JPH10265809A - Forming stock of amorphous alloy block and forming method amorphous alloy block - Google Patents
Forming stock of amorphous alloy block and forming method amorphous alloy blockInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は非晶質合金ブロック
の成形に使用される成形用素材及び非晶質合金ブロック
の成形方法に関する。The present invention relates to a forming material used for forming an amorphous alloy block and a method for forming an amorphous alloy block.
【０００２】[0002]
【従来の技術】特公平８−３０２０２号公報には、過冷
却液体域を有する非晶質合金ブロックの従来の成形方法
が記載されている。図５は、この方法に使用される成形
ビレット１０２を示し、延性を有した真鍮製の容器１０
３と、容器１０３内の中心部分に挿入される芯材１０４
と、容器１０３を塞ぐ栓１０６とを有し、これらによっ
て形成される空間内に非晶質合金素材の粉末１０５が配
置されることによって構成されている。2. Description of the Related Art Japanese Patent Publication No. 8-30202 discloses a conventional method for forming an amorphous alloy block having a supercooled liquid region. FIG. 5 shows a molded billet 102 used in this method, which is a ductile brass container 10.
3 and a core material 104 inserted into a central portion in the container 103
And a plug 106 for closing the container 103, and the powder 105 of the amorphous alloy material is arranged in a space formed by the plug 106 and the plug 106.
【０００３】成形ビレット１０２の作製は、まず、溶融
合金をヘリウムガスの噴流により霧状に急速冷却して非
晶質合金素材の粉末とし、この粉末１０５を容器１０３
と芯材１０４との間に充填し、約１０-5Ｔｏｒｒの高真
空内で６時間程度真空引きを行い、その後、アルゴンガ
ス置換して、栓１０６を嵌め込むと共に接着剤のシール
で密閉することによって行われる。[0003] To form a molded billet 102, first, a molten alloy is rapidly cooled in a mist state by a jet of helium gas to obtain an amorphous alloy material powder.
And a core material 104, and evacuated in a high vacuum of about 10 -5 Torr for about 6 hours, then replaced with argon gas, fitted with a plug 106, and sealed with an adhesive seal. This is done by:
【０００４】かかる成形ビレット１０２を使用した非晶
質合金ブロックの成形は、次のようにして行われる。ま
ず、成形ビレット１０２の外表面に潤滑剤を塗布した
後、非晶質合金素材のガラス遷移温度と結晶化開始温度
との間の温度、すなわち過冷却液体域の温度域に加熱す
る。一方、内周面が筒状で、下方に向かって縮径する断
面を有した押し出し型を成形予熱温度まで加熱する。こ
の押し出し型に対し、成形ビレット１０２を下側の尖端
側から挿入する。そして、成形ビレット１０２の軸方向
に沿って温間押し出しを行って成形する。かかる成形の
後、容器１０３から非晶質合金ブロックを取り出すもの
である。[0004] The molding of the amorphous alloy block using the molded billet 102 is performed as follows. First, after a lubricant is applied to the outer surface of the formed billet 102, it is heated to a temperature between the glass transition temperature and the crystallization start temperature of the amorphous alloy material, that is, a temperature region of a supercooled liquid region. On the other hand, an extrusion die having a cylindrical inner peripheral surface and having a cross section whose diameter is reduced downward is heated to a preheating temperature. The formed billet 102 is inserted into the extrusion die from the lower pointed end side. Then, the billet 102 is formed by warm extrusion along the axial direction of the formed billet 102. After such forming, the amorphous alloy block is taken out of the container 103.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の成形方法では、押し出し型からの圧力が直接に
作用する部位は容器１０３であるため、粉末の非晶質合
金素材１０５が転写するのは容器１０３の内面である。
このため成形された非晶質合金ブロックの外周面を所望
の形状に成形されるが、非晶質合金ブロックの上下の端
面は、所望の形状に成形されることがない。However, in the conventional molding method described above, since the portion where the pressure from the extrusion die directly acts is the container 103, the powder amorphous alloy material 105 is not transferred. This is the inner surface of the container 103.
Therefore, the outer peripheral surface of the formed amorphous alloy block is formed into a desired shape, but the upper and lower end surfaces of the amorphous alloy block are not formed into the desired shape.
