JPH07214250A - Cooling roll for manufacturing rapidly solidified thin metal strip - Google Patents
Cooling roll for manufacturing rapidly solidified thin metal stripInfo
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- JPH07214250A JPH07214250A JP1450094A JP1450094A JPH07214250A JP H07214250 A JPH07214250 A JP H07214250A JP 1450094 A JP1450094 A JP 1450094A JP 1450094 A JP1450094 A JP 1450094A JP H07214250 A JPH07214250 A JP H07214250A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、双ロール法や単ロー
ル法などに代表される、内部を例えば水冷されたロール
を使用して溶融金属から直接急冷金属薄帯(以下、単に
薄帯と示す)を製造するプロセスに用いる、冷却ロール
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quenched metal ribbon (hereinafter simply referred to as a ribbon) directly from a molten metal using a roll whose inside is water-cooled, represented by a twin roll method or a single roll method. The present invention relates to a chill roll used in the process of manufacturing
【0002】[0002]
【従来の技術】溶融金属(以下、溶湯という)から直接
薄帯を製造する方法としては、高速回転する冷却ロール
のロール胴表面に、ノズルから噴出した溶湯を接触させ
て冷却凝固する方法が知られている。2. Description of the Related Art As a method for directly producing a thin strip from a molten metal (hereinafter referred to as a molten metal), there is known a method in which the molten metal ejected from a nozzle is brought into contact with the surface of a roll body of a cooling roll rotating at high speed to cool and solidify the molten metal. Has been.
【0003】この方法には、冷却ロールを1つ用いる単
ロール法と冷却ロールを2つ用いる双ロール法とがあ
る。すなわち、単ロール法は、図1に示すように、冷却
ロール1の周面に向けてノズル2から溶湯3を射出し、
冷却ロール1の周面と接触した溶湯3を急冷凝固させて
薄帯4を製造する。また、双ロール法は、図2に示すよ
うに、1対の冷却ロール1を僅かの隙間を介して配置
し、両冷却ロール1間にノズル2から溶湯3を注入し、
冷却ロール1間にかみ込ませて冷却と同時に圧延を行っ
て薄帯4を製造する。This method includes a single roll method using one cooling roll and a twin roll method using two cooling rolls. That is, in the single roll method, as shown in FIG. 1, the molten metal 3 is injected from the nozzle 2 toward the peripheral surface of the cooling roll 1,
The melt 3 contacting the peripheral surface of the cooling roll 1 is rapidly cooled and solidified to produce the ribbon 4. Further, in the twin roll method, as shown in FIG. 2, a pair of cooling rolls 1 are arranged with a slight gap, and a molten metal 3 is injected from a nozzle 2 between both cooling rolls 1,
A thin strip 4 is manufactured by being sandwiched between the cooling rolls 1 and cooled and rolled at the same time.
【0004】いずれの方法においても、薄帯を作成する
には1000〜100000℃/s程度の極めて高い冷却速度が必
要で、従って冷却ロールには熱伝導性の高い材質が用い
られている。In any of the methods, an extremely high cooling rate of about 1000 to 100,000 ° C./s is required to produce a ribbon, and therefore a material having high thermal conductivity is used for the cooling roll.
【0005】例えば、特開昭56-30061号公報の第1頁左
欄には、銅、銀、モリブデン及びこれらの合金の群から
選ばれる奪熱性金属による表面被覆と、濡れ性の改善及
び耐磨耗性の向上を目的としたクロムの表面被覆(同第
(3) 頁上欄)とを有する、ロールやベルトなどの冷却体
について開示されている。For example, in the left column on page 1 of JP-A-56-30061, surface coating with a heat-removing metal selected from the group consisting of copper, silver, molybdenum and alloys thereof, and improvement of wettability and resistance Chromium surface coating to improve wear resistance
(3) (upper column on page), a cooling body such as a roll or a belt is disclosed.
