JPH05261517A - 超磁歪合金材料の製造装置 - Google Patents
超磁歪合金材料の製造装置Info
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- JPH05261517A JPH05261517A JP9238192A JP9238192A JPH05261517A JP H05261517 A JPH05261517 A JP H05261517A JP 9238192 A JP9238192 A JP 9238192A JP 9238192 A JP9238192 A JP 9238192A JP H05261517 A JPH05261517 A JP H05261517A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一方向凝固特性に優れ、割れや巣の存在しな
い超磁歪合金材料を製造する製造装置を得る。 【構成】 プラズマアークトーチと、その下部に設けら
れた無底水冷鋳型を有するプラズマアーク溶解炉を用
い、連続的に供給される原料配合物をプラズマフレーム
により溶解して、前記鋳型上部に溶解部を形成すると共
に、底台を下方に引下げ、鋳型下部より凝固した合金材
料を連続的に引出すことにより、超磁歪材料を製造する
装置であって、銅製鋳型の少なくとも溶湯が存在する上
部位置の内部に、希土類（金属）・酸素系セラミックか
らなる耐火物又は希土類（金属）・フッ素・酸素系セラ
ミックからなる円筒状耐火物を挿入して構成されたこと
を特徴とする超磁歪合金材料の製造装置。 【効果】 不純物の少ない超磁歪合金材料が製造され、
一方向性の凝固組織と優れた磁歪特性が得られ、鋳塊の
割れや巣の発生を防止する。
い超磁歪合金材料を製造する製造装置を得る。 【構成】 プラズマアークトーチと、その下部に設けら
れた無底水冷鋳型を有するプラズマアーク溶解炉を用
い、連続的に供給される原料配合物をプラズマフレーム
により溶解して、前記鋳型上部に溶解部を形成すると共
に、底台を下方に引下げ、鋳型下部より凝固した合金材
料を連続的に引出すことにより、超磁歪材料を製造する
装置であって、銅製鋳型の少なくとも溶湯が存在する上
部位置の内部に、希土類（金属）・酸素系セラミックか
らなる耐火物又は希土類（金属）・フッ素・酸素系セラ
ミックからなる円筒状耐火物を挿入して構成されたこと
を特徴とする超磁歪合金材料の製造装置。 【効果】 不純物の少ない超磁歪合金材料が製造され、
一方向性の凝固組織と優れた磁歪特性が得られ、鋳塊の
割れや巣の発生を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類金属−遷移金属
金属間化合物系超磁歪合金材料の製造装置に係り、一方
向凝固組織に優れ、割れや巣の存在しない超磁歪合金材
料の製造に適した製造装置に関する。
金属間化合物系超磁歪合金材料の製造装置に係り、一方
向凝固組織に優れ、割れや巣の存在しない超磁歪合金材
料の製造に適した製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超磁歪合金材料は、ゾーンメルト
法や、ブリッジマン法、粉末焼結法、鋳造法などにより
製造されている。そして、材料の磁歪特性を向上させる
には、一方向凝固法の適用により結晶方位をそろえてや
る必要がある。
法や、ブリッジマン法、粉末焼結法、鋳造法などにより
製造されている。そして、材料の磁歪特性を向上させる
には、一方向凝固法の適用により結晶方位をそろえてや
る必要がある。
【０００３】超磁歪合金を一方向凝固法で製造する方法
について、本出願人は図２に示すようにプラズマアーク
トーチ１と、その下部に設けられた無底水冷鋳型２を有
するプラズマアーク溶解炉を用い、連続的に供給される
原料配合物５をブラズマフレーム７により溶解して、前
記鋳型２上部に溶湯部８を形成すると共に、底台４を下
方に引き下げることにより、鋳型２下部より凝固した合
金材料９を連続的に引き出す方法（特開平３−１２２２
２９号公報）を提案した。
について、本出願人は図２に示すようにプラズマアーク
トーチ１と、その下部に設けられた無底水冷鋳型２を有
するプラズマアーク溶解炉を用い、連続的に供給される
原料配合物５をブラズマフレーム７により溶解して、前
記鋳型２上部に溶湯部８を形成すると共に、底台４を下
方に引き下げることにより、鋳型２下部より凝固した合
金材料９を連続的に引き出す方法（特開平３−１２２２
２９号公報）を提案した。
【０００４】また、図３に示すように不活性ガスを封入
した真空室１６内で、下端部を水冷金属モールド１７に
