JPH08215817A - 急冷金属薄帯温度の制御方法 - Google Patents
急冷金属薄帯温度の制御方法Info
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- JPH08215817A JPH08215817A JP2820495A JP2820495A JPH08215817A JP H08215817 A JPH08215817 A JP H08215817A JP 2820495 A JP2820495 A JP 2820495A JP 2820495 A JP2820495 A JP 2820495A JP H08215817 A JPH08215817 A JP H08215817A
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Abstract
次冷却方法を提供すること。 【構成】 高速回転している冷却基板上で急冷凝固さ
せた薄帯を連続的に巻取る工程において、巻取る前の薄
帯の温度をオンラインで測定し、薄帯温度が200℃超
である場合に、気化温度が200℃以下であり、かつ、
平均粒径が500μm以下である微小粒液体を含有した
ガスを該薄帯表面に直接吹付けて、該微小粒液体の気化
熱によって該薄帯を200℃以下まで冷却する急冷金属
薄帯温度の制御方法。オンラインで測定した薄帯の温
度がT℃である場合に、ガスに含ませる微小粒液体の体
積分率をG(T−200)%および液滴量制御係数Gを
0.01以上1.0以下に設定する。
Description
高速回転している冷却基板上に噴出して急冷凝固させた
薄帯を連続的に製造する工程において、薄帯の温度をオ
ンラインで監視して、薄帯が所定の冷却速度条件から外
れた場合に、制御された二次冷却を用いることによっ
て、薄帯の冷却速度を所定の条件に戻し、磁気特性およ
び靭性に優れた非晶質合金薄帯を製造する方法に関す
る。
て、連続的に薄帯を製造する方法として、遠心急冷法、
単ロール法、双ロール法、等が知られている。これらの
方法は、高速回転する金属製ドラムの内周面または外周
面に溶融金属をオリフィス等から噴出させることによっ
て、急速に溶融金属を凝固させて薄帯や線を製造するも
のである。さらに、合金組成を適正に選ぶことによっ
て、液体金属に類似した非晶質合金を得ることができ、
磁気的性質に優れた材料、あるいは、機械的性質に優れ
た材料を製造することができる。
因子の一つは、薄帯自身の冷却速度であり、この冷却速
度は薄帯の板厚に相関を持つことが知られている。すな
わち、板厚が厚くなるにつれて薄帯の冷却速度が低下
し、非晶質化するか否かは板厚によってほぼ決まってし
まう。したがって、従来から、この薄帯の冷却速度を冷
却基板のみならず、それ以外の二次的な方法によって向
上させる手法が提案されている。例えば、単ロール法に
おいては、ロールによる冷却途中に補助ロールを用いて
薄帯を冷却する方法(特開昭55−33816号公
報)、補助ロールの代わりにベルトを用いる方法(特開
昭56−160859号公報)、ガスを吹き付ける方法
(特開昭55−33816号公報)が開示されている。
さらに、薄帯がロールから離れた後の薄帯の搬送途中で
の冷却速度を向上させる方法として、補助ロールあるい
はベルトを用いる方法(特開昭58−176061号公
報)、ガスを吹き付ける方法(特開昭56−12605
2)が開示されている。
抱えている。すなわち、補助ロールおよびベルトによる
二次的な冷却方法は、設備面から見て制御が難しく、ま
た、設備コストも高くなってしまう。ガスのみによる2
次冷却は、補助ロール法、ベルト法に比べて冷却能力が
低いばかりでなく、冷却能力を上げる場合には、低温ガ
スを用いるとか、ガス流量を上げることで対応している
が、ガス冷却の設備が必要になる、あるいは、ガス流量
上昇によってガスがパドルの安定性を乱す。
的性質あるいは機械的性質に優れた非晶質薄帯を製造す
るために、簡便な方法であり、かつ、十分な冷却能力を
持つ二次的な冷却方法はなかった。
さらに、薄帯温度に応じて制御された二次的な抜熱によ
って、薄帯を冷却し、非晶質薄帯の特性を改善するため
の簡便な二次冷却方法を提供することを目的とする。
その要旨としている。 (1) 高速回転している冷却基板上で急冷凝固させた
薄帯を連続的に巻取る工程において、巻取る前の薄帯の
温度をオンラインで測定し、薄帯温度が200℃超であ
る場合に、気化温度が200℃以下であり、かつ、平均
粒径が500μm以下である微小粒液体を含有したガス
を該薄帯表面に直接吹付けて、該微小粒液体の気化熱に
よって該薄帯を200℃以下まで冷却することを特徴と
する急冷金属薄帯温度の制御方法。 (2) オンラインで測定した薄帯の温度がT℃である
場合に、ガスに含ませる微小粒液体の体積分率をG(T
−200)%、に設定することを特徴とする前項(1)
に記載の急冷金属薄帯温度の制御方法。ただし、液滴量
制御係数Gは0.01以上、1.0以下。 (3) 微小粒液体として水またはアルコール類、また
はそれらの混合体を用いることを特徴とする前項(1)
および(2)に記載の急冷金属薄帯温度の制御方法。
者らは、設備的にも簡便であり、かつ、制御が容易であ
ることを必須条件として、単ロール法における二次的な
冷却手段として取り得る種々の方法を検討した。その結
果、液体の気化熱を利用した抜熱を行うことによって、
薄帯の冷却速度を大きくできる手法を発明するに至っ
た。本発明は、従来から行われている単なる冷却ガスあ
るいは乾燥ガスを用いる手法とは、基本的に抜熱の原理
