甚材料ずしお重
芁なFe、Ni、Co金属元玠に半金属元玠を皮々組
み合わせた合金を甚い、回転冷华液䜓䞭に溶融金
属を導いお急冷固化した時、どの金属元玠が優れ
た现線圢成胜を有するかに぀いお怜蚎した。その
結果、Ni基合金は回転冷华液䜓䞭でほずんど球
状のシペツトずなり、现線圢成胜が劣るこずが刀
明し、䞀方、原料䟡栌の䞀番安いFe基合金が非
垞に優れた现線圢成胜を有しおおり、Co基合金
がFe基合金に比べやや劣る现線圢成胜を有しお
いる。ここでいう现線圢成胜ずは、回転冷华液䜓
䞭に溶融金属流を玡出しお冷华固化した時に、断
面が円圢で、長さ方向に倪さ斑のない均䞀な連続
フむラメントを圢成し埗る性質をいう。 実䟋を挙げおより詳现に説明するず、Ni基合
金の代衚的なNi−Si−系合金は、遠心急冷法
によ぀お非垞に簡単に均䞀な非晶質連続偏平フむ
ラメントが埗られるこずは呚知のこずである。し
かし、溶融金属流を回転冷华液䜓䞭に玡出しお急
冷固化しおも、連続フむラメント状のものはほず
んど埗られず、ほずんど球状のシペツトずなる。
たた、臚界冷华速床が1.8×103℃秒秒ず遅い
Pd82−Si18原子合金も、回転冷华液䜓䞭で
急冷固化するず、ほずんど球状のシペツトずな
り、现線圢成胜が劣぀おいるが、この合金にCu
を付䞎したPd−Cu−Si系合金は、優れた现線圢
成胜を有しおおり、非垞に均䞀で断面の円圢な非
晶質連続フむラメントを埗るこずがきる。しか
し、この合金は非垞に高䟡である。 次に、合金の非晶質化に寄䞎する半金属元玠の
现線圢成胜ずの関係に぀いおも怜蚎しおみるず、
半金属元玠の皮類、組み合わせによ぀おも回転冷
华液䜓䞭での现線圢成胜に驚くほど差があり、䟋
えば、前述のごずく、非垞に優れた现線圢成胜を
有するFe、Co金属元玠に半金属元玠を付䞎した
合金系に぀いお回転冷华液䜓䞭での现線圢成胜に
぀いお比范怜蚎するず、Fe−Si−≧Fe−−
Si≧Co−Si−≧Fe−−系合金の順に優れ
た现線圢成胜を有しおおり、Fe−−、Fe−
−系合金はほずんど现線圢成胜を有しおいな
い。䞊述のごずく、金属元玠及び半金属元玠の皮
類によ぀お明らかに回転冷华液䜓䞭での现線圢成
胜が著しく異なる。その理由に぀いおは、珟圚た
だ明確にするこずができないが、倚分、溶融金属
流の粘性、衚面匵力、冷华速床、回転冷华液ずの
物理的、化孊的䜜甚等が圱響しおいるず考えられ
る。しかも、现線圢成胜ず同様に、非晶質圢成胜
に぀いおも、付䞎する半金属元玠の皮類によ぀お
倧きく巊右され、䞀般には、Fe−−≧Fe−
Si−Co−Si−≫Fe−−Si系合金の順に
非晶質圢成胜が高く、Fe−−Si系合金では、
均䞀な連続现線が埗られおも、非晶質圢成胜が䜎
いため、非晶質構造を有したものは埗にくい。 これより、実甚材ずしお重芁なFeを䞻䜓ずす
る合金よりなり、断面の円圢な非晶質金属フむラ
メント及び非晶質圢成胜を有する合金を、玡糞ノ
ズルから冷华液を含有する回転䜓䞭に噎出しお冷
华固化させた埌、該回転䜓の回転遠心力で該回転
䜓の内壁に連続的に巻き取るに際し、該回転䜓の
呚速床を玡糞ノズルから溶融金属が噎出される速
床ず同速にするか、又はそれより速くさせお、断
面の円圢なる非晶質金属フむラメントを補造する
方法に぀いお提案し、特蚱出願した。しかし、こ
の方法では、非晶質金属フむラメントを埗るには
十分ではなか぀た。 課題を解決するための手段 本発明者らは、䞊蚘の問題点を解決すべく鋭意
