JPH0920968A - Cu基非磁性金属ガラス合金およびその製造法ならびに弾性作動体 - Google Patents
Cu基非磁性金属ガラス合金およびその製造法ならびに弾性作動体Info
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- JPH0920968A JPH0920968A JP7198976A JP19897695A JPH0920968A JP H0920968 A JPH0920968 A JP H0920968A JP 7198976 A JP7198976 A JP 7198976A JP 19897695 A JP19897695 A JP 19897695A JP H0920968 A JPH0920968 A JP H0920968A
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Landscapes
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- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】 一般式Cu100−a−b−cMaXbQc
(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以上の元
素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以上の
元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,Mo,
W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,C
d,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち1
種または2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、0≦
c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成、またX元素からAlを除いた組成で、少なくとも体
積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数
を(−10〜+10)×10−5以内に保有せしめた。 【効果】 ヤング率Eはガラス化温度以下では温度依存
性が極めて小さく、すぐれた弾性作動体用エリンバー合
金である。
(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以上の元
素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以上の
元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,Mo,
W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,C
d,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち1
種または2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、0≦
c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成、またX元素からAlを除いた組成で、少なくとも体
積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数
を(−10〜+10)×10−5以内に保有せしめた。 【効果】 ヤング率Eはガラス化温度以下では温度依存
性が極めて小さく、すぐれた弾性作動体用エリンバー合
金である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr(ジルコニ
ウム),RE(希土類元素),Ti(チタン)のうち1
種または2種以上の元素、XはAl(アルミニウム),
Mg(マグネシウム),Ni(ニッケル)のうち1種ま
たは2種以上の元素、QはFe(鉄),Co(コバル
ト),V(バナジウム),Nb(ニオブ),Ta(タン
タル),Cr(クロム),Mo(モリブデン),W(タ
ングステン),Mn(マンガ)),Au(金),Ag
(銀),Re(レニウム),白金族元素,Zn(亜
鉛),Cd(カドミウム),Ga(ガリウム),In
(インジウム),Ge(ゲルマニウム),Sn(錫),
Sb(アンチモン),Si(珪素),B(硼素)のうち
1種または2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、0≦
c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成と少量の不純物とからなり、この溶融合金を1〜10
6℃/secの速度で急冷することにより、体積率で5
0%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス
化温度以下で(−10〜+10)×10−5以内にある
ことを特徴とするCu基非磁性金属ガラス合金およびそ
の製造法ならびに高感度圧力センサ、高感度精密ばねお
よび高性能振動子などに用いる弾性作動体に関する。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr(ジルコニ
ウム),RE(希土類元素),Ti(チタン)のうち1
種または2種以上の元素、XはAl(アルミニウム),
Mg(マグネシウム),Ni(ニッケル)のうち1種ま
たは2種以上の元素、QはFe(鉄),Co(コバル
ト),V(バナジウム),Nb(ニオブ),Ta(タン
タル),Cr(クロム),Mo(モリブデン),W(タ
ングステン),Mn(マンガ)),Au(金),Ag
(銀),Re(レニウム),白金族元素,Zn(亜
鉛),Cd(カドミウム),Ga(ガリウム),In
(インジウム),Ge(ゲルマニウム),Sn(錫),
Sb(アンチモン),Si(珪素),B(硼素)のうち
1種または2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、0≦
c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成と少量の不純物とからなり、この溶融合金を1〜10
6℃/secの速度で急冷することにより、体積率で5
0%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス
化温度以下で(−10〜+10)×10−5以内にある
ことを特徴とするCu基非磁性金属ガラス合金およびそ
の製造法ならびに高感度圧力センサ、高感度精密ばねお
よび高性能振動子などに用いる弾性作動体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、非磁性の弾性作動体用合金、特に
エリンバー合金としては、特開昭50−127814あ
るいはSoviet Physics−Doklad
y,Vol.9(1964),P1019などに記載さ
れたCr基あるいはFe−Mn基合金などが知られてい
るに過ぎない。それらは、いずれも(−10〜−5)×
10−5程度の温度係数を示しており、溶解後鋳造のま
まか、若干の加工を施しセンサ材料やばね材料としての
使用が試みられた。
エリンバー合金としては、特開昭50−127814あ
るいはSoviet Physics−Doklad
y,Vol.9(1964),P1019などに記載さ
れたCr基あるいはFe−Mn基合金などが知られてい
るに過ぎない。それらは、いずれも(−10〜−5)×
10−5程度の温度係数を示しており、溶解後鋳造のま
まか、若干の加工を施しセンサ材料やばね材料としての
使用が試みられた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの非磁性エリン
バー合金は、いずれも反強磁性体中に微量の強磁性体を
含ませた構造で、磁性体のもつ大きな磁気体積効果に基
づくΔE効果を利用して特性を発現させているものであ
って、磁気変態点以下の極く狭い温度範囲でしかその特
性が得られない欠点を有する。しかも、前者は鍛造加工
性に乏しく、研削のみが成形手段であり、後者はある程
度の特性を得るために、冷間加工を施すと強磁性的性質
が現れ、その上耐食性が極めて悪くなる。そのため引
張、圧縮などの機械的強度の低下を来し、また非磁性状
態が失われ応用上の制約となっていた。
バー合金は、いずれも反強磁性体中に微量の強磁性体を
含ませた構造で、磁性体のもつ大きな磁気体積効果に基
づくΔE効果を利用して特性を発現させているものであ
って、磁気変態点以下の極く狭い温度範囲でしかその特