が異なっている。
以下になるまで103 ℃/秒以上の冷却速度で冷却する
ことによって得た特性に優れた非晶質合金薄帯、および
その製造方法を提案している(特願平5−248068
号)。この方法は、気化温度が200℃以下の液体を平
均粒径が500μm以下の大きさまで微粒化し、それを
200℃超である鋳造中薄帯の表面にガスとともに均等
に吹付けて薄帯を冷却する方法である。薄帯表面に付着
した液滴が薄帯から熱を奪って瞬時に気化することで薄
帯を冷却する。単ロール法においては、薄帯がロール上
にある時に該液滴を薄帯自由表面に吹付けるか、あるい
は、ロールから剥離した薄帯の自由面側またはロール面
側、あるいは両側から該液滴を吹付けて冷却する。
温度は、数10℃から百数10℃である。したがって、
ロール上にある薄帯に液滴を吹付ける場合には、液滴の
残留を防ぐために、気化温度がロール温度より低い物質
を使用するか、あるいは、液滴の含有量を減らし、さら
にその平均粒径も小さくする必要がある。
℃超である場合、本発明による二次冷却を実施するよう
に制御する。オンラインで薄帯温度を実測する方法とし
て、本発明者らが特開昭59−64144号公報に開示
した接触型の温度計を薄帯に接触させながら薄帯温度を
測定する方法および特願平6−253364に示した耐
久性に優れた接触型測温センサーを用いることができ
る。測温する位置は、薄帯がロールから剥離する直前、
あるいは剥離後から巻取り前の搬送途中が適している。
搬送途中で測温する場合には、薄帯のばたつきを抑える
ためにガイドとなるロールあるいは板を使用するとよ
い。
液滴を薄帯表面に残留させることなく薄帯を200℃以
下まで冷却することができなくなる。実際に、この残留
液滴は巻取り以後の工程に好ましくない影響を与える。
例えば、巻取ったコイルの層間に浸透した液滴の表面張
力によって、巻戻し作業が非常に行いにくくなる、等の
不具合が生じる。したがって、本発明における液滴の気
化温度を200℃以下に限定した。
種々の大きさの液滴を作製して検討を重ねた結果、平均
粒径が500μmを越える時に液滴が残留する場合が生
じた。したがって、液滴の平均粒径を500μm以下に
限定した。霧吹き法を用いる場合には、噴出ガス流量と
供給する液量によって容易に液滴の平均粒径を制御する
ことができる。使用するガスは、空気、窒素、アルゴン
等の不活性ガス、等が適している。
鋳造中に実測した薄帯温度を二次冷却へフィードバック
して、常に最適な冷却条件で薄帯を冷却することにあ
る。ここで、最適な冷却とは、薄帯を103 ℃/秒以上
の冷却速度で200℃以下まで冷却することである。従
来のガス冷却においては、冷却能力を変えるためにガス
流量、あるいは、ガス温度を変えることが行われてい
る。しかし、本発明法では、これらの両者とも変える必
要はなく、ガスに含ませる液滴の体積分率を変えるだけ
で冷却能力を変えることができる。例えば、霧吹き法を
用いて液滴の体積分率を変えるには、液体噴出ノズルの
ニードルバルブの開閉量を変えることによって容易に行
うことができる。
て、ガスに含ませる微小粒液体の体積分率をG(T−2
00)%、および0.01≦G≦1.0に設定すること
によって、必要な冷却条件を確保でき、かつ、液滴が薄
帯に残留しない状態で薄帯を冷却することができる。G
が0.01より小さい時には十分な冷却効果が確保でき
ず、1.0超の時には液滴が薄帯表面に残留してしま
う。液滴の気化温度が低い程あるいは平均粒径が小さい
程、Gを大きくとることが可能になる。ただし、Gは液
滴量制御係数であり、G(T−200)は100%を越
えることはない。
または、それらの混合体を用いる。アルコール類の中で
は、メチルアルコール、エチルアルコール、ブチルアル
コール、等は気化温度が200℃以下であり、かつ、気
化熱も大きく、大きな抜熱効果が得られるために適して
いる。気化温度が200℃以下であれば他の液体も使用
可能である
する。実施例1 Fe80.5Si6.5 B12C1 組成(at%)の合金を溶解
し、2重スロットノズル(幅0.4mm、長さ25m
m、間隔1mm)から700rpmで回転している直径
580mmのCu製ロールの上に溶湯を噴射して幅25
mm、厚み60μmの急冷薄帯を作製した。薄帯温度T
の測定は、接触式の熱電対を薄帯がロールから剥離する
直前に設置して行った。また、薄帯がロールから剥離す
る位置を故意に移動させてTを変化させた。
供給して、平均粒径が約100μmに微粒化したものを
圧縮空気とともにロール上にある薄帯に吹付けた。この
時、水の供給量を薄帯の温度に応じて制御して、吹付け
空気中に含まれる水滴の体積分率をG(T−200)%
になるように調節した。G=0.05,0.1,0.7
のそれぞれの場合について行った。この二次冷却によっ
て、剥離直前の薄帯温度は全て200℃以下になった。
を外側にした曲げ破壊歪εf =t/(D−t)(tは薄
帯の板厚、Dは破壊した時の曲げ直径)、とSST測定
(360℃で1時間磁場中アニール材)で評価した。S
ST測定では、W13/50 (50Hz、1.3Tの鉄
損)、とB1 (H=10eの時の磁束密度)を測定し
た。その結果を、表1に示す。
場合(G=0)、および、Gを0.002,0.00
5,1.2,1.3の本発明範囲外にした場合について
実験を行った。その結果を、表2に示す。
1.2および1.3の時には、吹付けた水滴が完全に蒸
発せず、薄帯表面に残留し、以後の薄帯の処理の妨げと
なり、多くの時間を必要とした。
用いることによって、薄帯の脆性に関してはεf =1、
