JPH0328254B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融物から直接に金属ストリツプを鋳
造する方法、より詳細には金属を溶融物から直接
に固化させて実質的に連続した金属ストリツプを
形成する方法に関する。

米国特許第4142571号（M.Narasimhan）明細
書には、溶融金属流を急冷して連続した金属スト
リツプを形成するために慣用される装置および方
法が記載されている。金属は不活性雰囲気または
部分的真空下に鋳造することができる。米国特許
第3862658号（J.ベデル）および米国特許第
4202404号（C.カールソン）各明細書には、鋳造
された金属フイラメントを急冷面と長時間接触さ
せるために用いられる柔軟なベルトが示されてい
る。

きわめて平滑なストリツプを一般的な装置で鋳
造することは困難である。急冷面と溶融金属の間
に閉じ込められたガスポケツトが急冷中にガスポ
ケツト欠損部を形成するからである。これらの欠
損部は他の要素と共に、鋳造されたストリツプの
急冷面およびその反対の自由面上のかなりの粗面
性の原因となる。ある場合には、表面の欠損が実
際にストリツプ全体に広がり、そこに穿孔を形成
する。

米国特許第4154283号（R.レイら）明細書に
は、金属ストリツプの真空鋳造によりガスポケツ
ト欠損部の形成が減少することが示されている。
レイらの教示する真空鋳造システムには、低圧鋳
造雰囲気を得るために特殊な室およびポンプが必
要である。さらに鋳造されたストリツプを真空室
から連続的に運び出すために補助手段が必要とな
る。さらにこのような真空鋳造システムの場合、
ストリツプが周囲雰囲気下で鋳造する際に一般に
起こるように離脱する代わりに、急冷面に過度に
溶着する傾向がある。

米国特許第4301855号（鈴木ら）明細書には溶
融金属を加熱されたノズルから回転ロールの外縁
面へ注ぐことによる金属リボンの鋳造装置が示さ
れている。カバーがノズル上流のロール面を包み
込んで室を形成し、その雰囲気は重空ポンプによ
り排気される。カバー内にあるヒーターがノズル
上流のロール面を加熱し、ロール面から水滴およ
びガスを除去する。真空室は鋳造ロール面に近接
して流動するガス層の密度を低下させ、これによ
り鋳造されたリボン内にエアポケツトくぼみが形
成されるのを少なくする。ヒーターはロール面か
ら水分および付着ガスを追い出し、エアポケツト
くぼみの形成をさらに少なくするのを助ける。

鈴木らが示した装置では、金属は鋳造面が真空
室から出るまでこの表面に注がれない。この処置
により、急速に前進するリボンを真空室から取り
出す際に生じる煩雑さは避けられる。リボンは実
際には大気中で鋳造され、リボンの品質を改善す
る可能性は相殺される。

米国特許第3861450号明細書（モブリーら）に
は金属フイラメントを製造する方法および装置が
示されている。デイスク様の冷却部材が回転して
その末端面を溶融プールに浸漬し、移動面が溶融
物に入る決定的な処理領域では非酸化性のガスが
導入される。この非酸化性のガスは還元性のガス
であり、それが大気中で燃焼することにより、決
定的な処理領域で還元性または非酸化性の燃焼生
成物が生成する。特に優れた実施態様において
は、炭素またはグラフアイト製のカバーがデイス
クの一部を包み込み、カバー付近の酸素と反応し
て非酸化性の一酸化炭素および二酸化炭素ガスを
生成し、次いでこれがデイスク部分および溶融物
の入口領域を包囲する。

モブリーらの教示するように、非酸化性のガス
の導入によつて、密着する酸化性ガス層が非酸化
性ガスによつて遮断され、置換される。非酸化性
のガスをコントロールしながら導入することによ
つて、溶融物表面の粒状固体物質が決定的な処理
領域に集まるのを阻止するバリヤーも与えられ
る。この領域では回転デイスクが不純物を溶融物
内の初期フイラメント固化地点まで引き込むであ
ろう。最後に、酸化性ガスおよび浮遊不純物を決
定的領域から除くことにより、回転デイスクから
フイラメントが放出される地点の安定性はこれら
の相互の付着が減少して自然な放出が促進される
ことによつて増大する。

しかしモブリーらはデイスク表面および溶融物
中での酸化の問題のみをねらつている。モブリー
らの教示する非酸化性ガスの流れはなお、回転す
るホイールの粘性抗力により溶融物中へ引き込ま
れ、溶融物がデイスク末端から分離してフイラメ
ント形成が妨げられそうになる可能性がある。モ
ブリーらにより与えられる利点は特に、溶融物プ
ール内での実際のフイラメント形成点における酸
化を非酸化性ガスが減少させることである。従つ
てモブリーらはデイスク表面を溶融物から分離
し、遮断する可能性のあるガスの同伴を減少させ
るのには成功していない。