性が得られない欠点を有する。しかも、前者は鍛造加工
性に乏しく、研削のみが成形手段であり、後者はある程
度の特性を得るために、冷間加工を施すと強磁性的性質
が現れ、その上耐食性が極めて悪くなる。そのため引
張、圧縮などの機械的強度の低下を来し、また非磁性状
態が失われ応用上の制約となっていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、上
記課題の解決を図ることを目的として、種々実験と研究
を重ねた結果、本質的に非磁性のCu基合金を溶融状態
から急冷して、少なくとも体積率で50%の非晶質を含
み、100℃以上の過冷却液体領域を有する合金とした
場合に、ガラス化温度以下の広い温度領域で、弾性作動
体として必要な(−10〜+10)×10−5以内のヤ
ング率の温度係数を保有することを見出すに至り、この
発明を完成したものである。
記課題の解決を図ることを目的として、種々実験と研究
を重ねた結果、本質的に非磁性のCu基合金を溶融状態
から急冷して、少なくとも体積率で50%の非晶質を含
み、100℃以上の過冷却液体領域を有する合金とした
場合に、ガラス化温度以下の広い温度領域で、弾性作動
体として必要な(−10〜+10)×10−5以内のヤ
ング率の温度係数を保有することを見出すに至り、この
発明を完成したものである。
【0005】本発明は、一般式Cu100−a−b−c
MaXbQc(MはZr,RE,Tiのうち1種または
2種以上の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種また
は2種以上の元素、Qは、Fe,Co,V,Nb,T
a,Cr,Mo,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族
元素,Zn,Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,S
i,Bのうち1種または2種以上の元素であり、またそ
の組成比a,b,cは原子%で5≦a≦65、5≦b≦
40、0≦c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70で
ある)の組成、またはX元素からAlを除いた組成、さ
らには一般式Cu100−a−b−cMaXbQcにお
いて組成比a,b,cが原子%で5≦a≦30、5≦b
≦40、0≦c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70
の組成および少量の不純物とからなる溶融合金を1〜1
06℃/secの速度で急冷することにより、体積率で
50%以上の非晶質を含み、100℃以上の過冷却液体
領域を有し、ヤング率の温度係数がガラス化温度以下で
(−10〜+10)×10−5以内にあることを特徴と
する弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合金であるこ
とを要旨とする。
MaXbQc(MはZr,RE,Tiのうち1種または
2種以上の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種また
は2種以上の元素、Qは、Fe,Co,V,Nb,T
a,Cr,Mo,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族
元素,Zn,Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,S
i,Bのうち1種または2種以上の元素であり、またそ
の組成比a,b,cは原子%で5≦a≦65、5≦b≦
40、0≦c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70で
ある)の組成、またはX元素からAlを除いた組成、さ
らには一般式Cu100−a−b−cMaXbQcにお
いて組成比a,b,cが原子%で5≦a≦30、5≦b
≦40、0≦c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70
の組成および少量の不純物とからなる溶融合金を1〜1
06℃/secの速度で急冷することにより、体積率で
50%以上の非晶質を含み、100℃以上の過冷却液体
領域を有し、ヤング率の温度係数がガラス化温度以下で
(−10〜+10)×10−5以内にあることを特徴と
する弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合金であるこ
とを要旨とする。
【0006】本発明の弾性作動体用Cu基合金は、上記
組成を有する合金溶湯を液体急冷法によって急速に凝固
することにより得られる。これは水焼入れ法、高圧鋳造
法、高圧押出し法、単ロール法、双ロール法、回転液体
中紡糸法などが有効に用いられ、1〜106℃/sec
程度、望ましくは1〜104℃/secの冷却速度で冷
却した薄帯ないしは棒状あるいは板状製品において少な
くとも体積率で50%、望ましくは80%以上の非晶質
化が可能である。
組成を有する合金溶湯を液体急冷法によって急速に凝固
することにより得られる。これは水焼入れ法、高圧鋳造
法、高圧押出し法、単ロール法、双ロール法、回転液体
中紡糸法などが有効に用いられ、1〜106℃/sec
程度、望ましくは1〜104℃/secの冷却速度で冷
却した薄帯ないしは棒状あるいは板状製品において少な
くとも体積率で50%、望ましくは80%以上の非晶質
化が可能である。
【0007】上記方法により薄帯材料を製造するには、
例えば図1(a)に示す単ロール法で説明すると、石英
製ノズル管2の孔3を通して、約200〜8000rp
mの速度で回転している鋼あるいは銅製のロール1に高
周波炉5で溶解した溶湯4を噴出させる。これにより、
幅0.5〜500mm、厚さ10〜500μmの薄帯材
料6を得ることができる。また、図1(b)に示す水焼
入れ法で説明すると、石英製アンプル8に真空または不
活性ガス封入した原料を高周波炉9で溶解し、溶湯4’
をアンプルごと氷塩水などの冷却水7に投じる。これに
より直径1〜20mm、長さ200mmの棒状材料10
を得ることができる。アンプルの形あるいは断面は目的
に応じ、球状あるいは角形状、平板状などが有効に用い
られる。
例えば図1(a)に示す単ロール法で説明すると、石英
製ノズル管2の孔3を通して、約200〜8000rp
mの速度で回転している鋼あるいは銅製のロール1に高
周波炉5で溶解した溶湯4を噴出させる。これにより、
幅0.5〜500mm、厚さ10〜500μmの薄帯材
料6を得ることができる。また、図1(b)に示す水焼
入れ法で説明すると、石英製アンプル8に真空または不
活性ガス封入した原料を高周波炉9で溶解し、溶湯4’
をアンプルごと氷塩水などの冷却水7に投じる。これに
より直径1〜20mm、長さ200mmの棒状材料10
を得ることができる。アンプルの形あるいは断面は目的
に応じ、球状あるいは角形状、平板状などが有効に用い
られる。
【0008】また、上記方法によらず、高圧鋳造法で大
型の鋳物を、スパッタリング法で薄膜を、高圧ガス噴霧
法などのアトマイズ法やスプレー法により急冷粉末を得
ることができる。急冷Cu基合金の非晶質状態は、X線
回折像におけるハローパターンの認識、あるいは示差走
査熱量計において結晶化温度を示す急激な発熱ピークの
確認などにより決定される。なお、薄帯の180°曲げ
試験も有効に用いられる。
型の鋳物を、スパッタリング法で薄膜を、高圧ガス噴霧
法などのアトマイズ法やスプレー法により急冷粉末を得
ることができる。急冷Cu基合金の非晶質状態は、X線
回折像におけるハローパターンの認識、あるいは示差走
査熱量計において結晶化温度を示す急激な発熱ピークの
確認などにより決定される。なお、薄帯の180°曲げ
試験も有効に用いられる。
【0009】本発明の特徴とする所は、次の通りであ
る。 [第1発明]一般式Cu100−a−b−cMaXbQ
c(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以上の
元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以上
の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,M
o,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち
1種または2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、0≦
c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成と少量の不純物とからなり、体積率で50%以上の非
晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス化温度以下で