【0006】また、ロール表面の損傷防止を目的とし
た、炭化物または窒化物の表面被覆を施すことが、特開
昭56-119649 号公報の第(2) 頁上右欄または同56-11965
0 号公報の第(2) 頁上右欄に、それぞれ開示されてい
る。In order to prevent the roll surface from being damaged, a carbide or nitride surface coating may be applied to the right column on page (2) of JP-A-56-119649 or 56-11965.
They are disclosed in the right column on page (2) of Japanese Patent Publication No. 0, respectively.
【0007】さらに、特開昭55-165261 公報の第(2) 頁
上右欄には、銅もしくは銅合金のロール表面に濡れ性の
良好なクロム、鉄、ニッケルまたはこれらの合金による
金属被覆を施すことが開示されている。Further, in the right column on page (2) of JP-A-55-165261, a metal coating of chrome, iron, nickel or their alloys having good wettability is provided on the roll surface of copper or copper alloy. It is disclosed to apply.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷却ロ
ールに設けた、とくに銅、銀、モリブデンまたはこれら
の合金による被膜は、薄帯製造が長時間にわたると磨耗
や溶損が激しくなり、表面性状の良好な薄帯を安定して
製造することができない不利があり、しかも、冷却ロー
ル用の素材としては高価である。However, the coating film formed on the chill roll, especially made of copper, silver, molybdenum, or an alloy thereof, suffers from severe wear and melt damage when the ribbon is manufactured for a long time, resulting in surface texture. It is disadvantageous in that a good ribbon cannot be stably manufactured, and it is expensive as a material for a cooling roll.
【0009】また、ロールの被膜として用いるクロム、
鉄、ニッケル、あるいは炭化物、窒化物は、いずれも熱
伝導性が銅、モリブデン合金より小さく、薄帯の形成に
必要な冷却速度が得られない。Further, chromium used as a film for the roll,
Iron, nickel, carbides, and nitrides all have lower thermal conductivity than copper and molybdenum alloys, and thus the cooling rate required for forming the ribbon cannot be obtained.
【0010】さらに、例えば 100mm幅以上の薄帯を製造
する場合には、冷却ロールの幅方向の表面温度が大きく
ばらつき、薄帯の幅方向で部分脆化(冷却速度不足)が
発生する。Furthermore, for example, when manufacturing a ribbon having a width of 100 mm or more, the surface temperature in the width direction of the cooling roll greatly varies, and partial embrittlement (insufficient cooling rate) occurs in the width direction of the ribbon.
【0011】そこで、この発明は、上記の問題点を解消
した、長時間にわたる安定した薄帯製造を可能とする、
冷却ロールについて提案することを目的とする。Therefore, the present invention solves the above problems and enables stable ribbon production over a long period of time.
The purpose is to propose a cooling roll.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明は、溶融金属の
射出流を受けて該溶融金属を急冷凝固させる冷却ロール
であって、銅又は銅合金製のロール胴の表面に、厚みが
0.05〜0.2 mmの金属溶射層の間に厚みが0.005 〜0.05mm
の金属酸化物層を挟んで積層した被膜を形成したことを
特徴とする急冷金属薄帯製造用の冷却ロールである。The present invention relates to a cooling roll for quenching and solidifying a molten metal by receiving an injection flow of the molten metal, wherein the surface of a roll cylinder made of copper or copper alloy has a thickness of
0.005-0.05mm thickness between 0.05-0.2mm metal sprayed layers
A chill roll for producing a quenched metal ribbon, which is characterized in that a coating film formed by sandwiching the metal oxide layer of is formed.
【0013】ここで、被膜の厚みは 0.3mm以下とするこ
とが好ましい。また、金属溶射層及び金属酸化物層に
は、Cu、Mo及びこれらの合金から選ばれる素材を用いる
ことが有利に適合する。Here, the thickness of the coating is preferably 0.3 mm or less. Further, it is advantageous to use a material selected from Cu, Mo and alloys thereof for the metal spray layer and the metal oxide layer.