米国特許第4282921号および米国特許第4262734
号明細書（H.リーベルマン）には、急冷される
非晶質ストリツプにおける縁の欠損を少なくする
ために同軸ガスジエツトを用いる装置および方法
が示されている。米国特許第4177856号および米
国特許第4144926号明細書（H.リーベルマン）に
は、急冷される非晶質ストリツプにおける縁の欠
損を少なくするためにレイノルズ数パラメーター
を制御する方法および装置が示されている。気体
の密度、従つてレイノルズ数は、真空の採用によ
り、および比較的低分子量の気体の使用により調
節される。

しかし慣用される方法では、ガスポケツトの閉
じ込めによる鋳造された金属ストリツプの表面欠
損を適度に減少させることはできない。真空鋳造
法によれば若干の成功が得られたが、真空鋳造法
を用いる場合急冷面に鋳造されたストリツプが過
度に溶着し、鋳造されたストリツプを真空室から
取り出すのが困難であるため、収率が低下し、製
造原価が増大する。従つて慣用される方法は一定
の品質および均質な断面をもつ平滑なストリツプ
を効率よく製造する。商業的に受容できる方法を
提供することはできなかつた。

本発明は平滑な金属ストリツプを効率よく鋳造
し、実質的にストリツプのガスポケツト欠損を防
止する方法を提供する。本発明の実施に供される
装置には急冷面をもつ可動冷却体が含まれ、また
溶融金属流を急冷面の急冷領域上に沈積させてス
トリツプを形成するノズル手段が含まれる。ノズ
ル手段はノズルオリフイスを含む出口部分をも
つ。酸欠（depletion）手段は急冷領域に近接し
てその上流に位置する酸欠領域に還元性ガスを供
給する。ここで、酸欠領域とは金属が急冷面上に
沈積された場所に近接してその上流に位置する鋳
造表面の領域を指している。該酸欠領域は明細書
中の図２から図６の各々の要素１３によつて明ら
かに示されている。制御手段は低密度雰囲気から
凝縮もしくは固化した成分が酸欠領域に沈着する
のを実質的に防止する。

本発明によれば、連続した金属ストリツプを鋳
造する方法が提供される。急冷面をもつ冷却体が
一定の速度で移動し、溶融金属流が急冷面の急冷
領域に沈積してストリツプを形成する。還元性ガ
スは急冷領域に近接してその上流に位置する酸欠
領域に供給される。急冷面は上記雰囲気から凝縮
もしくは固化した成分が酸欠領域に沈積するのを
実質的に防止する温度に加熱される。

さらに本発明によれば、少なくとも50％の非晶
質組織を有し、鋳放しの状態で15μｍ以下の厚さ
をもつ準安定な材料からなる金属ストリツプが提
供される。

本発明の方法によれば、ストリツプの鋳造に際
して急冷面に面してガスポケツトが形成され、閉
じ込められるのが有利に減少する。その結果、本
発明によれば複雑な真空鋳造装置を用いる必要が
なく、周囲の雰囲気中で実施することができる。
急冷面の加熱により、意外にも溶融金属がより良
好にかつより均一に冷却ないしは急冷される。低
密度雰囲気および加熱された急冷面により溶融金
属と急冷面との接触を低下させる作用をするガス
ポケツトの形成が防止される。また、より均一な
急冷により、鋳造されたストリツプの物理的特性
が改善される。特にストリツプの急冷される面に
おける表面欠損が減少することにより材料の充填
係数が増大し、初期の疲れ破損を起こす可能性の
ある局所的な応力集中が少なくなる。鋳造された
ストリツプの自由面側（冷却体の急冷面と接触し
ない側）の平滑性も、本発明の方法によつて改良
される。この平滑性の増大によつて、材料の充填
係数がさらに増大する。非晶質金属ストリツプの
製造に際しては、加熱された急冷面および低密度
雰囲気により、いつそう均一な急冷がなされるこ
とによつて、非晶質状態がより高精度かつ均一に
形成される。磁性材料からなるストリツプの製造
に際しては、ストリツプ表面の不連続部の数およ
び寸法が低減し、ストリツプの磁性が改善され
る。

閉じ込められたガスポケツトによる表面欠損が
少なくなり、ガスポケツトがストリツプを穿孔す
る危険もいつそう少なくなる。意外にもきわめて
薄いストリツプ（約15μｍ以下の厚さ）が製造さ
れた。これらのきわめて薄いストリツプは種々の
用途にきわめて望ましい。たとえば磁気装置、た
とえば誘導子、リアクトル、および高周波電磁装
置においては、薄い磁性材料は実質的にこれらに
おける電力損を減少させる。ろう付においては、
より薄いろう付箔の使用により実質的にろう付さ
れたジヨイントの強度が改善される。