接した筒型耐火物１８中に希土類鉄合金５を挿入し、筒
型耐火物１８の上部よりアーク７で溶解し、その後水冷
金属モールド１７からの放熱により、溶融した希土類鉄
合金８を下端部から凝固させ、一方向凝固された磁歪合
金材料を製造する方法（特開平３−２０２４３９号公
報）が提案されている。
した真空室１６内で、下端部を水冷金属モールド１７に
接した筒型耐火物１８中に希土類鉄合金５を挿入し、筒
型耐火物１８の上部よりアーク７で溶解し、その後水冷
金属モールド１７からの放熱により、溶融した希土類鉄
合金８を下端部から凝固させ、一方向凝固された磁歪合
金材料を製造する方法（特開平３−２０２４３９号公
報）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記原料配合物をプラ
ズマフレームで溶解して、一方向凝固された磁歪合金材
料を製造する方法（特開平３−１２２２２９号公報）
は、水冷鋳型を銅合金で製造しているため、材料の表面
（水冷鋳型に接触した近傍）は水平方向の凝固が進行
し、本来得ようとする軸方向の一方向凝固とならないの
で材料の水平方向凝固部分を含む表面を切削により除去
しなければならない。したがって、材料の製品歩留まり
が低下する。
ズマフレームで溶解して、一方向凝固された磁歪合金材
料を製造する方法（特開平３−１２２２２９号公報）
は、水冷鋳型を銅合金で製造しているため、材料の表面
（水冷鋳型に接触した近傍）は水平方向の凝固が進行
し、本来得ようとする軸方向の一方向凝固とならないの
で材料の水平方向凝固部分を含む表面を切削により除去
しなければならない。したがって、材料の製品歩留まり
が低下する。
【０００６】また、前記方法は表面が急冷されるため半
径方向の熱歪みが大きくなり、割れが発生すること、鋳
型近傍で配合原料の溶解が不足することによる巣が発生
するという欠点があった。
径方向の熱歪みが大きくなり、割れが発生すること、鋳
型近傍で配合原料の溶解が不足することによる巣が発生
するという欠点があった。
【０００７】また、筒型耐火物の上部よりアーク溶解
し、その後水冷金属モールドからの放熱により、溶融し
た希土類鉄合金を下端部から凝固させ、一方向凝固され
た磁歪合金材料を製造する方法（特開平３−２０２４３
９号公報）は、耐火物を構成する元素と溶解材の希土類
金属とが反応し、耐火物が還元されて出てくる金属、酸
素などが超磁歪合金材料に混入し、有害不純物となっ
て、磁歪特性を劣化させるという欠点がある。
し、その後水冷金属モールドからの放熱により、溶融し
た希土類鉄合金を下端部から凝固させ、一方向凝固され
た磁歪合金材料を製造する方法（特開平３−２０２４３
９号公報）は、耐火物を構成する元素と溶解材の希土類
金属とが反応し、耐火物が還元されて出てくる金属、酸
素などが超磁歪合金材料に混入し、有害不純物となっ
て、磁歪特性を劣化させるという欠点がある。
【０００８】そこで本発明は、上記二つの方法の欠点を
補い、割れや巣の発生がなく、磁歪特性に優れた超磁歪
合金材料を製造する装置を提供することを目的としてい
る。
補い、割れや巣の発生がなく、磁歪特性に優れた超磁歪
合金材料を製造する装置を提供することを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明者等は耐火物材料と希土類金属との反応につ
いて鋭意研究を重ねた結果、耐火物に希土類金属、フッ
素、酸素を含有させることにより、耐火物が溶解材の希
土類金属と反応しないことを知見し、本発明を完成する
に至った。
め、本発明者等は耐火物材料と希土類金属との反応につ
いて鋭意研究を重ねた結果、耐火物に希土類金属、フッ
素、酸素を含有させることにより、耐火物が溶解材の希
土類金属と反応しないことを知見し、本発明を完成する
に至った。
【００１０】すなわち、本発明の要旨とするところは、
プラズマアークトーチと、その下部に設けられた無底水
冷鋳型を有するプラズマアーク溶解炉を用い、連続的に
供給される原料配合物をプラズマフレームにより溶解し
て、前記鋳型上部に溶解部を形成すると共に、底台を下
方に引下げ、鋳型下部より凝固した合金材料を連続的に
引出すことにより、超磁歪材料を製造する装置におい
て、銅製鋳型の少なくとも溶湯が存在する上部位置の内
部壁面に、希土類（金属）・酸素系セラミックからなる
耐火物又は希土類（金属）・フッ素・酸素系セラミック
からなる耐火物層を形成して構成されたことを特徴とす
る超磁歪合金材料の製造装置であり、前記耐火物層はあ
らかじめ形成された円筒状耐火物を挿入したものであ
り、さらに上記装置の底台内部に水路を設け、底台を冷