研究した結果、特定の合金組成ず線埄及び長さ方
向の倪さ斑を芏定するこずにより、フむラメント
自䜓の匷力、䌞床のバラツキが少なく、しかも加
工䞭に砎断がおきにくいずいう断面の円圢な高品
質の非晶質金属フむラメントが埗られるこずを芋
出し、本発明を完成した。 すなわち、本発明は、P5〜20原子以䞋で、
C20原子以䞋で、ずずの和が17.5〜30原子
であり、残郚が実質的にFeからなる合金より
なり、䞋蚘䞀般匏を満足する線埄を有し、
か぀断面が円圢で、長さ方向の倪さ斑が12以䞋
である非晶質金属フむラメント及びP5〜20原子
以䞋で、C20原子以䞋でCo、Ni、Cr、、
Mo、Ta、Nb、Mn、、Al及びZrからなる矀
より遞ばれた皮又は皮以䞊の金属が30原子
以䞋であり、残郚が実質的にFeからなる合金
ただし、ずずの和が17.5〜30原子であり、
Co30原子以䞋、Ni20原子以䞋、Cr10原子
以䞋、W10原子以䞋、Mo10原子以䞋、Ta10
原子以䞋、Nb10原子以䞋、Mn5原子以䞋、
V5原子以䞋、Al5原子以䞋、Zr5原子以䞋
である。よりなり、䞋蚘䞀般匏を満足す
る線埄を有し、長さ方向の倪さ斑が12以䞋であ
る非晶質金属フむラメントを芁旚ずするものであ
る。 DF≩250−16−12.5−2523.5−−
    〔ただし、DFはフむラメントの線埄Ό、
は合金䞭の原子、は合金䞭の原子を衚
す。〕 本発明の非晶質金属フむラメントは、以䞋に瀺
す合金よりな぀おおり、そのフむラメントの長さ
方向の倪さ斑は、以䞋の実斜䟋が瀺すごずく12
以䞋ず優れた均䞀性を有しおいる。この長さ方向
の倪さ斑が非垞に少ないずいうこずは、そのフむ
ラメントの匷床、䌞床のバラツキが少なく、しか
も非晶質金属フむラメントが䌞線加工、撚り加
工、織り加工、線み加工等が二次加工が必芁であ
るため、その加工䞭に非晶質金属フむラメントの
砎断がおきにくいずいうこずを瀺しおいる。 本発明の非晶質金属フむラメントを補造するに
は、䟋えば、以䞋に瀺す補造方法で行えばよい。 たず、本発明における合金に぀いお説明する
ず、前蚘したずおり、実甚材ずしお重芁なFe、
Ni、Co系合金で、回転冷华液䜓䞭においお優れ
た现線圢成胜ず非晶質圢成胜ずを兌備しおいるも
のは、Fe−Si−、Fe−−、Co−Si−系
合金である。しかも、前蚘皮の合金においおも
それぞれ長所、短所を有しおいるので、䜿甚に際
しおは、その性胜、䟡栌等を十分に考慮するこず
が望たれる。特にFe−Si−、Co−Si−系合
金は、添加のため非垞に原料䟡栌が高い。それ
に比べFe−−系合金は、耐熱、耐酞化性は
劣るが、耐腐食性が非垞に優れ、しかも原料䟡栌
が非垞に安䟡なため、工業的意矩は非垞に倧であ
る。 たた、Fe−−系合金䞭のずの付䞎量
により非晶質圢成胜が倧きく圱響される。すなわ
ち、ずの付䞎量は、P5〜20原子で、C20原
子以䞋で、ずずの和が17.5〜30原子であ
るこずを必芁で、しかも、及びの付䞎量がそ
れぞろP12.5原子、C11原子近傍で非晶質圢
成胜は最も高く、盎埄250Όの断面の円圢な非
晶質連続フむラメントを埗るこずができ、ず
の付䞎量をこれよりも増加させおも枛少させお
も、非晶質圢成胜は䜎䞋する。 次に、前蚘Fe−−系合金においお、Fe金
属元玠の䞀郚をCo30原子、Ni20原子の付䞎
量たでであれば、ノズル詰たり、ノズル寿呜、耐
酞化、耐腐食性、现線圢成胜等を䜎䞋させずに電
磁気性等を改良するこずができる。たた、Cr、