さらに、閉じ込められたガスポケツトが減少す
ることにより、溶融金属と急冷面との熱伝導性接
触が著しく増す。急速に固化した金属からなる比
較的厚いストリツプを製造することもできる。こ
のような比較的厚いストリツプは、現在の商業的
用途に好都合に用いられている材料とより容易に
入れかえることができるため、望ましい。これら
の厚いストリツプは、意外にも単一急冷工程でよ
りいつそう短かい時間に低原価で急速固化させる
ことにより得られる。

このように本発明の実施により急冷面と接触す
るストリツプ表面のガスポケツト欠損を効果的に
減少させ、平滑な表面仕上げおよび均一な物理的
特性をもつストリツプを製造することができる。
真空鋳造に伴う複雑な装置および処置は除かれ
る。本発明によれば極度に薄い金属ストリツプお
よび特に厚い金属ストリツプが溶融物から直接
に、低原価で高収率において効率的に鋳造され
る。このように極端に薄いストリツプおよび特に
厚いストリツプは、殊に磁性装置などの用途に適
しており、慣用されている材料の代わりにより大
きな有効性および経済性をもつて使用することが
できる。

本発明は以下の本発明の好ましい実施態様およ
び添付の図面に関する詳細に記述を参照すること
によつてより十分に理解され、他の利点も明らか
になるであろう。

図面において 第１図は金属ストリツプを急速鋳造するための
代表的な先行技術による装置であり； 第２図はエンドレス鋳造ベルトを用いる本発明
の実施態様を概略的に示したものであり； 第３図は鋳造ノズルと同軸に位置するガス送出
手段を用いる本発明の一実施態様であり； 第４図は回転式鋳造ホイールを用いる本発明の
一実施態様を示すものであり； 第５図は鋳造したストリツプを急冷面と長時間
接触させるための柔軟なハツガーベルトを用いる
本発明の一実施態様を示すものであり；そして 第６図は溶融金属が沈積する急冷面部分におけ
る気体速度分布を示すものである。

本発明の目的に関する説明および特許請求の範
囲において用いられるストリツプなる語は、断面
における寸法がその長さよりもはるかに小さな細
長い物体を意味する。たとえばストリツプに規則
的なまたは不規則な断面をもつワイヤ、リボン、
シートなどが含まれる。

本発明は結晶質または非晶質の金属から構成さ
れる金属ストリツプの鋳造に適しており、特に溶
融金属から少なくとも10⁴℃／秒の速度で急速に
固化、急却される金属ストリツプの製造に適して
いる。このように急速に固化したストリツプは改
良された物理的特性、たとえば改良された引張り
強度、延性、および磁性をもつ。

第１図は連続した金属ストリツプを急速にキヤ
ステイングするための代表的な先行技術による装
置を示す。るつぼ２に入れられた溶融合金は加熱
要素３により加熱される。るつぼを不活性ガスで
加圧すると、溶融合金流はるつぼ基底部のノズル
４から押し出され、溶融金属を可動冷却体、たと
えば回転式鋳造ホイール１上に沈積させる。固化
し、移動しているストリツプ６は、急冷ホイール
からの離脱点を過ぎたのち適切な巻取り手段へ向
かう。

急冷面５（支持体）は高い熱伝導性をもつ材料
であることが好ましい。適切な材料には炭素鋼、
ステンレススチールおよび銅系合金たとえばベリ
リウム−銅が含まれる。少なくとも10⁴℃／秒の
急冷速度を達成するために、ホイール１は内部冷
却され、回転して100〜4000ｍ／分の範囲で前進
する急冷面を与える。好ましくは急冷面の速度は
200〜3000ｍ／分の範囲にある。一般に鋳造され
たストリツプの厚さは25〜100μｍである。

第２図は本発明の実施に供される代表的装置を
示す。可動冷却体たとえばエンドレス鋳造ベルト
７は、冷却された鋳造用急冷面５をもつ。ノズル
手段、たとえばノズル４は溶融金属流を急冷面５
の急冷領域１４に沈積させ、ストリツプ６を形成
する。ノズル４は出口部２６に位置するオリフイ
ス２２をもつ。酸欠手段は送出用ガスノズル手段
８、ヒーター手段１０およびガス供給部１２から
なる。この酸欠手段はガス供給部１２からガス２
４を供給して低密度雰囲気を与え、ガスノズル８
によりガスを、急冷領域１４に近接してその上流
に位置する酸欠領域１３へ向ける。ノズル８はガ
ス２４を酸欠領域１３およびその周囲に向けるよ
うに適切に配置され、従つてガス２４は実質的に
酸欠領域１３に押し寄せ、ここに低密度雰囲気を
与える。加熱手段は急冷面５を、上記雰囲気から
凝縮もしくは固化した成分が酸欠領域１３に沈積
するのを実質的に防止する温度に加熱する。バル
ブ１６はノズル８を通る体積および速度を調節す
る。第２図に示されるように、ガスノズル８は急
冷領域１４の上流に位置し、急冷面の移動方向に
向かう。所望によりガスノズル８は第３図に代表
例として示されるように鋳造ノズル４と同軸に位
置していてもよい。