(−10〜+10)×10−5以内にあることを特徴と
する弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合金。
る。 [第1発明]一般式Cu100−a−b−cMaXbQ
c(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以上の
元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以上
の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,M
o,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち
1種または2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、0≦
c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成と少量の不純物とからなり、体積率で50%以上の非
晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス化温度以下で
(−10〜+10)×10−5以内にあることを特徴と
する弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合金。
【0010】[第2発明]特許請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいてX元素からA
lを除いた組成と少量の不純物とからなり、体積率で5
0%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス
化温度以下で(−10〜+10)×10−5以内にある
ことを特徴とする弾性作動体用金属ガラス合金。
100−a−b−cMaXbQcにおいてX元素からA
lを除いた組成と少量の不純物とからなり、体積率で5
0%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス
化温度以下で(−10〜+10)×10−5以内にある
ことを特徴とする弾性作動体用金属ガラス合金。
【0011】[第3発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなり、体積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率
の温度係数がガラス化温度以下で(−10〜+10)×
10−5以内にあることを特徴とする弾性作動体用Cu
基非磁性金属ガラス合金。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなり、体積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率
の温度係数がガラス化温度以下で(−10〜+10)×
10−5以内にあることを特徴とする弾性作動体用Cu
基非磁性金属ガラス合金。
【0012】[第4発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦65、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなる溶融合金を1〜106℃/secの速度で急冷す
ることにより、体積率で50%以上の非晶質を含み、ヤ
ング率の温度係数がガラス化温度以下で(−10〜+1
0)×10−5以内にあることを特徴とする弾性作動体
用Cu基非磁性金属ガラス合金の製造法。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦65、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなる溶融合金を1〜106℃/secの速度で急冷す
ることにより、体積率で50%以上の非晶質を含み、ヤ
ング率の温度係数がガラス化温度以下で(−10〜+1
0)×10−5以内にあることを特徴とする弾性作動体
用Cu基非磁性金属ガラス合金の製造法。
【0013】[第5発明]特許請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなる溶融合金を
1〜106℃/secの速度で急冷することにより、体
積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数
がガラス化温度以下で(−10〜+10)×10−5以
内にあることを特徴とする弾性作動体用Cu基非磁性金
属ガラス合金の製造法。
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなる溶融合金を
1〜106℃/secの速度で急冷することにより、体
積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数
がガラス化温度以下で(−10〜+10)×10−5以
内にあることを特徴とする弾性作動体用Cu基非磁性金
属ガラス合金の製造法。
【0014】[第6発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなる溶融合金を1〜106℃/secの速度で急冷す
ることにより、体積率で50%以上の非晶質を含み、ヤ
ング率の温度係数がガラス化温度以下で(−10〜+1
0)×10−5以内にあることを特徴と弾性作動体用C
u基非磁性金属ガラス合金の製造法。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなる溶融合金を1〜106℃/secの速度で急冷す
ることにより、体積率で50%以上の非晶質を含み、ヤ
ング率の温度係数がガラス化温度以下で(−10〜+1
0)×10−5以内にあることを特徴と弾性作動体用C
u基非磁性金属ガラス合金の製造法。
【0015】[第7発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦65、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなる溶融合金を1〜106℃/secの速度で急冷し
た後、500℃以下の任意の温度で焼鈍を行うことによ
り、体積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率の温
度係数がガラス化温度以下で(−10〜+10)×10
−5以内になることを特徴とする弾性作動体用Cu基非
磁性金属ガラス合金の製造法。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦65、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなる溶融合金を1〜106℃/secの速度で急冷し
た後、500℃以下の任意の温度で焼鈍を行うことによ
り、体積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率の温
度係数がガラス化温度以下で(−10〜+10)×10
−5以内になることを特徴とする弾性作動体用Cu基非
磁性金属ガラス合金の製造法。
【0016】[第8発明]特許請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなる溶融合金を
1〜106℃/secの速度で急冷した後、500℃以
下の任意の温度で焼鈍を行うことにより、体積率で50
%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス化
温度以下で(−10〜+10)×10−5以内になるこ
とを特徴とする弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合
金の製造法。
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなる溶融合金を
1〜106℃/secの速度で急冷した後、500℃以
下の任意の温度で焼鈍を行うことにより、体積率で50
%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス化
温度以下で(−10〜+10)×10−5以内になるこ
とを特徴とする弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合
金の製造法。
【0017】[第9発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b≦40、0≦c≦10℃で、且つ1
0≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物と