【０００６】図６は、この点を改良するため、本発明者
が開発した押圧型である。この押圧型は、非晶質合金ブ
ロックの上下面を所望の形状に成形する成形面をそれぞ
れ有した上型５１及び下型５２と、非晶質合金ブロック
の外面を成形する内周面形状を有した中空円筒状に形成
され、上下の型５１、５２が嵌合する胴型５３とを備え
ている。非晶質合金ブロックの成形は、非晶質合金から
なる粉末或いは箔体等の小片を原料として用い、この小
片５４を上下の型５１、５２と胴型５３との間の密閉空
間に充填し、過冷却液体域の温度に加熱して上下の型５
１、５２によって押圧することによって行う。FIG. 6 shows a pressing type developed by the present inventor to improve this point. The pressing die has an upper die 51 and a lower die 52 each having a molding surface for molding the upper and lower surfaces of the amorphous alloy block into a desired shape, and an inner peripheral shape for molding the outer surface of the amorphous alloy block. And a body mold 53 to which upper and lower molds 51 and 52 are fitted. The amorphous alloy block is formed by using a small piece such as a powder or a foil made of an amorphous alloy as a raw material, and filling the small piece 54 into a closed space between the upper and lower dies 51 and 52 and the body mold 53. The upper and lower molds 5 by heating to the temperature of the supercooled liquid area
It is performed by pressing with 1, 52.
【０００７】ところが、この方法では上下の型５１、５
２と胴型５３との嵌合部５５に小片５４が入り込んで上
下の型５１及び５２が摺動不可能となり、最悪の場合に
は、上下の型５１及び５２と胴型５３とが密着すること
が判明した。However, in this method, the upper and lower dies 51, 5
The small pieces 54 enter the fitting portion 55 between the body mold 53 and the body mold 53, so that the upper and lower molds 51 and 52 cannot slide. In the worst case, the upper and lower molds 51 and 52 and the body mold 53 come into close contact with each other. It has been found.
【０００８】この場合、小片５４のサイズを嵌合部５５
の隙間よりも大きくすることにより、嵌合部への侵入を
防止することが考えられるが、上下の型５１及び５２と
胴型５３との間の密閉空間に小片５４を挿入する際に、
小片５４の一部が破壊して微小な粉末が発生し、この微
少な粉末が嵌合部５５に入り込むため、同様な問題を生
じた。In this case, the size of the small piece 54 is
It is conceivable to prevent the intrusion into the fitting portion by making the gap larger than the gap between the upper and lower dies 51 and 52, and when inserting the small piece 54 into the closed space between the trunk dies 53,
A part of the small piece 54 is broken to generate fine powder, and the fine powder enters the fitting portion 55, thus causing the same problem.
【０００９】これに対し、小片ではなく非晶質合金素材
からなる円柱形状のバルク材を上下の型５１、５２及び
胴型５３の密閉空間に挿入して加熱及び成形することも
考えられる。しかし、非晶質合金の作製では急速冷却を
必要とするため、熱伝導を考慮した場合、製造可能なバ
ルク材の大きさは直径２０ｍｍ程度である。本発明者が
液体急冷法によって円柱形状のＺｒ基の非晶質合金素材
を実際に製造した結果、非晶質状態が確実に保たれる大
きさは、直径１０ｍｍ程度であり、これを越えると非晶
質合金素材の中心部が結晶化する傾向にあった。On the other hand, it is also conceivable to insert not a small piece but a columnar bulk material made of an amorphous alloy material into the closed spaces of the upper and lower dies 51, 52 and the trunk mold 53 for heating and molding. However, since rapid cooling is required in the preparation of an amorphous alloy, the size of a bulk material that can be manufactured is about 20 mm in diameter in consideration of heat conduction. As a result of the present inventor actually producing a cylindrical Zr-based amorphous alloy material by a liquid quenching method, the size in which the amorphous state is reliably maintained is about 10 mm in diameter. The center of the amorphous alloy material tended to crystallize.
