JPH0457721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は各種の用途に使用される非晶質合金粉
末の製造に関するものである。 （従来の技術） 非晶質合金の粉末を超急冷法、すなわち合金を
溶湯からノズルを介して噴出し、移動する冷却基
板上で急冷して非晶質化した薄帯を粉砕し粉末化
する方法は、米国特許第4290808号明細書（特開
昭55−128506号公報）、米国特許第4406700号明細
書、特開昭58−120703号公報に開示されている。 非晶質合金薄帯は鋳造まま（as cast）では一
般には延性を有し、180°密着曲げでも破壊しな
い。このため、粉砕法で非晶質合金粉末を製造す
るためには、非晶質合金を脆化させる必要があ
る。これを行う具体的な方法として提案されてい
るのが上記の発明である。すなわち、米国特許第
4290808号明細書に記載されている発明は、非晶
質合金薄帯を、脆化を起こすために必要な温度と
時間、熱処理した後、粉砕装置で粉末化する方法
である。また、米国特許第4406700号明細書に記
載されている発明は、非晶質合金を水素脆化させ
た後、粉末化する方法である。 以上の方法は鋳造ままの非晶質薄帯を脆化させ
ることによつて粉末化を容易にする方法として確
かに有効ではある。しかしながら熱処理、水素脆
化処理などの工程を必要とするため、生産性が悪
かつた。 これを改良するために鋳造工程と粉砕工程を一
貫プロセスとする改良された装置および方法が特
開昭58−120703号公報に記載されている。該公報
の記載によれば鋳造から粉砕まで一貫プロセス化
はされているが、脆化手段として途中に熱処理手
段を含んでいる。熱処理手段を含まない場合は破
断を可能にするためにハンマーミルやナイフミル
のような特殊な装置を使うことを推奨している。
これはボールミルのような衝撃力の小さい装置で
は効果が小さいためである。しかし、ハンマーミ
ルやナイフミルは非晶質合金材料が延性を有して
いること、および非晶質特有の硬さのためにミル
の摩耗や破損が激しいことが実用上問題である。 また、上記特開昭58−120703号公報では鋳造ま
まの薄帯を脆化するために冷却ホイールの速度を
調整することを提案している。しかし、この方法
で脆化した薄帯は一般に少なくとも部分的に結晶
が存在していることが多いため、非晶質特有のす
ぐれた性能が損なわれるおそれがある。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は、溶湯急冷法によつて作製された鋳造
ままの非晶質合金薄帯が非晶質状態を保持したま
まで充分に脆い薄帯をつくり、それをボールミル
など通常の粉砕機で粉砕することによつて、熱処
理を行うことなく容易に非晶質の粉末を製造する
方法を提供することを目的とする。 （課題を解決するための手段） 本発明は、超急冷法によつて作製された非晶質
合金薄帯または線を粉砕する非晶質合金粉末の製
造方法において、組成（Fe_aCo_b）_xT_yM_z（原子％）
の合金に脆化元素としてBi，Pb，Ｓ，Se，Teの
少なくとも１種を0.01〜10原子％含有させること
により鋳造ままの非晶質合金薄帯または線を粉砕
することを特徴とする非晶質合金粉末の製造方法
を要旨とするものである。ただし：ＴはCr，Ｖ，
Mo，Ｗ，Mn，Nb，Ta，Tiのいずれか少なく
とも１種であり、ＭはＢ，Si，Ｃ，Ｐの少なくと
も１種であり、０≦ａ≦１，０≦ｂ≦１，ａ＋ｂ
＝１、かつ60≦ｘ≦85，０≦ｙ≦10，10≦ｚ≦
30，ｘ＋ｙ＋ｚ＝100である。 本発明者は、上記の組成条件を満たす母合金か
ら急冷法で作製された薄帯または線はＸ線回折法
で非晶質合金特有のハロー状パターンを示すにも
かかわらずきわめて脆く、熱処理を施すことなく
粉砕が容易であることを見出し、本発明を完成す
るに至つた。 本発明の非晶質合金粉末製造方法において特徴
とする非晶質合金薄帯あるいは線の組成は、基本
組成が強磁性金属元素Fe，Coの１種または２種
と半金属元素Ｍ（Ｂ，Si，Ｃ，Ｐの少なくとも１
種）の合金あるいはこれに適宜Ｔ元素（Cr，Ｖ，
Mo，Ｗ，Mn，Nb，Ta，Tiのいずれか少なく