詳細な説明および特許請求の範囲に用いられる
低密度雰囲気という語は、ガス密度１ｇ／以
下、好ましくは0.5ｇ／以下をもつ雰囲気を意
味する。

ガス温度を少なくとも800K、好ましくは少な
くとも1300Kに限定した理由は800K以下では希
望する低密度雰囲気が得られないからである。こ
れらはより低い密度をもち、急冷面５と沈積した
溶融金属との間にガスポケツトが生成し、閉じ込
められるのをいつそう少なくするであろう。

閉じ込められたガスポケツトは、表面の平滑さ
を損うリボン表面欠損を生じるため望ましくな
い。極端な場合には、ガスポケツトがストリツプ
６を貫通する穿孔の原因となるであろう。磁性金
属ストリツプを巻きつけて磁気コアーを作成する
場合は特に、表面の欠損により材料の充填係数が
低下するのできわめて平滑な表面仕上げが重要で
ある。充填係数（packing factor）は巻きつけら
れたコアーにおける実際の磁性材料の体積分率
（総コアー体積で割つた磁性材料の体積）であり、
しばしば％で表わされる。欠損のない平滑な面
は、ストリツプの磁性を最適なものにする際に、
またストリツプの機械的強度を低下させる局所的
な応力集中を最小限度に抑える際にも重要であ
る。

ガスポケツトは沈積した溶融金属を表面５から
遮断し、局所領域における急冷速度を低下させ
る。これによる不均一な急冷によつて不均一な物
理的特性、たとえば不均一な強度、延性および磁
性をもつストリツプ６が得られる。

たとえば非晶質金属ストリツプを鋳造する場
合、ガスポケツトによりストリツプの局所部分で
望ましくない結晶化が起こる可能性がある。ガス
ポケツトおよび局所的結晶化は磁区壁の易動度を
抑制する不連続部を生じ、これにより材料の磁性
が損われる。

従つて本発明は、ガスポケツトの閉じ込めを少
なくすることにより改良された表面仕上げおよび
改良された物理的特性をもつ高品質金属ストリツ
プを製造する。たとえば少なくとも80％、および
95％までの充填係数をもつ金属ストリツプが製造
された。

ガスポケツトが減少する機構は第６図を参照す
ることによりいつそう容易に説明できる。急冷面
５付近で溶融物のたまり１８の上流にあるガス境
界層の速度分布が２０に概略的に示されている。
最高のガス境界層速度は急冷面５（支持体）のす
ぐ近くで起こり、移動する急冷面の速度に等し
い。従つて移動する急冷面は通常は周囲雰囲気か
らの冷たい空気を酸欠領域１３および急冷領域１
４（溶融金属が沈積する急冷面）に引き込む。比
較的冷たい空気が急冷領域に引き込まれるため、
高温の鋳造ノズルおよび溶融金属の存在によつて
も、局所雰囲気はその密度が有意に低下するのに
十分なほどには熱くならない。

溶融物のたまり１８は、合金組成、支持体組成
および表面フイルムの存在を含む種々の要素によ
り定められる程度に、支持体表面を湿潤させる。
しかし溶融物−支持体界面にガス境界層により与
えられる圧力は溶融物を局所的に支持体から分離
して、運び込まれるガスポケツト（リボン下面の
“リフトオフ（lift−off）”領域４４として現われ
るであろう）を形成する作用を及ぼす。ガス境界
層の淀み圧力（層が硬い壁に当たつた場合の圧
力）は次式により与えられる。

Ps＝１／２ρV² 式中ρ＝ガス密度、Ｖ＝支持体速度である。従
つて溶融金属たまりの下側に運び込まれるガスポ
ケツトの寸法および数を減少させるためには、ガ
ス境界層密度または支持体速度を低下させること
が重要である。たとえばガス境界層を真空中での
鋳造により除くと、ストリツプの下側のリフトオ
フ領域を完全に除くことができる。あるいは境界
層に低密度のガスを用いることもできる。低分子
量のガス（たとえばヘリウム）を選ぶのも境界層
のガス密度を低下させる一方法である。しかしこ
の様式で使用できる低分子量ガスの種類はきわめ
て制限されている。境界層のガス密度を低下させ
る好ましい方法は加熱されたガスを用いることで
ある。ガスの密度は絶対温度に反比例して低下す
るであろう。高温のガスを溶融物たまり１８の上
流側に向けることにより、溶融物たまりの下側へ
運び込まれるガスポケツトの寸法および数を実質
的に減少させることができる。

しかし、酸欠領域１３上に沈降する可能性のあ
る固体または液体物質の形成を実質的に防止する
ためには、関連因子（たとえば低密度雰囲気の組
成、および急冷面５の温度）を調節することが重
要である。この種の沈降物が溶融物たまりと急冷
面の間に運び込まれた場合、これは表面欠損を生
じ、ストリツプの品質を低下させるであろう。