からなる溶融合金を1〜106℃/secの速度で急冷
した後、500℃以下の任意の温度で焼鈍を行うことに
より、体積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率の
温度係数がガラス化温度以下で(−10〜+10)×1
0−5以内にあることを特徴とする弾性作動体用Cu基
非磁性金属ガラス合金の製造法。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b≦40、0≦c≦10℃で、且つ1
0≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物と
からなる溶融合金を1〜106℃/secの速度で急冷
した後、500℃以下の任意の温度で焼鈍を行うことに
より、体積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率の
温度係数がガラス化温度以下で(−10〜+10)×1
0−5以内にあることを特徴とする弾性作動体用Cu基
非磁性金属ガラス合金の製造法。
【0018】[第10発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Ng,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦65、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなるCu基非磁性金属ガラス合金よりなるた高感度圧
力センサ用弾性作動体。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Ng,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦65、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなるCu基非磁性金属ガラス合金よりなるた高感度圧
力センサ用弾性作動体。
【0019】[第11発明]特許請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなるCu基非磁
性金属ガラス合金よりなる高感度圧力センサ用弾性作動
体。
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなるCu基非磁
性金属ガラス合金よりなる高感度圧力センサ用弾性作動
体。
【0020】[第12発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b40、0≦c≦10で、且つ10≦
a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とから
なるCu基非磁性金属ガラスよりなる高感度圧力センサ
用弾性作動体。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b40、0≦c≦10で、且つ10≦
a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とから
なるCu基非磁性金属ガラスよりなる高感度圧力センサ
用弾性作動体。
【0021】[第13発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦65、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とから
なるCu基非磁性金属ガラス合金よりなる高感度精密ば
ね用弾性作動体。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦65、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とから
なるCu基非磁性金属ガラス合金よりなる高感度精密ば
ね用弾性作動体。
【0022】[第14発明]特許請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなるCu基非磁
性金属ガラス合金よりなる高感度精密ばね用弾性作動
体。
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなるCu基非磁
性金属ガラス合金よりなる高感度精密ばね用弾性作動
体。
【0023】[第15発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b≦40、0≦e≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなるCu基非磁性金属ガラス合金よりなる高感度精密
ばね用弾性作動体。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b≦40、0≦e≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなるCu基非磁性金属ガラス合金よりなる高感度精密
ばね用弾性作動体。
【0024】[第16発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦65、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなるCu基非磁性金属ガラス合金よりなる高性能振動
子用弾性作動体。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦65、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなるCu基非磁性金属ガラス合金よりなる高性能振動
子用弾性作動体。
【0025】[第17発明]特許請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなるCu基非磁
性金属ガラス合金よりなる高性能振動子用弾性作動体。
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなるCu基非磁
性金属ガラス合金よりなる高性能振動子用弾性作動体。
【0026】[第18発明]一般式Cu
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなるCu基非磁性金属ガラス合金を用いた高性能振動
子用弾性作動体。
100−a−b−cMaXbQc(MはZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素、XはAl,Mg,
Niのうち1種または2種以上の元素、QはFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Au,A
g,Re,白金族元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Sb,Si,Bのうち1種または2種以上の
元素であり、またその組成比a,b,cは、原子%で5
≦a≦30、5≦b≦40、0≦c≦10で、且つ10
≦a+b+c≦70である)の組成と少量の不純物とか
らなるCu基非磁性金属ガラス合金を用いた高性能振動
子用弾性作動体。
【0027】[作用]本発明弾性作動体用Cu基合金
は、過飽和な固溶体であるにも拘らず、通常バルク合金
に用いられる鋳造、鍛造、圧延、などの加工行程を全て
省略し、溶湯から直接棒状、板状あるいは長尺の薄帯が
製造できるため、製品の精度が高く製造法の低コスト化
も図れる特長を有する。さらに、本発明弾性作動体用合
金はガラス化温度から結晶化温度に至る温度領域すなわ
ち過冷却液体領域が100℃以上のように極めて広く、
ガラス化状態において合金が極端な軟化を示すため、こ
の現象を利用した複雑形状のプレス、引抜き、圧延など
任意形状の加工ができる大きな特徴も有する。
は、過飽和な固溶体であるにも拘らず、通常バルク合金
に用いられる鋳造、鍛造、圧延、などの加工行程を全て
省略し、溶湯から直接棒状、板状あるいは長尺の薄帯が
製造できるため、製品の精度が高く製造法の低コスト化
も図れる特長を有する。さらに、本発明弾性作動体用合
金はガラス化温度から結晶化温度に至る温度領域すなわ
ち過冷却液体領域が100℃以上のように極めて広く、
ガラス化状態において合金が極端な軟化を示すため、こ
の現象を利用した複雑形状のプレス、引抜き、圧延など
任意形状の加工ができる大きな特徴も有する。
【0028】本発明のCu基合金において、弾性作動体
として必要な成分中、Ma元素すなわちZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素を5%以上6%以
下、Xb元素すなわちAl,Mg,Niのうち1種また
は2種以上の元素を5%以上40%以下、Qc元素すな
わちFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,M
n,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,Cd,G
a,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち1種また
は2種以上の元素を0%以上10%以下で且つa+b+
cを10%以上70%以下の範囲に限定したのは、この
範囲内では前記液体急冷法により、非晶質または少なく
とも体積率で50%の非晶質とナノオーダーの微細結晶
粒を含む構造とすれば、ヤング率の温度係数が小さく高
靭性の合金が得られるが、いずれもその範囲から外れる
と結晶化温度が低下するか上昇するため非晶質化し難く
なり、前記液体急冷法を利用した工学的な急冷手段で
は、少なくとも体積率で50%の非晶質を有する合金を
得ることができなく、 かつ高強度性が失われるからで
ある。また、特にM元素すなわちZr,RE,Tiおよ
びX元素すなわちAl,Mg,Niおいてはエリンバー
合金の実用値とされる(−10〜+10)×10−5以
内のヤング率の温度係数が得られなくなるからである。
また、X元素からAlを除くとさらに高靭性となるから
であり、さらにはMa元素を5%以上30%以下、Xb
元素を5%以上40%以下、Qc元素を0%以上10%
以下で且つa+b+cを10%以上70%以下の範囲に
限定したのは、この範囲内ではヤング率の温度係数が
(−8〜+8)×10−5以内のようにさらに向上する
からである。
として必要な成分中、Ma元素すなわちZr,RE,T
iのうち1種または2種以上の元素を5%以上6%以
下、Xb元素すなわちAl,Mg,Niのうち1種また
は2種以上の元素を5%以上40%以下、Qc元素すな
わちFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,M
n,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,Cd,G
a,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち1種また
は2種以上の元素を0%以上10%以下で且つa+b+
cを10%以上70%以下の範囲に限定したのは、この
範囲内では前記液体急冷法により、非晶質または少なく
とも体積率で50%の非晶質とナノオーダーの微細結晶
粒を含む構造とすれば、ヤング率の温度係数が小さく高
靭性の合金が得られるが、いずれもその範囲から外れる
と結晶化温度が低下するか上昇するため非晶質化し難く
なり、前記液体急冷法を利用した工学的な急冷手段で
は、少なくとも体積率で50%の非晶質を有する合金を
得ることができなく、 かつ高強度性が失われるからで
ある。また、特にM元素すなわちZr,RE,Tiおよ
びX元素すなわちAl,Mg,Niおいてはエリンバー
合金の実用値とされる(−10〜+10)×10−5以
内のヤング率の温度係数が得られなくなるからである。
また、X元素からAlを除くとさらに高靭性となるから
であり、さらにはMa元素を5%以上30%以下、Xb
元素を5%以上40%以下、Qc元素を0%以上10%
以下で且つa+b+cを10%以上70%以下の範囲に
限定したのは、この範囲内ではヤング率の温度係数が
(−8〜+8)×10−5以内のようにさらに向上する
からである。
【0029】Fe,Co,V,Nb,Ta,Cr,M
o,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち
少なくとも1種または2種以上の合計0〜10%の範囲
に限定したのは、その範囲を外れると上述の理由に加え
て、Fe,Co,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,M
nは強度の低下、Au,Ag,Re,白金族元素は耐食
性の低下、Zn,Cd,Ga,In,Ge,Sn,S
b,Si,Bは成形加工性の低下を来すからである。
o,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち
少なくとも1種または2種以上の合計0〜10%の範囲
に限定したのは、その範囲を外れると上述の理由に加え
て、Fe,Co,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,M
nは強度の低下、Au,Ag,Re,白金族元素は耐食
性の低下、Zn,Cd,Ga,In,Ge,Sn,S
b,Si,Bは成形加工性の低下を来すからである。
【0030】溶融合金の冷却速度を1〜106℃/se
cに限定したのは、1℃/sec未満では非晶質あるい
は少なくとも体積率で50%の非晶質を含む構造が得ら
れなくなり、106℃/secを越えると安定した形状
の製品が得られなくなるからである。
cに限定したのは、1℃/sec未満では非晶質あるい
は少なくとも体積率で50%の非晶質を含む構造が得ら
れなくなり、106℃/secを越えると安定した形状
の製品が得られなくなるからである。
【0031】また、急冷によって得られた製品の焼鈍温
度を500℃以下に限定したのは、この温度を越えると
製品が結晶化し、ヤング率の温度係数が(−10〜+1
0)×10−5を外れるからである。なお、希土類元素
(RE)はSc,Yおよびランタン系元素からなるが、
その等であり、また、白金族元素はRu,Rh,Pd,
Os,Ir,Ptからなるが、その効果も均等であるの
で、同効成分とみなし得る。
度を500℃以下に限定したのは、この温度を越えると
製品が結晶化し、ヤング率の温度係数が(−10〜+1
0)×10−5を外れるからである。なお、希土類元素
(RE)はSc,Yおよびランタン系元素からなるが、
その等であり、また、白金族元素はRu,Rh,Pd,
Os,Ir,Ptからなるが、その効果も均等であるの
で、同効成分とみなし得る。
【0032】
【実施例】つぎに本発明の実施例につき説明する。 実施例 1 表1に示す合金番号2の成分組成を有する原料を、予め
アーク溶解して1つの合金となし、細かく砕いて小片と
したものを、図1(a)に示すノズル径0.5mmを有
する石英管2に装入し、高周波5で溶解した後その石英
管を400rpmで回転する直径200mmの銅製ロー
ル1直上に設置し、溶湯4をアルゴンガスによって加圧
し、ノズル孔3から噴出させてロール表面と5×104
℃/secの速度で接触急冷させ、幅2mm、厚さ20
μmの薄帯状弾性作動体6を得た。この薄帯はX線回折
によって明瞭なハローパターンを示し、非晶質であるこ
とが確認され、また、 示差走査熱量計測定の発熱ピー
クにより結晶化温度Txも確かめ、表2に示した。
アーク溶解して1つの合金となし、細かく砕いて小片と
したものを、図1(a)に示すノズル径0.5mmを有
する石英管2に装入し、高周波5で溶解した後その石英
管を400rpmで回転する直径200mmの銅製ロー
ル1直上に設置し、溶湯4をアルゴンガスによって加圧
し、ノズル孔3から噴出させてロール表面と5×104
℃/secの速度で接触急冷させ、幅2mm、厚さ20
μmの薄帯状弾性作動体6を得た。この薄帯はX線回折
によって明瞭なハローパターンを示し、非晶質であるこ
とが確認され、また、 示差走査熱量計測定の発熱ピー
クにより結晶化温度Txも確かめ、表2に示した。
【0033】実施例 2 表1に示す合金番号3の成分組成を有する原料を予めア
ーク溶解して1つの台金となし、細かく砕いて微小片と
したものを、図1(b)に示す内径5mmの石英アンプ
ル8に真空封入し、高周波9で溶解した後その溶湯4’
の入った石英アンプルを0℃の氷塩水7中に投入して水
焼入れを行い、5mmφx50mmの丸棒状弾性作動体
10を得た。この丸捧はX線回折によって明瞭なハロー
パターンを示し、非晶質であることが確認され、 ま
た、示差走査熱量計測定の発熱ピークにより結晶化温度
Txも確かめた。この結晶化温度は実施例2で述べる薄
帯の場合と同じ値であり、他の組成に対する諸条件とと
もに表2に示してある。
ーク溶解して1つの台金となし、細かく砕いて微小片と
したものを、図1(b)に示す内径5mmの石英アンプ
ル8に真空封入し、高周波9で溶解した後その溶湯4’
の入った石英アンプルを0℃の氷塩水7中に投入して水
焼入れを行い、5mmφx50mmの丸棒状弾性作動体
10を得た。この丸捧はX線回折によって明瞭なハロー
パターンを示し、非晶質であることが確認され、 ま
た、示差走査熱量計測定の発熱ピークにより結晶化温度
Txも確かめた。この結晶化温度は実施例2で述べる薄
帯の場合と同じ値であり、他の組成に対する諸条件とと
もに表2に示してある。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】実施例 3 実施例1と同様にして得られた合金番号1,2,3の供