却するようにした超磁歪合金材料の製造装置である。
プラズマアークトーチと、その下部に設けられた無底水
冷鋳型を有するプラズマアーク溶解炉を用い、連続的に
供給される原料配合物をプラズマフレームにより溶解し
て、前記鋳型上部に溶解部を形成すると共に、底台を下
方に引下げ、鋳型下部より凝固した合金材料を連続的に
引出すことにより、超磁歪材料を製造する装置におい
て、銅製鋳型の少なくとも溶湯が存在する上部位置の内
部壁面に、希土類（金属）・酸素系セラミックからなる
耐火物又は希土類（金属）・フッ素・酸素系セラミック
からなる耐火物層を形成して構成されたことを特徴とす
る超磁歪合金材料の製造装置であり、前記耐火物層はあ
らかじめ形成された円筒状耐火物を挿入したものであ
り、さらに上記装置の底台内部に水路を設け、底台を冷
却するようにした超磁歪合金材料の製造装置である。
【００１１】
【作用】本発明の構成と作用を説明する。本発明は、
銅製鋳型の少なくとも溶湯が存在する上部位置の内部壁
面に、耐火物層を形成すること（具体的には円筒状耐火
物製鋳型を挿入する）、耐火物に希土類金属やフッ素
を含有させること、底台の内部に水路を設け、鋳造物
を下方に引き下げることの各点を主要な構成要件として
いる。
銅製鋳型の少なくとも溶湯が存在する上部位置の内部壁
面に、耐火物層を形成すること（具体的には円筒状耐火
物製鋳型を挿入する）、耐火物に希土類金属やフッ素
を含有させること、底台の内部に水路を設け、鋳造物
を下方に引き下げることの各点を主要な構成要件として
いる。
【００１２】銅製鋳型の少なくとも溶湯が存在する上
部位置の内部壁面に、耐火物層を形成すること（具体的
には円筒状耐火物製鋳型を挿入する） 銅製鋳型の少なくとも溶湯が存在する上部位置の内部
に、耐火物からなる鋳型を挿入して構成すると、超磁歪
合金の溶湯が冷却された場合の熱流の流れは、水平方向
の流れが少なくなり、下方向への流れが多くなる。
部位置の内部壁面に、耐火物層を形成すること（具体的
には円筒状耐火物製鋳型を挿入する） 銅製鋳型の少なくとも溶湯が存在する上部位置の内部
に、耐火物からなる鋳型を挿入して構成すると、超磁歪
合金の溶湯が冷却された場合の熱流の流れは、水平方向
の流れが少なくなり、下方向への流れが多くなる。
【００１３】これによって、超磁歪合金材料の凝固組織
が軸方向（一方向）に成長することになり、磁歪特性が
向上することになる。また、耐火物によって緩やかに冷
却されるので、熱歪みの発生も緩やかになり、割れの発
生が低減され、また、配合原料が十分溶解されるため、
巣の発生も低減されることになる。円筒状耐火物製鋳型
に代えて、鋳型表面に耐火ライニング層を形成してもよ
い。
が軸方向（一方向）に成長することになり、磁歪特性が
向上することになる。また、耐火物によって緩やかに冷
却されるので、熱歪みの発生も緩やかになり、割れの発
生が低減され、また、配合原料が十分溶解されるため、
巣の発生も低減されることになる。円筒状耐火物製鋳型
に代えて、鋳型表面に耐火ライニング層を形成してもよ
い。
【００１４】耐火物に希土類金属やフッ素を含有させ
ること 耐火物の組成は、希土類金属酸化物、または希土類金属
を８４〜８８％、フッ素０〜６％を含む酸化物からなる
耐火物である。希土類金属としてはＣｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、
Ｄｙ、Ｔｂおよびミッシュメタルが挙げられる。また、
通常の耐火物に混入されている焼結補助剤は一切使用し
ないものとする。
ること 耐火物の組成は、希土類金属酸化物、または希土類金属
を８４〜８８％、フッ素０〜６％を含む酸化物からなる
耐火物である。希土類金属としてはＣｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、
Ｄｙ、Ｔｂおよびミッシュメタルが挙げられる。また、
通常の耐火物に混入されている焼結補助剤は一切使用し
ないものとする。
【００１５】底台の内部に水路を設け、鋳造物を下方
に引き下げること 底台の内部に水路を設けることにより、鋳造物冷却のた
めの抜熱を促進させ、鋳造組織を軸方向に一方向凝固さ
せることができる。また、底台を下方に引き下げること
により、凝固した超磁歪合金材料を連続的に製造するこ
とができる。
に引き下げること 底台の内部に水路を設けることにより、鋳造物冷却のた
めの抜熱を促進させ、鋳造組織を軸方向に一方向凝固さ
せることができる。また、底台を下方に引き下げること
により、凝固した超磁歪合金材料を連続的に製造するこ
とができる。
【００１６】