すなわち、密着曲げが可能になり、磁気特性についても
平均で磁束密度B1 が2.1%大きくなり、鉄損W
13/50 は14.4%低下した。したがって、脆性および
磁気特性がともに改善されたことがわかる。
ールを含んだ水、60%ブチルアルコールを含んだ水を
用いて実施例1同様な実験を行った。その結果を、表3
に示す。
ブチルアルコールを含んだ水を用いても薄帯の密着曲げ
が可能になり、また、表2に示した比較例と比べて、平
均でB1 は1.9%大きくなり、W13/50 は14.0%
低下した。したがって、脆性および磁気特性がともに改
善されたことがわかる。
を薄帯が剥離した後巻取られるまでの間の搬送途中に変
更して同様な実験を行った。すなわち、二次冷却による
冷却効果を調べるために、熱電対を薄帯がロールから剥
離する直前の位置(T1 )と巻取り直前の位置(T2 )
の2箇所に設置した。水滴の体積分率は、G(T1 −2
00)とし、G=0.1一定とした。その結果を、表4
に示す。
途中の薄帯に二次冷却を行うことによって、密着曲げが
可能になり、また、表2に示した比較例と比べて、平均
でB1 は2.0%大きくなり、W13/50 は14.0%低
下した。したがって、脆性および磁気特性がともに改善
されたことがわかる。
て、同様な実験を行ったが、水滴が薄帯表面に残留する
場合が多く生じたので以後の実験を中止した。
却速度をオンラインで制御することによって、磁気的性
質および機械的性質に優れた非晶質合金薄帯を製造する
ことができる。その結果、それらの薄帯をトランスの巻
鉄心等の種々の用途へ用いる場合に、トランス性能が向
上するばかりでなく、加工等の取扱いも容易になり、応
用範囲を広げることが可能になる。
Claims (3)
- 【請求項1】高速回転している冷却基板上で急冷凝固さ
せた薄帯を連続的に巻取る工程において、巻取る前の薄
帯の温度をオンラインで測定し、薄帯温度が200℃超
である場合に、気化温度が200℃以下であり、かつ、
平均粒径が500μm以下である微小粒液体を含有した
ガスを該薄帯表面に直接吹付けて、該微小粒液体の気化
熱によって該薄帯を200℃以下まで冷却することを特
徴とする、急冷金属薄帯温度の制御方法。 - 【請求項2】オンラインで測定した薄帯の温度がT℃で
ある場合に、ガスに含ませる微小粒液体の体積分率をG
(T−200)%および、液滴量制御係数Gを0.01
以上1.0以下に設定することを特徴とする請求項1に
記載の急冷金属薄帯温度の制御方法。 - 【請求項3】微小粒液体として、水またはアルコール類
または、それらの混合体を用いることを特徴とする請求
項1および2に記載の急冷金属薄帯温度の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02820495A JP3386272B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 急冷金属薄帯温度の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02820495A JP3386272B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 急冷金属薄帯温度の制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08215817A true JPH08215817A (ja) | 1996-08-27 |
JP3386272B2 JP3386272B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=12242142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02820495A Expired - Lifetime JP3386272B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 急冷金属薄帯温度の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3386272B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115889711A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-04-04 | 常州创明磁性材料科技有限公司 | 一种纳米晶带材在线冷却装置及冷却方法 |
-
1995
- 1995-02-16 JP JP02820495A patent/JP3386272B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115889711A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-04-04 | 常州创明磁性材料科技有限公司 | 一种纳米晶带材在线冷却装置及冷却方法 |
CN115889711B (zh) * | 2022-12-22 | 2024-01-23 | 常州创明磁性材料科技有限公司 | 一种纳米晶带材在线冷却装置及冷却方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3386272B2 (ja) | 2003-03-17 |
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