意外にも、危冷面の加熱は溶融金属の急冷を損
わない。逆に急冷用支持体の加熱および低密度雰
囲気は、運び込まれた断熱性のガスポケツトの存
在を最小限度に抑えることにより実際には急冷速
度の均一性を改善し、これにより鋳造されたスト
リツプの品質が改善される。

好ましくは、ガス２４は還元性ガスである。す
なわちこれは化学的還元型の反応を行うことがで
きる。従つてガス自体は、好ましくは酸素と結合
することにより化学的に酸化される。適切な還元
性ガスには一酸化炭素ガスおよびこれとのガス混
合物が含まれる。

急冷面５に還元性雰囲気が存在することは明ら
かな利点である。特に還元性雰囲気はストリツプ
６の酸化を最小限度に抑える。さらに還元性雰囲
気により急冷面５から酸素が除かれ、その酸化が
最小限度に抑えられる。酸化が少なくなることに
より急冷面のぬれ性が改善され、溶融金属が急冷
面５上により均一に沈積する。急冷面５の材料が
銅をベースのものである場合、酸化の減少によつ
て急冷面が熱により引き起こされる疲労亀裂の核
の形成およびその成長に対してよりいつそう耐性
をもつこととなる。還元性の雰囲気によりノズル
４の領域からも酸素が除かれ、これによりノズル
オリフイス２２の閉塞、特に酸化物粒子による目
詰りが減少する。所望により第４図に典型的に示
されるように、追加のガスノズル３２を用いてス
トリツプ６の一定の部分に沿つて追加の還元性ガ
ス雰囲気を与えることもできる。

第４図は還元性ガスを点火し、燃焼させて還元
炎の雰囲気を形成させることができる本発明の一
実施例を示す。ノズル４は溶融金属を回転式鋳造
ホイール１の急冷面５に沈積させてストリツプ６
を形成させる。この実施例における酸欠手段はガ
ス供給部１２、ガスノズル８および点火手段３０
からなる。バルブ１６はガスノズル８を経て送ら
れるガスの体積および速度を調節し、ワイパーブ
ラシ４２は急冷面５をコンデイシヨニングしてこ
の面での酸化を減少させるのを補助する。ここ
で、急冷ロール面のコンデイシヨニングとは、十
分にこの分野の当業者に理解されているものであ
り、特開昭58−25848公報によつて本出願の出願
日前に普通に全開されている。ガス２４が十分量
の酸素と混合したのち点火手段３０がガスに点火
し、酸欠領域１３の周囲および溶融金属が沈積す
る危冷面領域１４の周囲に加熱された低密度還元
性雰囲気を与える。適切な点火手段にはスパーク
点火、熱フイラメント、ホツトプレートなどが含
まれる。たとえば第４図に示される実施態様にお
いては、高温の鋳造ノズルが適切な点火手段とし
て作用し、これに還元性ガスが接触した際に自動
的に点火する。

得られる炎の雰囲気は急冷領域１４の上流に始
まつてここから酸素を消費する一筋の炎２８を形
成する。さらにこの炎内の未燃焼還元性ガスは急
冷面５、ノズル４およびストリツプ６上の酸素と
反応してこれを還元する。炎２８が肉眼で見える
ことによりガス流を容易に最適化および制御する
ことができ、炎２８はホイールの回転によりホイ
ール１の輪郭に沿つて効果的に引つ張られ、広範
囲の還元炎雰囲気を与える。その結果、高温の還
元性雰囲気は急冷面１４の周囲に、またその後部
の明瞭な距離の間にある。広範な一筋の炎はスト
リツプ６が冷却される間、この周囲に非酸化性の
保護雰囲気を有利に与える。所望により追加のガ
スノズル３２および点火手段３４を用いて、スト
リツプ６の一定部分に沿つて付加的な一筋の還元
炎３６を与え、ストリツプを酸化からさらに保護
することもできる。高温の一筋の還元炎により得
られる他の利点は、ストリツプの自由表面（急冷
面と接触していない面）の平滑性が有意に改善さ
れることである。実験により、急速に固化した金
属ストリツプの平均粗面度（充填係数などの標準
法により測定）が、ストリツプを本発明の還元炎
中で製造した場合有意に低下することが示され
た。

還元性ガスおよび支持体５の加熱温度を適切に
選ぶことが重要である。燃焼したガスの燃焼生成
物が急冷面５またはノズル４上に沈殿する可能性
のある液体また固体を生じてはならない。たとえ
ば水素ガスは普通の条件下では不満足である。な
ぜならば燃焼生成物が水であり、これは急冷面５
上で凝縮し、その結果水素炎がストリツプ６の急
冷面上のガスポケツト形成を適度に減少させない
からである。