とも１種）を添加した合金に、脆化元素として
Bi，Pb，Ｓ，Se，Teの少なくとも１種を0.01〜
10原子％含有させるものである。 強磁性元素、半金属元素の組成は、加える脆化
元素とＴ元素の量に応じて、次の範囲から選定さ
れる。強磁性元素は合計が60〜85であり、半金属
元素は合計が10〜30である。どちらかの条件を外
れると冷却速度10⁴℃／sec以上の急冷法によつて
少なくとも90％が非晶質相の非晶質合金をつくる
ことが困難になる。Ｔ元素は、磁気特性、機械特
性、耐食性、熱安定性などの向上を目的に適宜添
加することができる。ただし、過量の添加は、前
記の特性向上に効果がなく、かえつて非晶質形成
能を低下させ、コストアツプを招くだけである。
よつてＴ元素の上限を10に規定した。 脆化元素については、元素の種類によつて異な
る。たとえば、Ｓ，Se，Teは0.01〜１原子％で
充分効果を発揮するが、Bi，Pbは１〜10原子％
が必要である。いずれにしても0.01原子％未満で
は脆化の効果が確実でなく、10原子％を超えると
基本成分および半金属成分の量が少なくなり、非
晶質合金としての本来の性質に悪影響をおよぼす
だけでなく、経済的にも得策ではない。よつて、
脆化元素の添加量は0.01〜10原子％の範囲に限定
した。これら脆化元素の種類と量は、非晶質粉末
に要求される性質に依存して決定することが好ま
しい。 なお、強磁性金属元素の組成比ａ：ｂは用途に
応じて任意に選択することができる。冷えば、高
い飽和磁化が必要な場合はａの比率を高め、高い
透磁率が要求される場合はｂの比率を高めること
によつて望ましい組成を得ることができる。 次に本発明の実施の態様について述べる。まず
本発明に用いる装置の概要を第１図に示す。１，
２は原料を溶解するための溶解部で、加熱装置１
と溶解された原料３である溶湯を保持するための
るつぼ２から成り、るつぼ２の底面には溶湯を噴
出するためのノズル４があり、冷却基板５（一般
には金属製ロール）に対向して設定される。 ノズルの形状は様々な形態を採り得るが、例を
あげるならば、第２図に示すようなものがある。
第２図においてａはテープ状の薄帯をつくるため
のスリツト状ノズル、ｂはスリツト状ノズルを基
板の移動方向（第２図矢印）に複数個配設したも
のでスリツトの間隔は４mm以下である。ｂのノズ
ルは板厚の大きな薄帯を製造する際に使われる。
ｃは多孔ノズルの一形態を示し、角形のノズルを
幅方向に多数、角度をもつて配列したもので、や
はり薄帯を製造する際に使われる。ｄ，ｅ，ｆは
一般には繊維をつくる場合に用いられるが、ｄ，
ｆについては鋳造条件によつては薄帯の製造も可
能である。ノズルの形態の例を具体的に挙げた
が、本発明においては特にこれを指定しない。要
は粉砕工程における粉砕が容易であり、かつ所望
の粒度、形態の粉末の作りやすいものを選ぶこと
である。 粉砕工程において長い薄帯あるいは繊維のまま
では不便なことがある。この場合予備粉砕をする
とよいが、これを省くために短かい薄帯（または
シート）あるいは短繊維を鋳造工程で直接製造す
ると効率的である。具体的方法としては、特開昭
59−157322号公報に開示される溝付ロールを使用
して鋳造する方法がある。第２図のノズルのタイ
プに依存して、短繊維あるいは短かい薄帯（シー
ト）が得られる。 本発明の非晶質粉末製造は、熱処理工程を省く
ことに特徴がある。すなわち熱処理なしで鋳造ま
まの薄帯あるいは繊維が脆性をもつようにするた
めに原料に脆化元素を含有させる。脆化元素はす
でに述べたようにBi，Pb，Ｓ，Se，Teの少なく
とも１種である。含有量は原子％で0.01〜10であ
る。元素によつて含有量の好ましい範囲はすでに
述べた通りである。 本発明の方法によれば非晶質合金は鋳造ままで
脆性を有しているので、そのまま粉砕装置で粉砕
することが可能である。したがつて鋳造−粉砕一
貫工程とすることが可能である。粉砕工程で用い
られる装置には振動ミル、ボールミル、ルーレツ
トミル、ロツドミルなどがあるが、これらに限定
するものではない。 （実施例） 次に実施例をあげて説明する。 実施例 １ 合金成分がFeCr₈B₁₂C_4SO0.02（原子％）で単ロー
ル（Cu合金製）急冷法（約10⁵℃／secの冷却速