【0014】次に、この発明の冷却ロールについて、図
3を参照して具体的に説明する。同図(a) に示すよう
に、この冷却ロール5は、アーバー6の外周に銅、モリ
ブデンまたはこれらの合金のスリーブ7を焼き嵌めして
成る。このスリーブ7の内周面には、その周上に延びる
溝を加工することによって、アーバー6とスリーブ7と
の間に冷却水の流路8を形成し、スリーブ7の冷却をは
かっている。Next, the cooling roll of the present invention will be specifically described with reference to FIG. As shown in FIG. 1A, the cooling roll 5 is formed by shrink-fitting a sleeve 7 of copper, molybdenum or an alloy thereof on the outer periphery of an arbor 6. The inner peripheral surface of the sleeve 7 is formed with a groove extending on the circumference thereof to form a cooling water passage 8 between the arbor 6 and the sleeve 7 to cool the sleeve 7.
【0015】一方、スリーブ7の表面には、同図(b) に
拡大図を示すように、複数層、図示例では2層の金属溶
射層9及び10の間に極めて薄い金属酸化物層11を介在さ
せた被膜12をそなえる。この被膜12は、スリーブ7の表
面に、まず金属溶射層を形成し、次に金属溶射層の表面
を酸化することによって金属酸化物層を形成し、さらに
金属酸化物層上に金属溶射層を形成して得られる。ここ
で、複数の金属溶射層を設けるのは、溶融金属が凝固す
る際に、金属酸化物層により熱が冷却ロールへ伝達しず
らくなり、ロール幅方向に広がるので冷却ロールに奪わ
れる熱量のロール幅方向のむらが無くなり、従って、製
造初期の非定常部を回避するためであり、これによって
ロールの昇温を早めて薄帯の品質を向上させる。On the other hand, on the surface of the sleeve 7, as shown in an enlarged view in FIG. 1B, a very thin metal oxide layer 11 is provided between the metal sprayed layers 9 and 10 of a plurality of layers, in the illustrated example. And a coating 12 with the interposition of. The coating 12 first forms a metal sprayed layer on the surface of the sleeve 7, then forms a metal oxide layer by oxidizing the surface of the metal sprayed layer, and further forms a metal sprayed layer on the metal oxide layer. Obtained by forming. Here, the provision of a plurality of metal spray layers, when the molten metal is solidified, it becomes difficult for heat to be transferred to the cooling roll due to the metal oxide layer and spread in the roll width direction, so that the amount of heat taken by the cooling roll is reduced. This is because the unevenness in the roll width direction is eliminated, and therefore, the non-steady portion in the initial stage of manufacturing is avoided, whereby the temperature rise of the roll is accelerated and the quality of the ribbon is improved.
【0016】[0016]
【作用】冷却ロール表面に形成した被膜における、金属
溶射層は、熱伝導性の良い銅、モリブデンまたはこれら
の合金が適しており、その厚みは0.05〜0.2 mm、より好
ましくは0.08〜0.15mmとする。すなわち、0.05mm未満で
は溶射を施す面(スリーブ母材または金属酸化物層)に
密着良く溶射皮膜を形成することが難しく、溶射後の被
膜表面を研磨加工できないため、表面の凹凸が大きくな
って、空気の巻き込みが生じ、薄帯に孔やすだれなどの
欠陥が生じる。一方、0.2 mmを超えると、ロール幅方向
の温度均一化や非定常回避の効果が得られない。[Function] In the coating film formed on the surface of the cooling roll, the metal sprayed layer is preferably copper, molybdenum or an alloy thereof having good thermal conductivity, and the thickness thereof is 0.05 to 0.2 mm, more preferably 0.08 to 0.15 mm. To do. That is, if it is less than 0.05 mm, it is difficult to form a sprayed coating with good adhesion on the surface to be sprayed (sleeve base material or metal oxide layer), and the coating surface after spraying cannot be polished, resulting in large surface irregularities. However, air entrapment occurs, and defects such as holes and sagging occur in the ribbon. On the other hand, if it exceeds 0.2 mm, the effects of temperature uniformity in the roll width direction and unsteady avoidance cannot be obtained.