意外にも鋳造条件を適宜調節することにより酸
欠領域１３内で水素ガスの燃焼により普通生成す
る水の沈積が実質的に避けられる。たとえば急冷
面を少なくとも約100℃の温度に保持すると、水
は水素炎雰囲気から急冷面上に凝縮することがな
く、従つてガスポケツト欠損の形成に関与しない
であろう。

還元性ガス２４は好ましくは、著しい発熱反応
において燃焼して酸素を消費するだけでなく、
800〜1300Kの急冷面温度で気体状態を維持する
燃焼生成物を生成するガスである。この種のガス
は実際には、加熱され、または燃焼した場合に熱
により誘導された低密度雰囲気を生じるいかなる
ガスまたはガス混合物からなつていてもよい。好
ましいガスには水素、一酸化炭素、メタン、プロ
パンなど、およびそれらの混合物が含まれる。特
に好ましいものは、無水の還元性雰囲気を与える
還元性ガスである。

鋳造に際して急冷面５を加熱する温度は、スト
リツプの組成、酸欠領域１３内に存在する低密度
雰囲気の組成、および急冷面５の組成に依存す
る。一般に急冷面を少なくとも約323Kの温度、
好ましくは323〜573Kの温度に加熱する。少なく
とも373K、最も好ましくは423〜523Kの急冷面
温度により、大部分の無水の還元性雰囲気から酸
欠領域１３に凝縮または固化した成分が沈積する
のが実質的に防止される。

還元炎雰囲気は溶融物たまり１８に近接した雰
囲気を1300〜1500Kというきわめて高い温度に加
熱するための効果的手段を与える。このような温
度によれば溶融物たまり１８の周囲にきわめて低
い密度が得られる。このような高温では還元反応
の速度も高まり、急冷面５、ノズル４およびスト
リツプ６の酸化がさらに減少する。ノズル４部に
高温の還元炎が存在することによつて、ノズルに
亀裂を生じさせるノズル部温度勾配も減少する。

従つて還元炎雰囲気を採用した本発明の実施例
によれば、急冷面５の周囲の加熱された低密度の
還元性雰囲気が効果的に得られ、これにより鋳造
されたストリツプの両面の平滑性が改良され、急
冷面５、ストリツプ６および鋳造ノズル４の酸化
がより効果的に防止される。

第５図に示されるように、本発明の方法で使用
する装置には所望により使用される柔軟なハツガ
ーベルト３８の使用が含まれ、これはストリツプ
６を急冷面５に向かつて同伴し、これとの冷却接
触を延長する。ここで、ハツガーベルトとは、鋳
造ストリツプを急冷面の上に保ち、そのストリツ
プとその急冷面との接触状態を長くするためにそ
の急冷面の外囲の形状に合致した柔軟なベルトを
いう。

このようなベルトは特開昭55−92257号公報に
よつて開示されており、当業者にとつては十分に
ありふれたものである。接触が延長されると、ス
トリツプにいつそう均一なかつ延長された冷却期
急冷面５に沿つて希望する抱き込み位置となし、
駆動手段がベルト３８を動かして急冷面５と抱き
込み状態にある部分のベルトが急冷面の速度と実
質的に等しい速度で移動するようにする。好まし
くはベルト３８はストリツプ６の周縁部からはみ
出して急冷面５と直接に接触し、摩擦によりかみ
合う。この摩擦によるかみ合わせがベルトを動か
すために必要な駆動力を与える。

急速に固化した金属からなる比較的厚いストリ
ツプを形成するための方法を開発するためにかな
りの努力が払われた。というのはこの種のストリ
ツプは現存する商業的用途において現在用いられ
ている材料のための直接的な代替品としてより容
易に使用できるからである。本発明によれば溶融
金属流と冷却された急冷面との接触が著しく改善
されるので、溶融金属からの熱の輸送が改善され
る。この改善された熱の輸送により、溶融金属が
より均一にかつより急速に固化して、より高品質
の厚いストリツプ、すなわち15μｍから70μｍ程
度およびそれ以上の厚さをもつストリツプが製造
される。

同様に、急速に固化した金属の比較的簿いスト
リツプを形成するために、かなりの努力が払われ
た。きわめて薄い金属ストリツプ（厚さ15μｍ以
下、好ましくは8μｍ）は各種の商業的用途にき
わめて望ましい。たとえばろう付においては、ろ
う付ジヨイントに普通に用いられる充填用金属
は、普通は基材金属に比べて機械的性質が劣る。
ろう付されたアセンブリーの機械的特性を最適な
ものにするために、ろう付されるジヨイントはき
わめて薄く作られる。たとえば箔状の充填材をろ
う付操作の前に接合部に直接に置く場合、ジヨイ
ント強度はきわめて簿いろう付箔の使用により最
適なものにすることができる。