度）で作製された幅50mm、板厚約30μmの非晶質
薄帯を予め１片が50mm程度の長さに切断してお
き、この切片約１Kgを内容積2lの振動ミルに約８
mmφのAl₂O₃の球とともに装入し、振動させて非
晶質の粉末を作製した。作動時間を30分間で作製
された非晶質粉末の粒度は420μm超が重量比で
5.3％，420〜149μmが30.2％，149μm未満が64.5
％であつた。 比較例としてＳを添加しないFe₇₆Cr₈B₁₂C₄合
金について、同様の条件で非晶質薄帯を作製し、
それを粉砕工程にかけた。得られた非晶質粉末の
粒度は、420μm超が重量比で93.3％，420〜
149μmが6.3％，149μm未満が0.4％であつた。 以上の結果は、本発明に基づくＳの添加が、粉
砕工程における小さい粒度の収率を著しく向上さ
せることを示す。 実施例 ２ 成分が第１表に示した合金を実施例１と同じ手
法で薄帯化した後、小片化し、各１Kgをボールミ
ルで30分間粉砕した。ボールは、約10mmφの
Al₂O₃製であつた。作製された各成分の粉末の粒
度分布は第１表のとおりである。 なお比較として、脆化元素を含有しない合金に
ついて同様の条件で非晶質薄帯の作製および粉砕
を行つた。得られた粉末の粒度を第２表に示す。 第１表と第２表の比較から明らかなように、本
発明に基づく脆化元素の添加は、粉砕処理後の小
さい粒度の粉末の収率を著しく向上させる。

【表】

【表】 （発明の効果） 以上説明したように本発明により、非晶質合金
の粉末を、熱処理工程を省略しても容易に粉砕法
で作製することができ、作製された非晶質粉末は
磁気研磨、磁気クラツチ、磁気コア、ブレーキシ
ユー、磁気シールド、電磁波シールド、複合強化
材、磁気フイルターなどに、そのままあるいは成
形した後に使用できる。用途によつては、Cuや
Zn，Snなどの金属メツキや高分子やゴムなどを
被覆した状態で使用するとさらに効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は非晶質合金粉末の原料となる非晶質薄
帯または線の製造装置の概念図、第２図は非晶質
薄帯または線の製造に用いられるノズルの形態の
例を示す説明図である。 １……加熱装置、２……るつぼ、３……溶湯、
４……ノズル、５……冷却ロール。

【特許請求の範囲】

１ 非酸化性雰囲気下のるつぼ内で、アーク熔融
によりチタニウムの熔融浴を生成すること、該熔
融浴と該るつぼとの間に熔融浴と同じ組成である
固化チタニウム層を作り、チタニウムの熔融浴を
るつぼと非接触に保持すること、チタニウムの熔
融浴をるつぼ底部のノズルを介して自由に落下さ
せること、チタニウムの熔融浴とノズル本体との
非接触を保持するため微粉化操作中にチタニウム
の熔融浴と同じ組成のチタニウムの固化層をノズ
ル本体の内周面に内張りさせること、該ノズルか
ら充分離れた距離で、自由に落下するチタニウム
の熔融浴に不活性ガスジエツトをぶつけ、球状微
粒子を作ること、該球状微粒子を固化するため冷
却すること、固化した微粒子を集めることよりな
る粉末冶金に適するチタニウム粒子の生成法。 ２ アーク熔融が、非消耗性電極の使用により行
われることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ３ 該るつぼが水冷されていることを特徴とす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超急冷法によつて作製された非晶質合金薄帯
   または線を粉砕する非晶質合金粉末の製造方法に
   おいて、組成（Fe_aCO_b）_xT_yM_z（原子％）の合金
   に脆化元素としてBi，Pb，Ｓ，Se，Teの少なく
   とも１種を0.01〜10原子％含有させることにより
   鋳造ままの非晶質合金薄帯または線を粉砕するこ
   とを特徴とする非晶質合金粉末の製造方法。ただ
   し、ＴはCr，Ｖ，Mo，Ｗ，Mn，Nb，Ta，Ti
   のいずれか少なくとも１種であり、ＭはＢ，Si，
   Ｃ，Ｐの少なくとも１種であり、０≦ａ≦１，０
   ≦ｂ≦１，ａ＋ｂ＝１、かつ60≦ｘ≦85，０≦ｙ
   ≦10，10≦ｚ≦30，ｘ＋ｙ＋ｚ＝100である。