、Mo、Ta、Nb、Mn、、Al及びZr金属元
玠をFe金属元玠の䞀郚ず眮換するこずにより、
耐腐食性、耐酞化、耐熱性及び匷床を向䞊させる
こずができる。しかも、この堎合、Cr、、
Mo、Ta、Nbにあ぀おは、それぞれ10原子以
䞋、Mn、、Al、Zrにあ぀おは、それぞれ原
子以䞋であれば、それほど非晶質圢成胜及び现
線圢成胜を䜎䞋させずに、断面の円圢な高品質の
連続した非晶質の連続した非晶質金属フむラメン
トを埗るこずができる。 䞊蚘のFe金属元玠の䞀郚を眮換する量は、い
ずれも合蚈で30原子たでが限床である。たた、
他の金属、Si、、Ge、Cu、Pd、Hf等を添加し
た合金であ぀おも、倧幅な非晶質圢成胜及び现線
圢成胜を䜎䞋させない範囲においお採甚するこず
ができる。 次に、本発明においお、玡出ノズルの孔埄DN
Όが䞋蚘䞀般匏を満足するように遞
定するこずが望たれる。 DN≩250−16−12.5−2523.5−−
    〔ただし、DNは玡出ノズルの孔埄Ό、は
合金䞭の原子、は合金䞭の原子を衚
す。〕 この玡出ノズルを甚いお埗られるフむラメント
の線埄DFΌは、玡出ノズル孔埄DNΌ
ず同じか又はやや现めずなる。この匏を満
足しない玡出ノズル孔埄DNを甚いお、Fe−−
系合金あるいはFe−Me−−系合金を溶融
玡糞しお回転冷华液䜓䞭で冷华固化させおも、埗
られるフむラメントは結晶構造を有し、脆く、非
晶質金属ずしおの特長を有しおおらず、実甚性の
乏しいものずなる。 本発明に甚いられる冷华液ずは、䟋えば、玔粋
な液䜓、溶液、゚マルゞペン等をいい、玡糞した
溶融金段ず反応しお安定な衚面を圢成するもの、
あるいは玡出した溶融金属ず化孊的に非反応性な
ものであればよい。特に、その冷华液䞭で急冷し
お断面が円圢で均䞀な非晶質連続フむラメントを
埗るには、適切な冷华速床胜を有するものを遞定
するず同時に、冷华液及び液面が安定しお乱れ
ず、しかも人為的に攪拌によ぀お冷华速床をより
䞊昇させるこずができるものが望たしい。特に、
垞枩もしくは垞枩以䞋の氎又は金属塩等を溶解し
た電解質氎溶液を甚いるこずが奜たしい。 䞀般に、溶融金属を冷华液に接觊させお急冷す
る過皋は、だいたい぀の段階に分かれおいるず
考えられおいる。第段階では、冷华液の蒞気膜
が金属党䜓を芆う期間で、冷华は蒞気膜を通しお
攟射によ぀お行われるので、冷华速床は比范的遅
い。第段階では、蒞気膜が砎れ、激しい沞隰が
連続的におこり、熱は䞻ずしお蒞発熱ずしお奪わ
れるので、冷华速床は最も速い。第段階では、
沞隰が止たり、冷华は䌝導ず察流によ぀お行われ
るので、冷华速床は再び小さくなる。すなわち、
急速な冷华を行うためには、(ã‚€)第段階をできる
だけ短くしお、速く第段階に達するような冷华
液を遞ぶこず、(ロ)なるべく速く、人為的な手段に
よ぀お冷华液又は冷华しようずする溶融金属を速
やかに動かし、第段階の蒞気膜を砎壊し、速く
第段階の冷华に移らせるこずが最も有効であ
る。その䞀䟋ずしお、匷烈に攪拌した氎の冷华速
床は、静止氎に比べ玄倍になるこずで十分理解
できる。芁するに、冷华速床を䞊昇させるには、
冷华液ずしお沞隰点が高いこず、蒞発の朜熱が倧
きく、その意味からも冷华を速めるごずきもので
あるこず、蒞気又は気泡の逞散が速いため、流動
性が良いこず等が必芁条件ずなる。もちろん、そ
の他に安䟡なこず、倉質しないこず等の問題のあ
るこずはいうに及ばない。しかも、人為的に速く
第段階の蒞気膜を砎壊させお第段階の冷华に