【００１０】特に、凸形状の成形型によって成形する場
合には、非晶質合金素材の中心部に圧カが集中するた
め、結晶化して硬度が極めて大きな非晶質合金素材を中
心部に用いると、成形型の成形面が破壊される間題点が
ある。さらに、バルク材が大きすぎると、バルク材を均
一に加熱することが困難である。一方、バルク材の外周
部は過冷却温度領域であり、中央部は過冷却温度領域以
下の温度という状態で成形すると、非晶質合金素材の加
熱しない状態での硬さが５００Ｈｖ程度であるため、成
形型の成形面が破壊される恐れがある。[0010] In particular, in the case of molding with a convex mold, the pressure concentrates on the central portion of the amorphous alloy material, so that the amorphous alloy material which is crystallized and has extremely high hardness is used for the central portion. There is a problem that the molding surface of the mold is destroyed. Further, if the bulk material is too large, it is difficult to heat the bulk material uniformly. On the other hand, the outer peripheral portion of the bulk material is in a supercooling temperature region, and when the central portion is molded at a temperature equal to or lower than the supercooling temperature region, the hardness of the amorphous alloy material in an unheated state is about 500 Hv. The molding surface of the mold may be broken.
【００１１】以上のことから、従来では体積の大きな非
晶質合金ブロックを成形により得ることができないとい
う問題点がある。As described above, there is a problem that a large-volume amorphous alloy block cannot be obtained by molding conventionally.
【００１２】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、請求項１の発明の目的は、成
形型と胴型との嵌合部に非晶質合金の小片が入り込むこ
とを防止し、しかも高精度の転写精度を得ることが可能
で、かつ体積の大きな非晶質合金ブロックを成形できる
成形用素材を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a small-sized piece of amorphous alloy at a fitting portion between a forming die and a body die. It is an object of the present invention to provide a molding material that can prevent the intrusion of an amorphous alloy block and that can obtain a high-accuracy transfer accuracy and can mold a large-sized amorphous alloy block.
【００１３】請求項２の発明の目的は、複数の組成の非
晶質合金を成形用素材として用いることにより、部分的
に特性が異なる非晶質合金ブロックを得ることができる
成形用素材を提供することである。A second object of the present invention is to provide a forming material capable of obtaining an amorphous alloy block having partially different properties by using an amorphous alloy having a plurality of compositions as the forming material. It is to be.
【００１４】請求項３及び４の発明の目的は、高精度の
転写精度を得ることが可能で、かつ大きな体積の非晶質
合金ブロックを成形できる成形方法を提供することであ
る。An object of the present invention is to provide a molding method capable of obtaining a high-accuracy transfer accuracy and molding an amorphous alloy block having a large volume.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の成形用素材は、一対の成形型と、
この成形型と嵌合して成形型をガイドする胴型とにより
成形される非晶質合金ブロックの成形用素材であって、
過冷却液体域を有する非晶質合金からなり、前記成形時
に前記成形型と胴型との嵌合部に接して嵌合部を塞ぐよ
うに配置される中空のパルク材と、このバルク材の内側
に配置される過冷却液体域を有する非晶質合金の小片
と、によって構成されていることを特徴とする。To achieve the above object, a molding material according to the first aspect of the present invention comprises a pair of molding dies,
A material for forming an amorphous alloy block formed by a body mold that guides the mold by fitting with the mold,
A hollow plaque material made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region, which is disposed so as to be in contact with the fitting portion between the molding die and the body mold to close the fitting portion during the molding, and And a small piece of an amorphous alloy having a supercooled liquid region disposed inside.
【００１６】この成形用素材は、成形型と胴型との嵌合
部には中空のバルク材が接して嵌合部を塞ぎ、バルク材
の内側の小片は成形型の成形面のみに接する。このため
嵌合部に粉末や箔体等の小片が入り込むことがなくな
る。また、成形型の成形面に接する素材は主として粉末
や箔体などの小片であるため、成形開始時に成形型の一
部に応力が集中せず、成形型の成形面が破壊されること
がない。In this molding material, a hollow bulk material is in contact with a fitting portion between the molding die and the body die to close the fitting portion, and small pieces inside the bulk material are in contact only with the molding surface of the molding die. Therefore, small pieces such as powder and foil do not enter the fitting portion. In addition, since the material in contact with the molding surface of the mold is mainly a small piece such as a powder or a foil, stress is not concentrated on a part of the mold at the start of molding, and the molding surface of the mold is not broken. .