【実施例】本発明の構成・効果を実施例により具体的に
説明するが、これにより本発明が限定されるものではな
い。図１は、本発明に係る超磁歪合金材料を連続的に製
造する装置の断面を示すものである。
説明するが、これにより本発明が限定されるものではな
い。図１は、本発明に係る超磁歪合金材料を連続的に製
造する装置の断面を示すものである。
【００１７】この装置は、主としてプラズマアークトー
チ１と、そのプラズマアークトーチ１の下部に超磁歪合
金材料の溶解部を形成するように設けられた無底水冷鋳
型２と、前記無底水冷鋳型２の内面に挿入された円筒状
の耐火物３と、前記プラズマアークトーチ１に対向して
設けられ、溶融した超磁歪合金材料を貯える窪みを形成
した底台４からなるプラズマアーク溶解炉である。
チ１と、そのプラズマアークトーチ１の下部に超磁歪合
金材料の溶解部を形成するように設けられた無底水冷鋳
型２と、前記無底水冷鋳型２の内面に挿入された円筒状
の耐火物３と、前記プラズマアークトーチ１に対向して
設けられ、溶融した超磁歪合金材料を貯える窪みを形成
した底台４からなるプラズマアーク溶解炉である。
【００１８】そして原料配合物５を前記前記無底水冷鋳
型２の漏斗状になった上部にスクリュウフィーダー６に
より連続的に供給する。
型２の漏斗状になった上部にスクリュウフィーダー６に
より連続的に供給する。
【００１９】前記配合原料５は、プラズマフレーム７に
より溶解され、前記円筒状の耐火物３の上部に溶解部８
を形成するとともに、前記底台４を引き下げ装置（図示
せず）により下方に引き下げられることにより、水冷鋳
型下部より凝固した超磁歪合金材料９を連続的に引き出
すことができる構造となっている。
より溶解され、前記円筒状の耐火物３の上部に溶解部８
を形成するとともに、前記底台４を引き下げ装置（図示
せず）により下方に引き下げられることにより、水冷鋳
型下部より凝固した超磁歪合金材料９を連続的に引き出
すことができる構造となっている。
【００２０】円筒状の耐火物３は、希土類・酸素系セラ
ミック、または希土類・フッ素・酸素系セラミックから
なり、水冷鋳型の内部に取り替え可能なように挿入する
構造になっている。円筒状の耐火物３に代えて、耐火モ
ルタルを使用して鋳型表面に耐火ライニング層を形成し
てもよい。
ミック、または希土類・フッ素・酸素系セラミックから
なり、水冷鋳型の内部に取り替え可能なように挿入する
構造になっている。円筒状の耐火物３に代えて、耐火モ
ルタルを使用して鋳型表面に耐火ライニング層を形成し
てもよい。
【００２１】また、水平方向の抜熱をさらに抑制するた
め、水冷鋳型の内部と円筒状耐火物との間に間隙を設
け、この部分に空気層やあるいは耐熱性がありガス放出
のない断熱材を挿入することが好ましい。
め、水冷鋳型の内部と円筒状耐火物との間に間隙を設
け、この部分に空気層やあるいは耐熱性がありガス放出
のない断熱材を挿入することが好ましい。
【００２２】水冷鋳型は、内部に水路１０を設け、給水
口１１から冷却水を注入し、排出口１２から排出する構
造になっている。そして主として凝固した超磁歪合金材
料９と底台を冷却するようにする。
口１１から冷却水を注入し、排出口１２から排出する構
造になっている。そして主として凝固した超磁歪合金材
料９と底台を冷却するようにする。
【００２３】本発明の底台４は、鋳造物の冷却を強化す
るため内部に水路１３を設け、給水口１４から冷却水を
注入し、排出口１５から排出する構造になっている。そ
して凝固した超磁歪合金材料９を介して溶融した超磁歪
合金材料８を、下方向に抜熱、冷却し、一方向凝固を行
なわせしめるものである。
るため内部に水路１３を設け、給水口１４から冷却水を
注入し、排出口１５から排出する構造になっている。そ
して凝固した超磁歪合金材料９を介して溶融した超磁歪
合金材料８を、下方向に抜熱、冷却し、一方向凝固を行
なわせしめるものである。
【００２４】図１に示す本発明の装置により、円筒状の
耐火物３の材料を変えた場合に得られた磁歪合金材料の
磁歪特性、不純物含有量および製品歩留まり（同等の磁
歪特性が得られるまで削除した場合の材料歩留まり）を
測定した。
耐火物３の材料を変えた場合に得られた磁歪合金材料の
磁歪特性、不純物含有量および製品歩留まり（同等の磁
歪特性が得られるまで削除した場合の材料歩留まり）を
測定した。
【００２５】装置の諸条件は次の通りである。 溶解容量………………１．５ｋｇ／ｈｒ 溶解エネルギー………１４ＫＶＡ／ｈｒ 鋳型寸法………………内径５６ｍｍ外径６２ｍｍ肉厚３
ｍｍ 円筒状耐火物…………厚さ１３ｍｍ
ｍｍ 円筒状耐火物…………厚さ１３ｍｍ
【００２６】また、図２で示す銅合金製鋳型で得られた