試非晶質薄帯につき、ヤング率Eの温度変化を共振法に
より5℃/分の加熱、冷却速度で測定し、その結果を図
2に示す。図から明かなように、いずれの合金において
もEはガラス化温度Tg以下では温度依存性極めて小さ
く、優れた弾性作動体用エリンバー合金であることがわ
かる。
試非晶質薄帯につき、ヤング率Eの温度変化を共振法に
より5℃/分の加熱、冷却速度で測定し、その結果を図
2に示す。図から明かなように、いずれの合金において
もEはガラス化温度Tg以下では温度依存性極めて小さ
く、優れた弾性作動体用エリンバー合金であることがわ
かる。
【0037】実施例 4 実施例1と同様にして得られた合金番号3の供試非晶質
薄帯につき、100℃,200℃,300℃,400℃
で各3時間加熱後、300℃/時間の速度で冷却した状
態のヤング率の温度変化を測定し、その結果を図3に示
す。 図から明かなように、急冷状態で得られたエリン
バー特性は熱処理によってさらに改善され、優れた弾性
作動体用エリンバー合金となることがわかる。
薄帯につき、100℃,200℃,300℃,400℃
で各3時間加熱後、300℃/時間の速度で冷却した状
態のヤング率の温度変化を測定し、その結果を図3に示
す。 図から明かなように、急冷状態で得られたエリン
バー特性は熱処理によってさらに改善され、優れた弾性
作動体用エリンバー合金となることがわかる。
【0038】実施例 5 実施例4において測定した合金番号3に対する結果に基
づき、室温〜100℃および室温〜300℃におけるヤ
ング率の温度係数を算出し、加熱温度との関係を図4に
示した。図から明かなように、任意の加熱温度に対して
(−10〜+10)×10−5の温度係数が得られ、優
れた弾性作動体用エリンパー合金となることがわかる。
づき、室温〜100℃および室温〜300℃におけるヤ
ング率の温度係数を算出し、加熱温度との関係を図4に
示した。図から明かなように、任意の加熱温度に対して
(−10〜+10)×10−5の温度係数が得られ、優
れた弾性作動体用エリンパー合金となることがわかる。
【0039】実施例 6 実施例1と同様にして得られた合金番号2の供試薄帯に
ついて、Cu32−cZr60Al8QcのようにZr
とAlを固定し、各種の元素Qを変化させた場合のヤン
グ率の温度係数e(×10−5)と添加元素量との関係
を図5〜図7に示す。図からわかるようにヤング率の温
度係数は添加元素量によってさらに向上する傾向を示し
ている。従って、この範囲内では、優れた弾性作動体用
エリンバー合金となることがわかる。
ついて、Cu32−cZr60Al8QcのようにZr
とAlを固定し、各種の元素Qを変化させた場合のヤン
グ率の温度係数e(×10−5)と添加元素量との関係
を図5〜図7に示す。図からわかるようにヤング率の温
度係数は添加元素量によってさらに向上する傾向を示し
ている。従って、この範囲内では、優れた弾性作動体用
エリンバー合金となることがわかる。
【0040】実施例 7 実施例1と同様にして得られた表1の各供試薄帯につ
き、 ヤング率の温度係数eを共振法により、熱膨張係
数を縦型熱機械試験機により、硬さHvをビッカース微
小硬さ計により、結晶化温度を示差走査熱量計により測
定し、その結果を表2に示した。表2に示すように本発
明合金のヤング率の温度係数は(−10〜+10)×1
0−5の極めて小さい値を示し、靭性にも優れている。
他方、既存の比較合金を見ると、ヤング率の温度係数は
負値で大きく、硬さも低い。 また両合金とも鍛造加工
性に乏しいことが明らかにされており、これらの合金と
比較すると、本発明合金は小さいヤング率の温度係数と
高強度性を同時に満足する極めて有用な弾性作動体用合
金であることがわかる。
き、 ヤング率の温度係数eを共振法により、熱膨張係
数を縦型熱機械試験機により、硬さHvをビッカース微
小硬さ計により、結晶化温度を示差走査熱量計により測
定し、その結果を表2に示した。表2に示すように本発
明合金のヤング率の温度係数は(−10〜+10)×1
0−5の極めて小さい値を示し、靭性にも優れている。
他方、既存の比較合金を見ると、ヤング率の温度係数は
負値で大きく、硬さも低い。 また両合金とも鍛造加工
性に乏しいことが明らかにされており、これらの合金と
比較すると、本発明合金は小さいヤング率の温度係数と
高強度性を同時に満足する極めて有用な弾性作動体用合
金であることがわかる。
【0041】実施例 8 実施例2と同様にして得られた合金番号3の棒状金属ガ
ラス合金を、冷間圧延によって厚さ0.5mmの薄板と
なし、これから0.5×50×50mm3の圧力センサ
用振動板を作製して、ヤング率およびその温度係数を調
べた。その結果は表3に示す通りで、比較合金として示
した既存の非磁性センサ合金より優れた特性を示すこと
がわかる。
ラス合金を、冷間圧延によって厚さ0.5mmの薄板と
なし、これから0.5×50×50mm3の圧力センサ
用振動板を作製して、ヤング率およびその温度係数を調
べた。その結果は表3に示す通りで、比較合金として示
した既存の非磁性センサ合金より優れた特性を示すこと
がわかる。
【0042】
【表3】
【0043】実施例 9 実施例8と同様にして得られた合金番号3の板状金属ガ
ラスからエッチング加工によってリング状板ばねを成形
し、振動磁力計の磁力検出部に装着した場合のばね限界
値およびその温度係数を調べた。その結果は表4に示す
通りで、比較合金として示した既存の非磁性合金より優
れたエリンバー型ばね用合金であることがわかる。
ラスからエッチング加工によってリング状板ばねを成形
し、振動磁力計の磁力検出部に装着した場合のばね限界
値およびその温度係数を調べた。その結果は表4に示す
通りで、比較合金として示した既存の非磁性合金より優
れたエリンバー型ばね用合金であることがわかる。
【0044】
【表4】
【0045】実施例 10 実施例7と同様にして得られた合金番号3の棒状金属ガ
ラスから、冷間圧延及び切削加工によって音叉状振動体
を作製し、固有振動数およびその温度係数を調べた。そ
の結果は表5に示す通りで、比較合金として示した既存
の非磁性合金より優れたエリンバー特性を示すことがわ
かる。
ラスから、冷間圧延及び切削加工によって音叉状振動体
を作製し、固有振動数およびその温度係数を調べた。そ
の結果は表5に示す通りで、比較合金として示した既存
の非磁性合金より優れたエリンバー特性を示すことがわ
かる。
【0046】
【表5】
【0047】
【発明の効果】本発明のCu基合金は、Cu,M(Mは
Zr,RE,Tiのうち1種または2種以上の元素),
X(XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以上の
元素)およびQ(QはFe,Co,V,Nb,Ta,C
r,Mo,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,
Zn,Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,B
のうち1種または2種以上の元素)を所定の範囲で任意
に組み合わせることによって高い強度および高い靭性を
保持しつつ、 小さいヤング率の温度係数を持つ弾性作
動体用合金を得ることを目的とし、 これらの特性を同
時に保有する新規な合金を提供するもので、各種の弾性
作動体に好適である。さらに精密性の他に、ガラス化温
度が高いことから、耐熱性を要求される分野に使用され
る高力構造用材料としても本発明合金は極めて有用であ
る。 なお、本発明合金は、溶湯から瞬時に製品とされ
るため、製造コストが低いという利点もある。
Zr,RE,Tiのうち1種または2種以上の元素),
X(XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以上の
元素)およびQ(QはFe,Co,V,Nb,Ta,C
r,Mo,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,
Zn,Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,B
のうち1種または2種以上の元素)を所定の範囲で任意
に組み合わせることによって高い強度および高い靭性を
保持しつつ、 小さいヤング率の温度係数を持つ弾性作
動体用合金を得ることを目的とし、 これらの特性を同
時に保有する新規な合金を提供するもので、各種の弾性
作動体に好適である。さらに精密性の他に、ガラス化温
度が高いことから、耐熱性を要求される分野に使用され
る高力構造用材料としても本発明合金は極めて有用であ
る。 なお、本発明合金は、溶湯から瞬時に製品とされ
るため、製造コストが低いという利点もある。
【図1】図1(a)、(b)は液体急冷決の概略図であ
る。
る。
【図2】図2は合金番号1,2,3のヤング率Eと温度
との関係を示す特性図である。
との関係を示す特性図である。