【００１７】又、成形用素材を構成するバルク材及び小
片は、いずれも過冷却液体域を有する非晶質合金である
ため、高精度の転写特性を有している。このため、成形
型の成形面を高精度に仕上ることにより、加熟された成
形用素材にそのまま高精度に転写することができ、高精
度の成形面を有する非晶質合金ブロックを成形すること
ができる。Further, since the bulk material and the small pieces constituting the material for molding are both amorphous alloys having a supercooled liquid region, they have high-accuracy transfer characteristics. For this reason, by finishing the molding surface of the mold with high precision, it is possible to transfer it to the ripened molding material with high precision as it is, and to mold an amorphous alloy block having a high precision molding surface. Can be.
【００１８】さらに、成形用素材は外周部が中空のバル
ク材であり、中心部を含むその内側は小片であるため、
成形用素材の全体に対して均一に加熱することができ
る。このため、直径１０ｍｍ以上の大きな体積の非晶質
合金ブロックを良好に成形することができる。Further, since the molding material is a bulk material having a hollow outer periphery and a small piece inside including the central portion,
It is possible to uniformly heat the entire molding material. For this reason, a large volume amorphous alloy block having a diameter of 10 mm or more can be favorably formed.
【００１９】請求項２の発明は、請求項１の発明であっ
て、前記バルク材と前記小片は、同一又は異なる組成の
過冷却液体域を有する非晶質合金であることを特徴とす
る。The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the bulk material and the small pieces are amorphous alloys having a supercooled liquid region of the same or different composition.
【００２０】成形用素材を構成する外周部の中空のバル
ク材とその内側に配置される小片が異なった組成の過冷
液体却域を有する非晶質合金の場合、部分的に異なった
特性の非晶質合金ブロックを得ることができる。又、同
一の組成の過冷却液体域の非晶質合金では、全体が均一
で、且つ同一の特性の非晶質合金ブロックとすることが
できる。In the case of an amorphous alloy having a supercooled liquid rejection zone of a different composition, the hollow bulk material of the outer peripheral portion constituting the forming material and the small pieces disposed inside the hollow bulk material have partially different characteristics. An amorphous alloy block can be obtained. Further, in the case of an amorphous alloy in the supercooled liquid region having the same composition, it is possible to form an amorphous alloy block having the same characteristics and the whole as a whole.
【００２１】請求項３の発明の成形方法は、一対の成形
型とこの成形型と嵌合する胴型とによって非晶質合金素
材を成形して非晶質合金ブロックとする方法であって、
過冷却液体域を有する非晶質合金からなる中空のバルク
材と、このバルク材の内側に配置される過冷却液体域を
有する非晶質合金の小片とにより前記非晶質合金素材を
構成し、この非晶質合金素材を前記一対の成形型及び胴
型によって形成された空間内に配置した状態で、非晶質
合金素材を過冷却液体域の温度まで加熱し、その後、真
空中で非晶質合金素材を押圧して成形することを特徴と
する。A third aspect of the present invention is a method of forming an amorphous alloy block by forming an amorphous alloy material with a pair of forming dies and a body mold fitted with the forming dies.
The amorphous alloy material is constituted by a hollow bulk material made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region and a small piece of the amorphous alloy having a supercooled liquid region arranged inside the bulk material. In a state where the amorphous alloy material is disposed in the space formed by the pair of molding dies and the body mold, the amorphous alloy material is heated to a temperature of a supercooled liquid region, and thereafter, is heated in a vacuum. The method is characterized in that a crystalline alloy material is pressed and formed.
【００２２】外周部が中空のバルク材、中心部を含むそ
の内側が小片によって成形用素材が構成されると共に、
いずれも過冷却液体域を有する非晶質合金によって構成
されている。このため、バルク材の外側から成形型等と
共に成形用素材を加熱する場合、バルク材は先に加熱さ
れるが、熱容量が大きいため、過冷却液体域の温度に達
するまで時間を要し、一方、小片は後から加熱される
が、熱容量が小さいため短時間で過冷却液体域の温度と
なる。従って成形用素材の全体が均一に加熱されるた
め、従来不可能であった体積の大きな非晶質合金ブロッ
クを成形することができる。A molding material is constituted by a bulk material having a hollow outer periphery and a small piece inside thereof including a central portion.