磁歪材料についても同様に測定した。それらの結果を表
１に示す。
磁歪材料についても同様に測定した。それらの結果を表
１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているから、不純物の少ない超磁歪合金材料が製造さ
れ、一方向性の凝固組織と優れた磁歪特性が得られ、鋳
塊の割れや巣の発生を防止することが可能となり、産業
上きわめて有用である。
ているから、不純物の少ない超磁歪合金材料が製造さ
れ、一方向性の凝固組織と優れた磁歪特性が得られ、鋳
塊の割れや巣の発生を防止することが可能となり、産業
上きわめて有用である。
【図１】本発明に係る超磁歪合金材料を連続的に製造す
る装置の断面図である。
る装置の断面図である。
【図２】従来技術による超磁歪合金材料を連続的に製造
する装置の断面図である。
する装置の断面図である。
【図３】他の従来技術による超磁歪合金材料を製造する
装置の断面図である。
装置の断面図である。
１ プラズマアークトーチ ２ 無底水冷鋳型 ３ 円筒状耐火物 ４ 底台 ５ 原料配合物 ６ スクリュウフィーダー ７ プラズマフレーム ８ 溶湯部 ９ 超磁歪合金材料 １６ 真空室 １７ 水冷金属モールド １８ 筒型耐火物
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 33/04 Ｊ
Claims (3)
- 【請求項１】 プラズマアークトーチと、その下部に設
けられた無底水冷鋳型を有するプラズマアーク溶解炉を
用い、連続的に供給される原料配合物をプラズマフレー
ムにより溶解して、前記鋳型上部に溶解部を形成すると
共に、底台を下方に引下げ、鋳型下部より凝固した合金
材料を連続的に引出すことにより、超磁歪材料を製造す
る装置において、銅製鋳型の少なくとも溶湯が存在する
上部位置の内部壁面に、希土類（金属）・酸素系セラミ
ックからなる耐火物層又は希土類（金属）・フッ素・酸
素系セラミックからなる耐火物層を形成して構成された
ことを特徴とする超磁歪合金材料の製造装置 - 【請求項２】 耐火物層があらかじめ形成された円筒状
耐火物を挿入したものである請求項１記載の超磁歪合金
材料の製造装置 - 【請求項３】 底台の内部に水路を設け、底台を冷却す
る請求項１又は２記載の超磁歪合金材料の製造装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9238192A JPH05261517A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 超磁歪合金材料の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9238192A JPH05261517A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 超磁歪合金材料の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05261517A true JPH05261517A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=14052848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9238192A Pending JPH05261517A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 超磁歪合金材料の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05261517A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100654674B1 (ko) * | 2005-05-16 | 2006-12-08 | 현대모비스 주식회사 | 반응고 주조장치 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP9238192A patent/JPH05261517A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100654674B1 (ko) * | 2005-05-16 | 2006-12-08 | 현대모비스 주식회사 | 반응고 주조장치 |
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