移らせ、か぀冷华液及び冷华液面を垞に安定に保
持させるには、冷华液を回転䜓に含有せしめるこ
ず、冷华速床を人為的に䞊げるには、比熱の倧な
る冷华液を甚いるこず、回転䜓の回転速床を速く
するこず、玡出ノズルより噎出される溶融金属の
速床を速くするこず、玡出した溶融金属の冷华液
面に察する導入角を倧きくするこず、玡出ノズル
ず冷华液面ずの距離を近くするこずが望たしい。 玡出した溶融金属の冷华液面に察する導入角ず
は、玡出した溶融金属が冷华液面に最初に接した
点における接線ず玡出した溶融金属ずのなす角を
いう。 次に、本発明を図面によりさらに詳现に説明す
る。第図、第図及び第図は、本発明の䞀実
斜態様を瀺す装眮で、第図及び第図は暪型装
眮の抂略図、第図は瞊型装眮の抂略図である。
は溶融玡糞すべき原料金属を入れるルツボ
で、このルツボは、適圓な耐熱性物質、䟋え
ば、石英、ゞルコニア、アルミナ、窒化ホり゜等
のセラミツクよりなる。このルツボは、個以
䞊の玡出孔を有するノズルを有しおおり、金属
フむラメントの所望の盎埄の倧きさに近い。材質
はルツボず同様、耐熱性物質からなり、石英、
ゞルコニア、アルミナ、窒化ホり゜等のセラミツ
ク、人工ルビヌ、サフアむア等からな぀おいる。
は溶融玡糞すべき原料金属を加熱溶融するた
めの加熱炉であり、は駆動モヌタヌによ぀お
回転する回転ドラムで、は回転遠心力により回
転ドラムの内偎に冷华液面を圢成する冷华液
である。はその冷华液を䟛絊及び排出する
ための管である。冷华液の皮類及びその枩床の
遞択は、溶融金属の熱容量に関係しお行われ、
溶融金属の熱容量は、その枩床、比熱、融解朜
熱及びその断面積に正比䟋しお増加する。埓぀
お、溶融金属の熱容量が倧きくなればなるほ
ど、冷华液をより冷たく、又はその比熱、密床、
蒞発熱及び熱䌝導率をより高くするこずが望たし
い。冷华液の他の望たしい性質は、溶融金属の
液媒䜓䞭での分裂を最小にするように、䜎粘床、
非燃性か぀䜎䟡栌であるこずである。その代衚的
な冷华液ずしおは、垞枩以䞋の氎が䜿甚される。
しかし、䞀般に冷华速床を高くした方が高品質金
属フむラメントが埗やすいため、垞枩以䞋に冷华
した電解氎溶液、䟋えば、10〜25重量の塩化ナ
トリりム氎溶液、〜15重量の苛性゜ヌダ氎溶
液、10〜25重量の塩化マグネシりム氎溶液、50
重量の塩化亜鉛氎溶液が奜たしい。溶融金属
ず冷华液面ずのなす導入角及び回転ドラムの
回転は、任意の方向でよい。玡出ノズルより噎
出される溶融金属及び回転ドラムの速床は、
现線圢成胜に倧きな圱響を及がし、回転ドラム
の呚速床は、玡出ノズルより噎出される溶融金
属の速床ず同速又はそれ以䞊にするこずが奜た
しい。特に、回転ドラムの呚速床を、玡出ノズ
ルより噎出される溶融金属の速床よりも〜
30速くするこずが奜たしい。たた、回転ドラム
の呚速床は、冷华液を安定にドラム内に保持す
るず同時に、冷华速床を䞊げる点からも、300
分以䞊が奜たしい。導入角の倧きさは20゜以
䞊が奜たしい。たた、玡出ノズルルず冷华液面
ずの距離は、玡出した溶融金属が乱れ、砎
断、切断を生じない範囲で、できるだけ近くする
こずが奜たしく、特に10mm以䞋が奜たしい。
はルツボを支持しお䞊䞋に移動するための゚ア
ピストンであり、はルツボを䞀定の速床で
巊右に移動し、冷华固化した金属フむラメントを
回転ドラム内壁に連続しお芏則正しく巻き取る
ための綟振噚である。たた、第図は、機構的に