Each is made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region. For this reason, when heating the molding material together with the mold from outside the bulk material, the bulk material is heated first, but because of its large heat capacity, it takes time to reach the temperature of the supercooled liquid region, Although the small pieces are heated later, they have a small heat capacity and quickly reach the temperature of the supercooled liquid region. Therefore, since the entire molding material is uniformly heated, it is possible to mold an amorphous alloy block having a large volume, which was impossible in the past.
【００２３】また、成形用素材が過冷却液体域を有する
非晶質合金であるところから、成形型の成形面を高精度
に仕上げることにより、高精度の成形面を有する成形体
を量産できる。さらに、加熱後の成形を真空中で行うた
め、気泡等の発生のない良好な非晶質合金ブロックを得
ることができる。Further, since the molding material is an amorphous alloy having a supercooled liquid region, a molded body having a highly accurate molding surface can be mass-produced by finishing the molding surface of the molding die with high precision. Further, since the molding after the heating is performed in a vacuum, a good amorphous alloy block free from bubbles and the like can be obtained.
【００２４】請求項４の発明は、請求項３の発明であっ
て、前記加熱は、前記バルク材を外側から加熱する外側
加熱と、一方の成形型における一部の進退移動によって
開閉される空隙を通して供給される高温の不活性ガスに
よりブロック材の内側の小片を加熱する内側加熱と、に
より行うことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the third aspect of the present invention, wherein the heating is performed by heating the bulk material from the outside, and a gap which is opened and closed by a part of the one mold is moved forward and backward. And heating the small pieces inside the block material with a high-temperature inert gas supplied through the inside.
【００２５】中空のバルク材を外側から加熱する外部加
熱に加え、一方の成形型の一部を進退可能として空隙を
形成し、この空隙を通して不活性ガスからなる熱流体に
よって小片を加熱する内部加熱を併用するため、例え
ば、成形用素材の構成要素の組成が異なり、小片の過冷
却液体域の温度が、外周部のバルク材の過冷却液体域の
温度より高い場合であっても、成形用素材全体を均一に
加熱することが可能となる。In addition to the external heating for heating the hollow bulk material from the outside, a gap is formed by allowing a part of one of the molds to advance and retreat, and the internal heating for heating the small pieces through the gap with a hot fluid composed of an inert gas. For example, even if the composition of the components of the molding material is different and the temperature of the supercooled liquid region of the small pieces is higher than the temperature of the supercooled liquid region of the bulk material at the outer peripheral portion, It is possible to heat the entire material uniformly.
【００２６】又、成形用素材の構成要素の組成が同一の
場合であっても、外周部のバルク材より、内側の小片の
加熱がしにくい場合にも、内部の小片を良好に加熱する
ことができる。なお、以上の説明における「中空のバル
ク材」と記載されている材料は、ソリッドで連続した非
晶質金属の中空体を意味するものである。Even if the composition of the components of the molding material is the same, even if the inner small pieces are harder to heat than the outer bulk material, the inner small pieces should be heated well. Can be. The material described as “hollow bulk material” in the above description means a solid and continuous amorphous metal hollow body.
【００２７】[0027]
（実施の形態１）図１は、実施の形態１に使用される成
形装置を示し、対向する一対の上型１及び下型２と、上
下の型１、２が嵌合する胴型３と、胴型３の周囲に配置
された加熱炉５とを備えている。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a molding apparatus used in Embodiment 1, in which a pair of upper and lower dies 1 and 2 facing each other, and a body mold 3 into which upper and lower dies 1 and 2 are fitted. And a heating furnace 5 arranged around the drum mold 3.
【００２８】胴型３は所定の内周面を有した中空の円筒
状に成形されており、下型２の下端部に形成された大径
のフランジ部上に立設されている。この胴型３に対し、
上型１及び下型２は胴型３の内面に嵌合することによっ
てガイドされる。The body mold 3 is formed in a hollow cylindrical shape having a predetermined inner peripheral surface, and stands upright on a large-diameter flange formed at the lower end of the lower mold 2. For this body mold 3,
The upper mold 1 and the lower mold 2 are guided by fitting on the inner surface of the body mold 3.
