JPH0514002B2

JPH0514002B2 -

Info

Publication number: JPH0514002B2
Application number: JP58065189A
Authority: JP
Inventors: Shuji Moriuchi; Kyoshi Sumikawa
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1983-04-15
Filing date: 1983-04-15
Publication date: 1993-02-24
Also published as: JPS59193204A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、フレーク状の非晶質金属の製造方法
およびその製造装置に関する。ここでフレーク状とは、厚さに対して長さ又は
巾が約10倍以上の平板状を指す。フレークの厚
さ、長さおよび巾は後述の如く制御可能なもので
あり、とくに限定する必要はないが、本発明の理
解を容易にするため一例を示せば、長さ２mm、巾
１mm、厚さ0.03mmの如きものが挙げられる。非晶質金属は、従来の結晶性金属にはない種々
の特性を有しており、広範囲の用途にその応用が
期待されている。このような非晶質金属の製造方
法には、目的とする非晶質金属の組成、性能、用
途に応じて種々の方法がすでに公知となつてい
る。このうち、フレーク状の非晶質金属の製造方法
としては、(i)遠心法、双ロール法、単ロール法な
どの公知方法によつて、まずテープ状の非晶質金
属を作製し、これを部分的に加熱して結晶化さ
せ、結晶部分が非晶部分よりも脆性であることを
利用して機械的に切断してフレーク状にする方
法、(ii)高速回転する冷却体ロールの表面の一部に
熱伝導度が冷却体材質より低い物質を塗布し、塗
布面に接する金属が結晶化しやすいことを利用し
て、連続的に定尺の非晶質金属を得る方法（特開
昭57−22854）などが知られている。しかし、(i)の方法では、一度作製したテープに
部分的加熱および機械的切断という新たな工程が
必要があること、また(ii)の方法では連続的に一工
程でフレーク状非晶質金属が得られるという利点
はあるものの、塗布物質が油性の耐熱塗料など耐
熱に優れたものであつても、高熱の金属熔溶体に
接するため揮散しやすく、長時間の運転ができな
い、などの問題を有していた。一方、金属などの熔融物質から直接薄片粒子を
形成させる方法としては、特開昭54−60262、同
54−157763などの方法が知られている。とくに後
者の公報には、該方法が非晶質金属の製造に適用
であるであろうとの期待が表明されている。しか
し、本願発明者は実際にこれらの方法を非晶質金
属の製造に種々試みたが、得られたのは団塊状の
結晶質である場合が多く、特にフレーク状になつ
ても、ロール表面上の形状による冷却不足のため
か、殆んど結晶性を有し、本願発明の目的には全
く有効でないことが分かつた。本発明者らは、上記の種々の問題を解決し、フ
レーク状非晶質金属を能率よく連続的に製造する
方法を種々検討した結果、本発明を完成させるこ
とができた。すなわち本発明は、 (1) 高速回転する冷却体の表面に熔融金属を噴出
することにより非晶質金属を製造する方法にお
いて、冷却体として、その表面上に回転軸と平
行かつ相互に不連続な溝が設けられて、かつ冷
却体表面の回転方法における各溝間の連続周面
長さをl_A、溝による不連続周面長さをl_B、溝の
深さをｈとすると、l_Aは１mm〜15mmであり、
ｈ／l_Aの範囲が0.020〜0.045であり、l_Bの範囲が
0.03mm〜0.6mmである冷却体を使用し、端部に
折り曲がつた部分のないフレーク状非晶質金属
を製造することを特徴とするフレーク状非晶質
金属の製造方法を提供し、 (2) 高速回転する冷却体の表面に熔融金属を噴出
することにより非晶質金属を製造する装置にお
いて、前記冷却体は、その表面上に回転軸と平
行かつ相互に不連続な溝を有し、冷却体表面の
回転方法における各溝間の連続周面長さをl_A、
溝による不連続周面長さをl_B、溝の深さをｈと
すると、l_Aは１mm〜15mmであり、ｈ／l_Aの範囲
が0.020〜0.045であり、l_Bの範囲が0.03mm〜0.6
mmであり、端部に折り曲がつた部分のないフレ
ーク状非晶質金属を製造するための製造装置を
提供する。本発明を適用できる非晶質金属の合金組成は、
用途、性能および非晶質になりやすさなどによつ
て無数あり、その範囲を特定することは無意味か
つ不可能であるが、一般にロール法、遠心法など
によりテープ状の非晶質金属とすることができる
もの、あるいはキヤビテーシヨン法により粉末状
非晶質金属とすることができるものなどには適用
可能である。これらの組成を例示すれば、Fe₇₈