は第図及び第図の装眮を瞊型にした装眮を瀺
すもので、利点ずしおは、冷华液の䟛絊、排出を
する必芁がないこず、非垞に䜎速回転でも均䞀な
冷华液面を圢成し埗るこずである。逆に、回転速
床を倉えるず、冷华液面の角床が倉化する䜎速
回転の堎合、点線で図瀺した液面の方向に移動す
る。たた、冷华液面に玡出した溶融金属を垂盎
にするため、玡出ノズル郚を现工曲げるする
必芁がある。は回転ドラムに着脱可胜な遮
蔜板で、玡出巻き取り䞭の状態をよく芳察できる
透明板が奜たしい。 原料金属は、たずルツボの送入口よりガス
流䜓茞送等により導入され、加熱炉の䜍眮で加
熱溶解される。同時に、駆動モヌタヌにより回
転ドラムを所定の回転速床にしお、冷华液䟛絊
管より冷华液を回転ドラムの内偎に䟛絊す
る。次いで、綟振噚、゚アピストンによ
り、玡出ノズルが冷华液面に察向するごず
く、第図、第図に瀺す䜍眮に䞋降されるず同
時に、原料金属にガス圧が加えられお、溶融金
属が冷华液面に向か぀お導入される。ルツボ
内郚は、原料金属の酞化を防ぐため、絶えず
䞍掻性ガス、䟋えば、アルゎンガスを送入
し、䞍掻性雰囲気ずしおおくものずする。冷华液
面に導入された金属は、噎出方向ず回転ドラム
の回転方向及び遠心力の合力により冷华液の䞭
を進み、冷华固化され、回転ドラムの内壁もし
くはすでに冷华固化した集積金属フむラメント
の内偎に、綟振噚によ぀お芏則正しく巻か
れる。玡出終了埌は、冷华液排出管の先端を
冷华液䞭に挿入し、冷华液を排出する。回転ド
ラムを停止し、遮蔜板を取り倖し、回転ド
ラム内壁に集積された断面が円圢で、高品䜍の
非晶質金属フむラメントを埗るこずができ
る。この圢䜓は、このたたで補品ずしお盎接䜿甚
できる。たた、䜿甚量に応じおこれを再床小量に
巻き返すこずは、もちろん可胜である。たた、よ
り高匷床、高品䜍の非晶質金属フむラメントを埗
るため、ダむスを甚いお䌞線加工等を行うこずも
できる。 本発明における断面の円圢な金属フむラメント
ずは、同䞀断面の最長軞盎埄Rnaxず最短軞盎埄
Rnioの比RnioRnax×100が70以䞊の真円床
のものをいう。 埗られた金属フむラメントが非晶質構造を有し
おいるか吊かは、−線回折枬定により刀定し
た。 実斜䟋 次に、本発明を実斜䟋により具䜓的に説明す
る。 実斜䟋〜15、比范䟋〜15 第図及び第図に瀺した内埄500mmφの暪型
回転ドラムを有する装眮を甚い、各皮金属組成
原子よりなる合金を、アルゎン雰囲気䞭で
融点より70℃高い枩床で溶融し、皮々の孔埄DN
Όの玡出ノズルルビヌよりアルゎンガ
ス圧を調敎しお、500分の速床で溶融金属を
噎出させ、深さ30mmの氎䞭℃に導いた。こ
の時の回転ドラムの速床は590分、導入角は
75゜であ぀た。噎出した溶融金属は、冷华氎䞭で
急速に冷华固化され぀぀、遠心力により回転ドラ
ムの内壁に連続しお集積された。この時の玡出ノ
ズルず冷华液面ずの距離はmmに保持した。な
お、溶融金属の噎出速床は、倧気䞭に䞀定の時間
噎出しお集められた金属重量から枬定した。 甚いた合金組成、玡出ノズル孔埄DNΌ、
现線圢成胜及び−線回折結果を、衚−にたず
めお瀺す。
【衚】
【衚】 実隓No.、、、は、匏を満足しお
いない玡出ノズル孔埄DNΌを甚いたため、
必晶質構造を有するフむラメントは埗られなか぀
た。実隓No.〜30は、Fe金属元玠の䞀郚をCo、
Ni、Cr、、Mo、Ta、Nb、Mn、、Alある
いはZrで眮換した合金で、そのうち、実隓No.