【００２９】これらの上下の型１、２及び胴型３はタン
グステンカーバイド（ＷＣ）によって形成されている。
又、上下の型１、２の外径は１５ｍｍであり、胴型３の
内径はこれらの外径と１５μｍの寸法差を有している。
このような寸法差であっても、型１、２、３がＷＣから
形成されているため、温度による影響は生じることがな
い。The upper and lower molds 1, 2 and the body mold 3 are made of tungsten carbide (WC).
The outer diameter of the upper and lower dies 1 and 2 is 15 mm, and the inner diameter of the body mold 3 has a dimensional difference of 15 μm from these outer diameters.
Even with such a dimensional difference, since the molds 1, 2, and 3 are formed of WC, there is no influence by temperature.
【００３０】加熱炉５は胴型３の外側を囲むように配置
されており、その内部にはヒータ５ｂが埋設されてい
る。又、加熱炉５の内周面には、防塵用の石英ガラス管
５ａが設けられている。The heating furnace 5 is arranged so as to surround the outside of the body mold 3, and a heater 5b is embedded in the inside thereof. Further, a quartz glass tube 5a for dust prevention is provided on the inner peripheral surface of the heating furnace 5.
【００３１】以上の上型１、下型２、胴型３の組立体及
び加熱炉５は、台座２０上に載置され、この載置状態で
台座２０を上下動させることにより、これらが真空槽１
１内に挿入されると共に、真空槽１１内から取り出され
る。The assembly of the upper mold 1, the lower mold 2, and the body mold 3 and the heating furnace 5 are mounted on a pedestal 20, and by moving the pedestal 20 up and down in this mounted state, they are evacuated. Tank 1
1 and taken out of the vacuum chamber 11.
【００３２】上型１の上方には、ポンチ６が設けられて
いる。このポンチ６は、真空槽１１を気密状態で貫通し
ており、真空槽１１の外部に設けた図示を省略したエア
シリンダの駆動によって上下動する。又、真空槽１１の
側壁には、不活性ガスの導入口１６が気密状態で貫通し
ている。導入口１６は、図示を省略したボンベに接続さ
れており、ボンベからの不活性ガスを真空槽１１内部に
導入する。さらに、真空槽１１には、真空槽１１内を真
空状態とするための排気装置（図示省略）が接続されて
いる。A punch 6 is provided above the upper die 1. The punch 6 passes through the vacuum chamber 11 in an airtight state, and moves up and down by driving an air cylinder (not shown) provided outside the vacuum chamber 11. In addition, an inert gas inlet 16 penetrates the side wall of the vacuum chamber 11 in an airtight state. The introduction port 16 is connected to a cylinder (not shown), and introduces an inert gas from the cylinder into the vacuum chamber 11. Further, an evacuation device (not shown) for connecting the vacuum chamber 11 to a vacuum state is connected to the vacuum chamber 11.
【００３３】図２は、この装置によって成形される非晶
質合金ブロック７を示し、上型１側の端面７ａが曲率半
径Ｒ＝９．８８ｍｍの凹面、下型２側の端面７ｂが平面
となった円柱形状となっている。又、各面７ａ、７ｂの
表面粗さはＲｍａｘ＝０．０１μｍである。この非晶質
合金ブロックを成形するため、上型１、下型２及び胴型
３によって形成された密閉空間内に成形用素材４が収容
される。FIG. 2 shows an amorphous alloy block 7 formed by this apparatus. The end face 7a on the upper mold 1 side is a concave face with a radius of curvature R = 9.88 mm, and the end face 7b on the lower mold 2 side is a flat face. It has a cylindrical shape. The surface roughness of each surface 7a, 7b is Rmax = 0.01 μm. In order to form this amorphous alloy block, a forming material 4 is accommodated in a closed space formed by the upper mold 1, the lower mold 2 and the body mold 3.