【0017】また、酸化物層の厚みは0.005 〜0.05mm、
より好ましくは0.01〜0.03mmとする。すなわち、0.005m
m 未満の加工は事実上不可能であり、一方0.05mmを超え
ると、ロールの抜熱能力が低下し、特に非晶質の薄帯を
得ることが難しくなる。The thickness of the oxide layer is 0.005 to 0.05 mm,
More preferably, it is 0.01 to 0.03 mm. That is, 0.005m
If it is less than m, it is practically impossible. On the other hand, if it exceeds 0.05 mm, the heat removal ability of the roll is lowered, and it becomes difficult to obtain an amorphous ribbon.
【0018】さらに、被膜の全厚みは 0.3mm以下とする
ことが好ましい。なぜなら、厚みが0.3mmを超えると冷
却ロールの抜熱能力が低下し、薄帯の結晶化が発生する
上、溶射層内の内部応力が高くなり、熱衝撃による剥離
が発生するためである。Furthermore, the total thickness of the coating is preferably 0.3 mm or less. This is because if the thickness exceeds 0.3 mm, the heat removal capability of the cooling roll is reduced, crystallization of the ribbon occurs, internal stress in the thermal spray layer increases, and peeling due to thermal shock occurs.
【0019】なお、被膜は、まずロールスリーブに直接
形成する金属溶射層(第1層)を設け、その上に金属酸
化物層(第2層)を形成する。この際第1層の金属溶射
層はロールスリーブと同じかもしくは異なる材質であっ
ても構わない。次に、金属酸化物層は、単一層で、第1
層の金属溶射層の酸化物で構成される。さらに、第3層
以降は、金属溶射層の複数層でもよく、被膜厚みの制限
から実施例にもあるように最大4層までとすることが望
ましい。As the coating, first, a metal sprayed layer (first layer) formed directly on the roll sleeve is provided, and then a metal oxide layer (second layer) is formed thereon. At this time, the metal sprayed layer of the first layer may be made of the same material as or a material different from that of the roll sleeve. Then, the metal oxide layer is a single layer and the first
The layer is composed of a thermally sprayed layer of oxide. Further, the third and subsequent layers may be a plurality of metal sprayed layers, and it is desirable that the maximum number of layers is four as in the embodiment due to the limitation of the coating thickness.
【0020】[0020]
【実施例】表1に示す素材から成るスリーブの表面に、
同じく表1に示す表面被覆処理を施した冷却ロールを用
いる、単ロール法にて、以下の条件で板厚30μm、幅 2
00mmの非晶質薄帯を作製した。かくして得られた薄帯の
表面性状、そして薄帯製造後のロール表面をそれぞれ観
察した結果を、表1に併記する。EXAMPLES On the surface of a sleeve made of the material shown in Table 1,
Similarly, using a cooling roll that has been subjected to the surface coating treatment shown in Table 1, using the single roll method, under the following conditions, the plate thickness is 30 μm and the width is 2 μm.
A 00 mm amorphous ribbon was prepared. The surface properties of the ribbon thus obtained and the results of observing the roll surface after the ribbon production are also shown in Table 1.
【0021】製造条件 ・鋼種:Fe−13at%B−9at%Si−0.3 at%Mn ・冷却ロール ロール径: 800 mm(外径) ロール幅: 500 mm スリーブ母材厚み:5mm ・ロール周速:25m/s ・出鋼温度 :1325℃ ・ヒートサイズ:1tManufacturing conditions: Steel type: Fe-13 at% B-9 at% Si-0.3 at% Mn-Cooling roll Roll diameter: 800 mm (outer diameter) Roll width: 500 mm Sleeve base material thickness: 5 mm-Roll peripheral speed: 25m / s ・ Steel tapping temperature: 1325 ℃ ・ Heat size: 1t
【0022】[0022]
【表1】 [Table 1]
【0023】同表より明らかなように、この発明に従う
冷却ロールを用いると、ロール幅方向の温度分布が均一
でかつロール温度の昇温が速くて非定常部が少ないた
め、表面性状の良好な非晶質薄帯が得られた。As is clear from the table, when the cooling roll according to the present invention is used, the temperature distribution in the roll width direction is uniform, the roll temperature rises quickly, and there are few unsteady portions, so the surface quality is good. An amorphous ribbon was obtained.