高周波エレクトロニクス（10KHz以上）を用い
る磁気的用途においては、磁気装置の電力損は磁
性材料の厚さ（ｔ）に比例する。他の磁気的用
途、たとえば飽和可能なリアクトルにおいては、
材料が急速に飽和される場合、電力損は磁性材料
の厚さの２乗（t²）に比例する。従つて薄いリボ
ンはリアクトルにおける電力損を低下させる。さ
らに、薄いリボンは飽和されるために要する時間
が短かく、その結果より短かくかつ鮮鋭な出力パ
ルスがリアクトルから得られる。同様に薄いリボ
ンは各層の誘導電圧を低下させるので、層間に必
要な絶縁がより少ない。

直線誘導加速器用の誘導子の場合も電力損はt²
に関連し、より薄いリボンほど電力損を低下させ
るであろう。同様に薄いリボンはより容易にかつ
速やかに飽和し、また比較的短かいパルスの加速
器を製造することができる。さらに薄いリボンほ
ど層間に必要な絶縁は少なくなるであろう。

薄いストリツプがもつ他の利点は、一定の直径
に巻きつけた場合ストリツプが受ける曲げ応力が
小さいことである。適度の曲げ応力は磁気歪の現
象により磁性を低下させるであろう。

本発明の方法は、きわめて薄い金属ストリツプ
を作成するために特に有用である。本発明によれ
ばガスポケツト欠損の寸法および深さが有意に低
下するので、このような欠損が鋳造されたストリ
ツプを穿孔するほど大きくなる危険はより少なく
なる。その結果ストリツプを穿孔するほど大きな
欠損が生じる可能性がより少ないため、きわめて
薄いストリツプを鋳造することができる。従つて
本発明はきわめて薄い金属ストリツプを鋳造する
ために適合させることができ、このストリツプは
鋳放して15μｍ以下の厚さをもつ。好ましくは鋳
造されたストリツプは12μｍ以下の厚さをもつ。
より好ましくは鋳造されたストリツプの厚さは７
〜12μｍである。さらに、薄い金属ストリツプは
少なくとも1.5mm、好ましくは少なくとも10mmの
幅寸法をもつ。

比較例 直径38cm（15インチ）および幅５cm（２イン
チ）の強制対流冷却されたプレーン炭素鋼支持体
ホイールが使用される。このホイールは約10ｍ／
ｇ（約2000fpm）の円周面速度を生ずる初期速度
で回転される。組成Ni₆₈Cr₇Fe₃B₁₄Si₈（下に記し
た数字は原子パーセント）のニツケル系合金が熔
融され、このスチールホイールの表面に供給され
る。このホイールは鋳造走行中に、鋳造方向の外
側へ約10℃傾斜したアイドリングブラシホイール
により連続的にコンデシヨニングされた。幾分、
低冷却表面速度によつて、生成されたリボンは、
支持体表面に対して示す付着が極めてわずかであ
ることが示された。その後、鋳造圧力が増大し、
支持体速度が増大してリボン−支持体の付着を改
良する結果となつた。しかしながら、鋳造された
リボンはすべて、下面、すなわち、接触面に閉じ
込められたポケツトをきわめて多数示しており、
この現象はまた、例えば、銅系支持体ホイール上
で鋳造した鉄合金のような他の合金にみられるも
のである。鋳造中に支持体表面に形成された暗い
酸化跡が支持体へのリボンの付着を制限した。そ
れが故に、このプロセスは、上記の欠点があるた
めに、非常に薄い又は高表面品質を生成するのに
は役に立たないものである。