【００３４】成形用素材４は、図１に示すように外側の
バルク材４ａ及び内側の粉末４ｂとによって構成される
ものである。バルク材４ａは、密度１００％の中空の円
筒形状に成形されており、粉末４ｂはバルク材４ａの内
側に配置される。この場合、中空のバルク材４ａの外径
は１５ｍｍ、高さは２０ｍｍ、外径と内径との寸法差は
１ｍｍ以上となっている。又、バルク材４ａと胴型３の
内径との寸法差は１５μｍである。一方、粉末４ｂは直
径５μｍ〜３００μｍであり、平均直径７５μｍとなっ
ている。As shown in FIG. 1, the molding material 4 is composed of an outer bulk material 4a and an inner powder 4b. The bulk material 4a is formed in a hollow cylindrical shape having a density of 100%, and the powder 4b is disposed inside the bulk material 4a. In this case, the outer diameter of the hollow bulk material 4a is 15 mm, the height is 20 mm, and the dimensional difference between the outer diameter and the inner diameter is 1 mm or more. The dimensional difference between the bulk material 4a and the inner diameter of the body mold 3 is 15 μm. On the other hand, the powder 4b has a diameter of 5 μm to 300 μm, and has an average diameter of 75 μm.
【００３５】これらのバルク材４ａ及び粉末４ｂは、過
冷却液体域を有する非晶質合金によって形成されてい
る。非晶質合金の組成は、Ｚｒ55Ｃｕ30Ａｌ10Ｎｉ
5 （数字は原子％）であり、ガラス遷移温度（Ｔｇ）が
４２０℃、結晶化開始温度（Ｔｘ）が５１０℃を示す。The bulk material 4a and the powder 4b are formed of an amorphous alloy having a supercooled liquid region. The composition of the amorphous alloy is Zr 55 Cu 30 Al 10 Ni
5 (atomic%), indicating a glass transition temperature (Tg) of 420 ° C. and a crystallization onset temperature (Tx) of 510 ° C.
【００３６】中空のバルク材４ａは、上下の型１、２と
胴型３との嵌合部２５に接して嵌合部２５を塞ぐように
これらの空間内に配置される。バルク材４ａをこのよう
に外側に配置することによって、内側に配置される粉末
４ｂは嵌合部２５の隙間から遮断されるため、嵌合部２
５に入り込むことがなくなる。The hollow bulk material 4a is arranged in these spaces so as to be in contact with the fitting portion 25 of the upper and lower dies 1, 2 and the body die 3 to close the fitting portion 25. By arranging the bulk material 4a on the outside in this manner, the powder 4b arranged on the inside is blocked from the gap of the fitting portion 25,
No more getting into 5.
【００３７】次に、この実施の形態による成形を説明す
る。下型２の成形面上に中空のバルク材４ａを位置合わ
せして載置し、バルク材４ａの外周と下型２の外周とを
支持した状態で振動しながらバルク材４ａの内側に粉末
４ｂを供給し、５０％の密度となるまで充填する。そし
て、バルク材４ａの外周及び下型２の外周に胴型３を嵌
め込み、上型１を上方から胴型３に挿入して組み立て
る。この組立体を位置決めしながら台座２０上に載置
し、その後、加熱炉５を組立体の周囲に位置するように
台座２０上に載置する。以上の作業は真空槽１１の外部
で行い、作業終了後に台座２０を真空槽１１内に導入す
ることによって、図１に示す状態とする。この状態で
は、組立体が加熱炉５に囲まれた状態で真空槽１１内の
所定位置に位置決めされる。Next, molding according to this embodiment will be described. The hollow bulk material 4a is positioned and placed on the molding surface of the lower mold 2, and the powder 4b is placed inside the bulk material 4a while vibrating while supporting the outer periphery of the bulk material 4a and the outer periphery of the lower mold 2. And filling to a density of 50%. Then, the body mold 3 is fitted into the outer periphery of the bulk material 4a and the outer periphery of the lower mold 2, and the upper mold 1 is inserted into the body mold 3 from above and assembled. The assembly is positioned on the pedestal 20 while being positioned, and then the heating furnace 5 is mounted on the pedestal 20 so as to be positioned around the assembly. The above operation is performed outside the vacuum chamber 11, and after the operation is completed, the pedestal 20 is introduced into the vacuum chamber 11 to obtain the state shown in FIG. In this state, the assembly is positioned at a predetermined position in the vacuum chamber 11 while being surrounded by the heating furnace 5.