【図3】図3は合金番号3のヤング率Eと温度との関係
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図4】図4は合金番号3のヤング率の温度係数eと加
熱温度との関係を示す特性図である。
熱温度との関係を示す特性図である。
【図5】図5はCu32−Zr60−Al8にFe,C
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,WあるいはMnを添
加した合金のヤング率の温度係数eと各添加元素量との
関係を示す特性図である。
o,V,Nb,Ta,Cr,Mo,WあるいはMnを添
加した合金のヤング率の温度係数eと各添加元素量との
関係を示す特性図である。
【図6】図6はCu32−Zr60−Al8系にAu,
Ag,Re,Ru,Rh,Pd,Os,IrあるいはP
tを添加した合金のヤング率の温度係数eと各添加元素
量との関係を示す特性図である。
Ag,Re,Ru,Rh,Pd,Os,IrあるいはP
tを添加した合金のヤング率の温度係数eと各添加元素
量との関係を示す特性図である。
【図7】図7はCu32−Zr60−Al8系にZn,
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,SiあるいはB
を添加した合金のヤング率の温度係数eと各添加元素量
との関係を示す特性図である。
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,SiあるいはB
を添加した合金のヤング率の温度係数eと各添加元素量
との関係を示す特性図である。
1 冷却ロール 2 石英管 3 ノズル孔 4、4’溶融合金 5 高周波加熱コイル 6 急冷薄帯 7 冷却水 8 石英アンプル 9 高周波加熱コイル 10 急冷丸棒
Claims (18)
- 【請求項1】 一般式Cu100−a−b−cMaXb
Qc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以上
の元素、XはAl,Ng,Niのうち1種または2種以
上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,M
o,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち
1種または2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、0≦
c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成と少量の不純物とからなり、体積率で50%以上の非
晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス化温度以下で
(−10〜+10)×10−5以内にあることを特徴と
する弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合金。 - 【請求項2】 請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなり、体積率で
50%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラ
ス化温度以下で(−10〜+10)×10−5以内にあ
ることを特徴とする弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラ
ス合金。 - 【請求項3】 一般式Cu100−a−b−cMaXb
Qc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以上
の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以
上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,M
o,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち
1種または2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦30、5≦b≦40、0≦
c10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組成
と少量の不純物とからなり、体積率で50%以上の非晶
質を含み、ヤング率の温度係数がガラス化温度以下で
(−10〜+10)×10−5以内にあることを特徴と
する弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合金。 - 【請求項4】 一般式Cu100−a−b−cMaXb
Qc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以上
の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以
上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,M
o,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち
1種たは2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、0≦
c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成と少量の不純物とからる溶融合金を1〜106℃/s
ecの速度で急冷することにより、体積率で50%以上
の非晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス化温度以
下で(−10〜+10)×10−5以内にあることを特
徴とする弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合金の製
造法。 - 【請求項5】 請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなる溶融合金を
1〜106℃/secの速度で急冷することにより、体
積率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数
がガラス化温度以下で(−10〜+10)×10−5以
内にあることを特徴とする弾性作動体用Cu基非磁性金
属ガラス合金の製造法。 - 【請求項6】 一般式Cu100−a−b−cMaXb
Qc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以上
の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以
上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,M
o,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,
Cd,Ga,In,Ga,In,Ge,Sn,Sb,S
i,Bのうち1種または2種以上の元素であり、またそ
の組成比a,b,cは、原子%で5≦a≦30、5≦b
≦40、0≦c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70
である)の組成と少量の不純物とからなる溶融合金を1
〜106℃/secの速度で急冷することにより、体積
率で50%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数が
ガラス化温度以下で(−10〜+10)×10−5以内
にあることを特徴とする弾性作動体用Cu基非磁性金属
ガラス合金の製造法。 - 【請求項7】 一般式Cu100−a−b−cMaXb
Qc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以上
の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以
上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,M
o,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち
1種または2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、0≦
c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成と少量の不純物とからなる溶融合金を1〜106℃/
secの速度で急冷した後、500℃以下の任意の温度
で焼鈍を行うことにより、体積率で50%以上の非晶質