【0024】[0024]
【発明の効果】この発明の冷却ロールを用いることによ
って、脆化していない均質な広幅の薄帯を大量に安定し
て製造することができる。EFFECTS OF THE INVENTION By using the cooling roll of the present invention, it is possible to stably produce a large amount of uniform wide ribbons which are not embrittled.
【図1】単ロール法による薄帯の製造を説明する模式図
である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating production of a ribbon by a single roll method.
【図2】双ロール法による薄帯の製造を説明する模式図
である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating production of a ribbon by the twin roll method.
【図3】この発明に従う冷却ロールを示すもし模式図で
ある。FIG. 3 is a schematic view showing a cooling roll according to the present invention.
1 冷却ロール 2 ノズル 3 溶湯 4 薄帯 5 冷却ロール 6 アーバー 7 スリーブ 8 流路 9 金属溶射層 10 金属酸化物層 11 金属溶射層 12 被膜 1 Cooling Roll 2 Nozzle 3 Molten Metal 4 Thin Strip 5 Cooling Roll 6 Arbor 7 Sleeve 8 Flow Path 9 Metal Spray Layer 10 Metal Oxide Layer 11 Metal Spray Layer 12 Coating
Claims (4)
急冷凝固させる冷却ロールであって、銅又は銅合金製の
ロール胴の表面に、厚みが0.05〜0.2 mmの金属溶射層の
間に厚みが0.005 〜0.05mmの金属酸化物層を挟んで積層
した被膜を形成したことを特徴とする急冷金属薄帯製造
用の冷却ロール。1. A cooling roll for quenching and solidifying a molten metal by receiving an injection flow of the molten metal, wherein the surface of a roll cylinder made of copper or copper alloy has a thickness of 0.05 to 0.2 mm between metal sprayed layers. A chill roll for producing a quenched metal ribbon, characterized in that a coating film is formed by sandwiching a metal oxide layer having a thickness of 0.005 to 0.05 mm.
に記載の冷却ロール。2. The thickness of the coating is 0.3 mm or less.
Cooling roll described in.
ら選ばれる素材から成る請求項1に記載の冷却ロール。3. The cooling roll according to claim 1, wherein the metal sprayed layer is made of a material selected from Cu, Mo and alloys thereof.
から選ばれる素材から成る請求項1に記載の冷却ロー
ル。4. The chill roll according to claim 1, wherein the metal oxide layer is made of a material selected from Cu, Mo and alloys thereof.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1450094A JPH07214250A (en) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | Cooling roll for manufacturing rapidly solidified thin metal strip |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1450094A JPH07214250A (en) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | Cooling roll for manufacturing rapidly solidified thin metal strip |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07214250A true JPH07214250A (en) | 1995-08-15 |
Family
ID=11862788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1450094A Pending JPH07214250A (en) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | Cooling roll for manufacturing rapidly solidified thin metal strip |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07214250A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5785292A (en) * | 1995-10-31 | 1998-07-28 | Tachi-S Co., Ltd. | Long slide rail for vehicle seat |
KR100596547B1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Cooling Roll for manufacturing the metal strip by the melt drag casting process |
JPWO2016030929A1 (en) * | 2014-08-28 | 2017-07-27 | 株式会社ササクラ | Cooling roll and manufacturing method thereof |
US9970542B2 (en) | 2014-08-28 | 2018-05-15 | Hyundai Motor Company | Shift fork having improved abrasion resistance |
CN110000350A (en) * | 2019-05-21 | 2019-07-12 | 一重集团大连工程技术有限公司 | A kind of casting crystallization roll |
-
1994
- 1994-02-08 JP JP1450094A patent/JPH07214250A/en active Pending
Cited By (6)
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DE102014224612B4 (en) | 2014-08-28 | 2023-08-03 | Hyundai Motor Company | Shift fork with improved abrasion resistance and method of making the same |
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