B₁₂Si₁₀、Pd₈₀Si₂₀、Ni₄₀Fe₄₀B₂₀、Co₇₅B₁₀Si₁₅、
Ni₇₈B₁₄Si₈、Cu₄₀Ag₄₀Ge₂₀、Cu₅₀Ti₅₀、Ni₉₀
Zr₁₀、Fe₆₀MO₂₀C₁₈などを挙げることができる。本発明において、冷却体の表面に設けられた溝
は回転軸と平行であることが必要である。平行で
なければフレーク端形状が不規則となるからであ
る。但し、ここで平行とは厳密な平行を意味せ
ず、本願発明の効果を失わない範囲で回転軸に対
し若干平行でないものも含まれる。また、冷却体の表面に設けられた溝は、相互に
不連続であることを要する。連続の場合は、塊状
となり易く、また非晶質化が困難となり、本発明
の効果を発揮することができないからである。この場合において、冷却体表面の回転方法にお
ける各連続周面長さをl_A、溝による不連続周面長
さをl_B、溝の深さをｈとすると、l_Aが約１ないし
約15mm程度の場合、ｈ／l_Aの好ましい範囲は約
0.020ないし約0.045、特に好ましくは約0.025ない
し約0.040であり、またl_Bの好ましい範囲は約0.03
ないし約0.6mmである。l_Bやｈの好ましい範囲は、
ロールの径が約100mm以上であれば、ロールの径
が１ｍを超えるような大きなものでもない限りロ
ールの径による影響はあまり受けない。l_Aが上記
範囲より大きい場合においても、ｈおよびl_Bはい
ずれも１mm程度あればよい。本発明の範囲において、冷却体表面に設けられ
た溝の形状は任意である。溝の断面がＵ字形、Ｖ
字形、〓状、〓状、〓状などでもよい。これらの
溝の形状のうちでは、Ｖ字形であることが溝の製
作容易性などの点で好ましい。この場合、Ｖ字の
内角は45°以下であることが好ましい。更に溝は、冷却体表面に１本以上設ければ、何
本でも本願発明の目的を達成できる。以下、本発明を図によつて説明する。なお、溝
は説明の都合上Ｖ字形に限つた。第１図は、本願発明の装置の要部を斜視図で示
したものである。第２図は、該部分を冷却体の回
転軸方向から見た断面図であり、第３図は冷却体
の一部を拡大した断面図である。非晶質金属の原料２はルツボ１の中で熔湯状態
として貯蔵する。ルツボ１は通常石英などで耐圧
構造に製作されており、その上部は不活性気体等
により加圧可能となつており、圧力を制御するこ
とによつてルツボ下部のノズル孔から熔湯を高速
回転する冷却体ロール３の表面に噴き出させる。
原料の加熱熔湯化は例えばルツボ１の外部にとり
つけた高周波誘導加熱装置によつて行われる。冷
却体３は通常銅系又は鉄系などの材料で作られて
おり、必要な場合はロール内部に設けられた水路
により、非晶質金属の製造中冷却される。冷却体
ロール表面５には所定の間隔をあけてＶ字型の溝
４がロールの回転軸と平行に設けられている。ル
ツボ１の下部ノズル孔から噴き出された熔湯は、
ロール表面５と接触して急冷され、非晶質状態と
なる。こうして得られる非晶質金属は、理論的には不
明であるが冷却体表面５に設けられた溝４の作用
により、テープ状にはならず、切断されてフレー
ク状のもの６となつて、ロール表面５から飛び去
る。更に驚くべきことに、フレーク６の飛散方向
の長さは溝４の設けられている周面上の間隔l_Aと
ほぼ同一にすることができることが分つた。すな
わち、一定の厚さｄおよび一定の長さl_Aをもつフ
レーク６を得るには、一定のロールの周速ｖ、一
定の大きさのノズル孔および一定の噴出圧、一定
のl_Bにおいて溝４の冷却体半径方向の深さｈを変
えることによつて容易に達成できる。この場合、
溝４の切り込み角θ（Ｖ字形の内角）は、前述の
如く45°以下で本発明の効果を奏す範囲内で小さ
い方が好ましい。上述の如く、ｖ、ｈ、l_A、l_Bおよびθなどを適
当に変えることによつて、フレーク６の長さと厚
さは制御可能であり、フレークの巾はノズル孔の
大きさによつて決まるので、結局フレーク６の形
状は任意に制御できる。更に一つのロール表面でl_A、l_B、ｈ等を変える
ことにより、同時に種々の大きさの異なるフレー
ク状非晶質金属を製造することもできる。以上述べた如く、本願の方法および装置の発明
により、容易に能率よく、連続的にフレーク状非
晶質金属を得ることができる。以下、更に実施例によつて本願発明を具体的に
説明する。実施例１および２組成Fe₇₉B₁₆Si₅の合金を石英ルツボの中で、温
度1400℃にて熔融させた。得られた熔湯をルツボ
下部の直径約0.7mmのノズル孔より、噴出圧力
0.35Kg／cm²にて周速1900ｍ／分で回転している直
径10cmの常温の冷却体ロールの表面に噴き出させ
た。ロール表面に、ロールの回転軸に平行かつ所
定の間隔l_A毎に、所定の深さｈ、不連続周面長さ
l_Bおよび内角45°をもつＶ字溝を設けておいたとこ
ろ、l_A、l_Bおよびｈにより、得られた合金の形状
および性状は表１の通りであつた。