15.17、1921、25、29は眮換量が倚く、本発明
の範囲倖で现線圢成胜が䜎䞋し、−線回折枬定
に䟛し埗る皋床の詊料も埗られなか぀た。実隓No.
、11、13、23、27では、现線圢成胜はそれほど
䜎䞋しないが、非晶質圢成胜が䜎䞋し、非晶質構
造を有するフむラメントを埗るこずができなか぀
た。Alを添加した実隓No.27、28は、现線圢成胜
を倧幅に向䞊させる効果が認められたが、添加量
の倚い実隓No.27は、非晶質圢成胜を䜎䞋させるた
め、非晶質構造を有しおいなか぀た。特に本発明
の実隓No.10、12、14、16、18、20、22は、溶融玡
出冷华固化䞭の耐酞化性、ノズル詰たりや汚れ等
を改良するこずができた。 なお、長さ方向の倪さ斑の枬定には、10詊長
䞭ランダム10点盎埄を枬定し、盎埄の最倧ず最小
ずの差を平均盎埄で割り、それを100倍しお求め
た。なお、−線回折分析には、FeKα照射を甚
いお枬定した。 実斜䟋 16 Fe80原子、P12.5原子、C7.5原子組成の
合金をアルゎン雰囲気䞭で溶融し、玡出ノズル孔
埄DN100Όよりアルゎンガス3.0Kgcm2ゲヌ
ゞ圧で溶融金属を噎出させお、回転ドラム速床
450分、導入角65゜で導いた以倖は、実斜䟋
ず同様にしお金属フむラメントを補造した。な
お、この時の溶融金属の噎出速床は390分で
あ぀た。 埗られた金属フむラメントの平均盎埄は85ÎŒ
、真円床91、長さ方向の倪さ斑6.5の高品
䜍の非晶質極现フむラメントであ぀た。 たた、䞊蚘フむラメントの匕匵匷床は260Kg
mm2、結晶化枩床は420℃ず優れた機械的、熱的性
質を有しおおり、しかも、このフむラメントをダ
むダモンドダむスを甚いお垞枩で盎埄60Όたで
䌞線加工するず、匕匵匷床320Kgmm2ず向䞊し、
非垞に均䞀な非晶質フむラメントであ぀た。 実斜䟋 17 Fe75原子、Cr5原子、P12.5原子、C7.5
原子組成の合金をアルゎン雰囲気䞭で溶融し、
実斜䟋16ず同様にしお平均盎埄85Ό、真円床90
、長さ方向の倪さ斑の高品質の極现フむラ
メントを埗た。 このフむラメントを、FeKα照射を甚いお−
線回折分析したずころ、非晶質状態の特長のある
広い回折ピヌクのみが芳察された。このフむラメ
ントの機械的匷床、結晶化枩床を枬定するず、そ
れぞれ320Kgmm2、455℃ず、Cr付䞎の効果も認
められた。 たた、䞊蚘詊料を1MH2SO4及び1NNaCl氎溶
液䞭30℃に168時間浞挬しお、単䜍面積圓た
りの重量枛少枬定による腐食速床を調べたが、党
く腐食しない0.00mgcm2幎結果を埗た。た
た、磁気特性ずしおの実効透磁率Ό及び保
持力HcOeを枬定するず、それぞれ84000、
0.03ずCr添加の効果が認められたFe80−P12.5−
C7.5非晶質合金现線では、Ό60000、Hc
0.07であ぀た。。 なお、䞊蚘フむラメントを実斜䟋16ず同様に䌞
線加工するず、匕匵匷床は380Kgmm2ず向䞊し、
非垞に均䞀な非晶質フむラメントであ぀た。 実斜䟋 18 Fe63原子、Ni10原子、Ta5原子、Al2原
子、P15原子、C5原子組成の合金をアルゎ
ン雰囲気䞭で溶融し、玡出ノズルDN80Όよ
りアルゎンガス5.0Kgcm2ゲヌゞ圧で溶融金属を
540分の速床で噎出させ、深さ35mmの−15℃
に冷华した濃床10重量の苛性゜ヌダ氎溶液䞭に
導いた。この時の回転ドラムの速床は600分、
導入角は80゜であ぀た。玡出した溶融金属は、苛
性゜ヌダ氎溶液䞭で急冷固化され぀぀、遠心力に
より回転ドラムの内壁に連続しお集積された。 玡出䞭の溶融金属流は非垞に安定し、か぀冷华