を含み、ヤング率の温度係数がガラス化温度以下で(−
10〜+10)×10−5以内になることを特徴とする
弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合金の製造法。 - 【請求項8】 請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなる溶融合金を
1〜106℃/secの速度で急冷した後、500℃以
下の任意の温度で焼鈍を行うことにより、体積率で50
%以上の非晶質を含み、ヤング率の温度係数がガラス化
温度以下で(−10〜+10)×10−5以内になるこ
とを特徴とする弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合
金の製造法。 - 【請求項9】 一般式Cu100−a−b−cMaXb
Qc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以上
の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種以
上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,M
o,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Zn,
Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bのうち
1種または2種以上の元素であり、またその組成比a,
b,cは、原子%で5≦a≦30、5≦b≦40、0≦
c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成と少量の不純物とからなる溶融合金を1〜106℃/
secの速度で急冷した後、500℃以下の任意の温度
で焼鈍を行うことにより、体積率で50%以上の非晶質
を含み、ヤング率の温度係数がガラス化温度以下で(−
10〜+10)×10−5以内にあることを特徴とする
弾性作動体用Cu基非磁性金属ガラス合金の製造法。 - 【請求項10】 一般式Cu100−a−b−cMaX
bQc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以
上の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種
以上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,
Mo,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Z
n,Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bの
うち1種または2種以上の元素であり、またその組成比
a,b,cは原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、0
≦c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の
組成と少量の不純物とからなるCu基非磁性金属ガラス
合金よりなる高感度圧力センサ用弾性作動体。 - 【請求項11】 請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなるCu基非磁
性金属ガラス合金よりなる高感度圧力センサ用弾性作動
体。 - 【請求項12】 一般式Cu100−a−b−cMaX
bQc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以
上の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種
以上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,
Mo,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Z
n,Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bの
うち1種または2種以上の元素であり、またその組成比
a,b,cは、原子%で5≦a≦30、5≦b≦40、
0≦c10、且つ10≦a+b+c≦70である)の組
成と少量の不純物とからなるCu基非磁性金属ガラス合
金よりなる高感度圧力センサ用弾性作動体。 - 【請求項13】 一般式Cu100−a−b−cMaX
bQc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以
上の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種
以上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,
Mo,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Z
n,Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bの
うち1種または2種以上の元素であり、またその組成比
a,b,cは、原子%で5≦a≦65、5b≦40、0
≦c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)の
組成と少量の不純物とからなるCu基非磁性金属ガラス
合金よりなる高感度精密ばね用弾性作動体。 - 【請求項14】 請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなるCu基非磁
性金属ガラス合金よりなる高感度精密ばね用弾性作動
体。 - 【請求項15】 一般式Cu100−a−b−cMaX
bQc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以
上の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種
以上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,
Mo,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Z
n,Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bの
うち1種または2種以上の元素であり、またその組成比
a,b,cは、原子%で5≦a≦30、5≦b≦40、
0≦c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)
の組成と少量の不純物とからなるCu基非磁性金属ガラ
ス合金よりなる高感度精密ばね用弾性作動体。。 - 【請求項16】 一般式Cu100−a−b−cMaX
bQc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以
上の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種
以上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,
Mo,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Z
n,Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bの
うち1種または2種以上の元素であり、またその組成比
a,b,cは、原子%で5≦a≦65、5≦b≦40、
0≦c≦10で、且つ10≦a+b+c≦70である)
の組成と少量の不純物とからなるCu基非磁性金属ガラ
ス合金よりなる高性能振動子用弾性作動体。 - 【請求項17】 請求項1の一般式Cu
100−a−b−cMaXbQcにおいて、X元素から
Alを除いた組成と少量の不純物とからなるCu基非磁
性金属ガラス合金よりなる高性能振動子用弾性作動体。 - 【請求項18】 一般式Cu100−a−b−cMaX
bQc(MはZr,RE,Tiのうち1種または2種以
上の元素、XはAl,Mg,Niのうち1種または2種
以上の元素、QはFe,Co,V,Nb,Ta,Cr,
Mo,W,Mn,Au,Ag,Re,白金族元素,Z
n,Cd,Ga,In,Ge,Sn,Sb,Si,Bの
うち1種または2種以上の元素であり、またその組成比
a,b,cは、原子%で5≦a≦30、5≦b≦40、
0≦c≦10、且つ10≦a+b+c≦70である)の
組成と少量の不純物とからなるCu基非磁性金属ガラス
合金を用いた高性能振動子用弾性作動体。
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