【表】比較例１から５以上の実施例と同様の条件下で、冷却体表面の
回転方向における各溝間の連続周面長さl_A、溝に
よる不連続周面長さl_B、溝の深さｈをそれぞれ本
発明の範囲外にして、アモルフアス金属の製造を
試みたところ、表２のような結果が得られた。

【表】この表から明かなように、溝間の連続周面長さ
l_Aが小さいと、溶融金属とロールの接触が不良で
溶融金属が周囲に飛び散り、結晶化する（比較例
１）。また、l_Aに対し溝の深さｈが小さいと、節のつ
いたアモルフアス・テープが出来る（比較例２）。 l_Aに対し溝の深さｈが大きいとテープが結晶化
しやすくなる（比較例３）。同様に、不連続周面長さl_Bが大きいと溶融金属
とロールの接触が不十分で溶融金属が一部結晶化
する（比較例５）。また、l_Bが小さいと筋のついたアモルフアステ
ープが出来る（比較例４）。このように、本願発明の範囲外では、良質な不
レーク状アモルフアス金属の製造は不可能である
ことが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の装置要部の斜視図。第２図
は本願発明の装置要部の断面図。第３図は冷却体
（ロール）表面の拡大断面図。１……るつぼ、２……熔融金属、３……冷却体
（ロール）、４……冷却体表面の溝、５……冷却体
表面、６……フレーク状非晶質金属。

Claims

【特許請求の範囲】１高速回転する冷却体の表面に熔融金属を噴出
することにより非晶質金属を製造する方法におい
て、冷却体として、その表面上に回転軸と平行か
つ相互に不連続な溝が設けられて、かつ冷却体表
面の回転方法における各溝間の連続周面長さを
l_A、溝による不連続周面長さをl_B、溝の深さをｈ
とすると、l_Aは１mm〜15mmであり、ｈ／l_Aの範囲
が0.020〜0.045であり、l_Bの範囲が0.03mm〜0.6mm
である冷却体を使用し、端部に折り曲がつた部分
のないフレーク状非晶質金属を製造することを特
徴とするフレーク状非晶質金属の製造方法。２前記溝は、断面がＶ字形で、Ｖ字の内角が
45°以下であることを特徴とする請求項１記載の
フレーク状非晶質金属の製造方法。３高速回転する冷却体の表面に熔融金属を噴出
することにより非晶質金属を製造する装置におい
て、前記冷却体は、その表面上に回転軸と平行か
つ相互に不連続な溝を有し、冷却体表面の回転方
向における各溝間の連続周面長さをl_A、溝による
不連続周面長さをl_B、溝の深さをｈとすると、l_A
は１mm〜15mmであり、ｈ／l_Aの範囲が0.020〜
0.045であり、l_Bの範囲が0.03mm〜0.6mmであり、端
部に折り曲がつた部分のないフレーク状非晶質金
属を製造するフレーク状非晶質金属の製造装置。４前記溝は、断面がＶ字形で、Ｖ字の内角が
45°以下であることを特徴とする請求項３記載の
フレーク状非晶質金属の製造装置。