実施例 一酸化炭素（少なくとも800Kの温度を有する）
がその溶融域の上流でそして隣接したリボン状に
鋳造する台に向けられることを除いて上記に使用
した装置は使用されそして上記に使用した手順が
繰返される。冷却表面は少なくとも323Kの温度
まで加熱される。その方法の実施において、酸化
は一酸化炭素炎の存在において、鋳造中減少され
る。そして結果として改良されたりボン状基体接
着が起こる。その方法の改善は、その一酸化炭素
炎とその溶融域の背面との距離が２cm以下のオー
ダーである時最良の結果が得られることを示す。
この方法によつて作られたリボンは、比較例から
作られたリボンと比較して良好な幾何学的均一
性、注目すべき平滑な下側表面、良好なつやおよ
び改良された延性を示す。強磁性リボンの磁性は
また改良される。この手順の結果として、非常に
薄いストリツプ（７ミクロメーター厚の単位）が
製造できる。この手順は他の合金より濡れにくい
傾向の強い鉄物質の製造に同じように適用でき
る。驚くべきことには、本発明の方法では冷却速
度は、改良され、そして通常の値（すなわち従来
の方法）よりも厚いリボンが製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属ストリツプを急速鋳造するための
代表的な先行技術による装置であり；第２図はエ
ンドレス鋳造ベルトを用いる本発明の実施態様を
概略的に示したのであり；第３図は鋳造ノズルと
同軸に位置するガス送出手段を用いる本発明の一
実施態様であり；第４図は回転式鋳造ホイールを
用いる本発明の一実施態様を示すものであり；第
５図は鋳造したストリツプを急冷面と長時間接触
させるための柔軟なハツガーベルトを用いる本発
明の一実施態様を示すものであり；第６図は溶融
金属が沈積する急冷面部分における気体速度分布
を示すものである。これらの図面中の各記号は下
記のものを表わす。 １：鋳造ホイール、２：るつぼ、３：加熱要
素、４：ノズル、５：急冷面、６：ストリツプ、
７：エンドレス鋳造ベルト、８：ガスノズル、１
０：ヒーター手段、１２：ガス供給部、１３：酸
欠領域、１４：急冷帯域、１６，１６′：バルブ、
１８：溶融物たまり、２０：ガス境界部の速度分
布、２２：ノズルオリフイス、２４：ガス、２
６：ノズル出口、２８：（還元）炎、３０：点火
手段、３２：ガスノズル、３４：点火手段、３
６：（還元）炎、３８：ハツガーベルト、４０：
ガイドホイール、４２：ワイパーブラシ、４４：
リフトオフ領域（ガスポケツト）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 急冷面をもつ冷却体を一定の速度で動か
   し； (b) ストリツプを形成するために溶融金属流を上
   記急冷面の急冷領域に沈積させ； (c) この急冷領域に近接してその上流に位置する
   酸欠領域にガスを供給し； (d) 該ガスを加熱し該ガスの密度を低下させ、そ
   して酸欠領域に少なくとも800Kの温度を有す
   る低密度雰囲気を供給し；そして (e) 該急冷面を少なくとも323Kの温度に加熱し、
   それによつて低密度雰囲気から凝縮もしくは固
   化した成分が酸欠領域に沈着するのを、又スト
   リツプにガスポケツトが形成するのを実質的に
   防止し；そして (f) 沈着工程により上記急冷面上に形成されたス
   トリツプを上記急冷面から連続的に引き剥す、
   各工程からなる、金属ストリツプの鋳造方法。 ２ 低密度雰囲気が還元性ガスからなり、これに
   より還元性雰囲気を与える、特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３ 鋳放しの金属ストリツプが少なくとも50％の
   非晶質組織を有する準安定な材料からなり、かつ
   15μｍ以下の厚さを有する特許請求の範囲第１項
   又は第２項に記載の方法。 ４ (a) 急冷面をもつ冷却体を一定の速度で動か
   し； (b) ストリツプを形成するために溶融金属流を上
   記急冷面の急冷領域に沈積させ； (c) この急冷領域に近接してその上流に位置する
   酸欠領域にガスを供給し； (d) 該ガスを加熱し該ガスの密度を低下させ、そ
   して酸欠領域に少なくとも800Kの温度を有す
   る低密度雰囲気を供給し； (e) 該急冷面を少なくとも323Kの温度に加熱し、
   それによつて低密度雰囲気から凝縮もしくは固
   化した成分が酸欠領域に沈着するのを、又該ス
   トリツプにガスポケツトが形成するのを実質的
   に防止し； (f) 前記低密度雰囲気ガスを加熱し急冷面領域に
   還元炎雰囲気を与え；そして (g) 沈積工程により上記急冷面上に形成されたス
   トリツプを上記急冷面から引き剥す、各工程か
   らなる、金属ストリツプの鋳造方法。 ５ 溶融金属射出ノズルの出口部分がつまるのを
   極力抑制するため、上記ガスを用いて該出口部分
   を加熱する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ (a) 急冷面をもつ冷却体を一定の速度で動か
   し； (b) ストリツプを形成するために溶融金属流を上
   記急冷面の急冷領域に沈積させ； (c) この急冷領域に近接してその上流に位置する
   酸欠領域にガスを供給し； (d) 該ガスを加熱し該ガスの密度を低下させ、そ
   して酸欠領域に少なくとも800Kの温度を有す
   る低密度雰囲気を供給し； (e) 該急冷面を少なくとも323Kの温度に加熱し、
   それによつて低密度雰囲気から凝縮もしくは固
   化した成分が酸欠領域に沈着するのを、又該ス
   トリツプにガスポケツトが形成するのを実質的
   に防止し； (f) ストリツプの一部に沿つて還元性ガスからな
   る付加的な低密度雰囲気を与え； (g) 該還元性ガスに点火してストリツプのこの部
   分に沿つて還元炎雰囲気を与え；そして (h) 沈積工程により上記急冷面上に形成されたス
   トリツプを上記急冷面から連続的に引き剥す、
   各工程からなる金属ストリツプの鋳造方法。 ７ 鋳造される金属ストリツプが少なくとも50％
   の非晶質構造を有する準安定な材料からなり、か
   つ15μｍ以下の厚さを有する特許請求の範囲第１
   項又は第４項のいずれかに記載の方法。