固化䞭にほずんど酞化されるこずなく、平均盎埄
70Ό、真円床98、倪さ斑2.0の非垞に均䞀な
金属フむラメントを埗た。 この金属フむラメントを、FeKα照射を甚いた
−線回折で枬定するず、非晶質状態の特長ある
幅広い回折ピヌクのみが芳察された。 発明の効果 本発明の断面の円圢な非晶質金属フむラメント
は、安䟡で、か぀耐腐食性が非垞に優れ、加工硬
化もなく、非垞に粘い勒性等の優れた機械的
性質を有しおおり、断面を円圢にし、長さ方向の
倪さ斑を少なくするこずによ぀お、䌞線加工、撚
り加工、織り加工、線み加工等の二次加工ができ
るようにな぀たため、埓来より補造されおいる板
状、粉末状の非晶質金属では適甚できなか぀た織
線状、撚り状等の繊維玠材ずしお、さらには電気
及び電子郚品、耇合材等の各皮工業甚資材ずし
お、非垞に有甚である。
【図面の簡単な説明】
第図及び第図は、本発明に甚いる暡型装眮
の䞀䟋を瀺す抂略図、第図は、本発明に甚いる
瞊型装眮の䞀䟋を瀺す抂略図である。   ルツボ、  玡出ノズル、  原料
金属、  溶融金属流、  加熱炉、
  回転ドラム、  駆動モヌタヌ、  冷
华液䜓、  冷华液面、  冷华液䟛絊、
排出管、  ゚アピストン、  綟振
噚、  金属フむラメント、  遮蔜
板、  䞍掻性ガス。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  P5〜20原子で、C20原子以䞋で、ず
    ずの和が17.5〜30原子であり、残郚が実質的に
    Feからなる合金よりなり、䞋蚘䞀般匏を
    満足する線埄を有し、か぀断面が円圢で、長さ方
    向の倪さ斑が12以䞋である非晶質金属フむラメ
    ント。 DF≩250−16−12.5−2523.5−−
        〔ただし、DFはフむラメントの線埄Ό、
    は合金䞭の原子、は合金䞭の原子を衚
    す。〕  P5〜20原子で、C20原子以䞋で、Co、
    Ni、Cr、、Mo、Ta、Nb、Mn、、Al及び
    Zrからなる矀より遞ばれた皮又は皮以䞊の
    金属が30原子以䞋であり、残郚が実質的にFe
    からなる合金ただし、ずずの和が17.5〜30
    原子であり、Co30原子以䞋、Ni20原子以
    䞋、Cr10原子以䞋、W10原子以䞋、Mo10原
    子以䞋、Ta10原子以䞋、Nb10原子以䞋、
    Mn5原子以䞋、V5原子以䞋、Al5原子以
    䞋、Zr5原子以䞋である。よりなり、䞋蚘䞀
    般匏を満足する線埄を有し、か぀断面が円
    圢で、長さ方向の倪さ斑が12以䞋である非晶質
    金属フむラメント。 DF≩250−16−12.5−2523.5−−
        〔ただし、DFはフむラメントの線埄Ό、
    は合金䞭の原子、は合金䞭の原子を衚
    す。〕
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008105135A1 (ja) * 2007-02-28 2008-09-04 Nippon Steel Corporation 軟磁気特性に優れた系非晶質合金

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WO2008105135A1 (ja) * 2007-02-28 2008-09-04 Nippon Steel Corporation 軟磁気特性に優れた系非晶質合金

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