【００３８】次に、排気装置の真空引きによって真空槽
１１内を１０-5Ｔｏｒｒまで排気し、加熱炉５によって
成形用素材４を２００℃、６０秒間加熱する。この加熱
によって、上下の型１、２、胴型３、成形用素材４及び
加熱路５のガス出しが行われる。ガス出しによって真空
槽１１内の真空度が低下するため、再度真空引きを行っ
て１０-5Ｔｏｒｒの真空度とする。Next, the inside of the vacuum chamber 11 is evacuated to 10 −5 Torr by evacuation of the exhaust device, and the molding material 4 is heated at 200 ° C. for 60 seconds by the heating furnace 5. By this heating, gas is discharged from the upper and lower dies 1, 2, the barrel die 3, the molding material 4, and the heating path 5. Since the degree of vacuum in the vacuum chamber 11 is reduced by degassing, the chamber is evacuated again to a degree of vacuum of 10 -5 Torr.
【００３９】そして、導入口１６からアルゴンガス等の
不活性ガスを真空槽１１内に導入する。不活性ガスとし
ては、Ｎ2 ガス、Ｈｅガスであっても良く、この不活性
ガスの導入によって組立体の加熱効率の向上と、成形用
素材４の酸化防止を行う。不活性ガスの導入によって真
空槽１１内が１０-1Ｔｏｒｒとなった後、加熱炉５によ
って成形用素材４を加熱する。Then, an inert gas such as an argon gas is introduced into the vacuum chamber 11 from the inlet 16. The inert gas may be N 2 gas or He gas. The introduction of the inert gas improves the heating efficiency of the assembly and prevents the molding material 4 from being oxidized. After the inside of the vacuum chamber 11 becomes 10 −1 Torr by the introduction of the inert gas, the molding material 4 is heated by the heating furnace 5.
【００４０】加熱は、成形用素材４がガラス遷移温度と
結晶化開始温度との間である過冷却液体域の温度となる
まで行い、この温度に成形用素材４を保持した状態で、
真空引きにより真空槽１１内を１０-5Ｔｏｒｒまで排気
する。この真空引きによって成形用素材４及びその周囲
から不活性ガス等が排気され、上下の型１、２と成形用
素材４との間及びバルク材４ａと粉末４ｂとの間に不活
性ガスが残存することがなくなると共に、成形される非
晶質合金ブロック内に気泡が残存することがなくなる。The heating is carried out until the temperature of the molding material 4 reaches a temperature of a supercooled liquid region between the glass transition temperature and the crystallization start temperature.
The inside of the vacuum chamber 11 is evacuated to 10 -5 Torr by evacuation. By this evacuation, an inert gas or the like is exhausted from the molding material 4 and its surroundings, and an inert gas remains between the upper and lower dies 1 and 2 and the molding material 4 and between the bulk material 4a and the powder 4b. And no air bubbles remain in the amorphous alloy block to be formed.
【００４１】その後、エアシリンダの駆動によってポン
チ６を下降させ、上型１を３０ＭＰａの圧力で押圧す
る。この圧力を６０秒間保持して粉末４ｂの密度を約９
９．８％とする。そして、ポンチ６を上昇させて、真空
槽１１内を大気圧とした後、真空槽１１から台座２０と
共に、組立体及び加熱炉５を取り出す。その後、成形さ
れた非晶質合金ブロック７を上下の型１、２及び胴型３
から取り出し、成形を終了する。Thereafter, the punch 6 is lowered by driving the air cylinder, and the upper die 1 is pressed at a pressure of 30 MPa. This pressure is maintained for 60 seconds to reduce the density of the powder 4b to about 9
9.8%. Then, after the punch 6 is raised to make the inside of the vacuum chamber 11 atmospheric pressure, the assembly and the heating furnace 5 are taken out of the vacuum chamber 11 together with the pedestal 20. Thereafter, the formed amorphous alloy block 7 is divided into upper and lower molds 1 and 2 and a body mold 3.
And finish the molding.
【００４２】このようにして成形された非晶質合金ブロ
ック７の凹面７ａ及び平面７ｂをフィゾー式干渉計によ
って測定したところ、これらの形状精度は０．３μｍ以
下、具体的には０．１〜０．２μｍ程度であった。又、
これらの面７ａ、７ｂの表面粗さＲｍａｘは０．０１μ
ｍであり、上型１、下型２の成形面の表面粗さと同じで
あった。When the concave surface 7a and the flat surface 7b of the amorphous alloy block 7 thus formed were measured with a Fizeau interferometer, their shape accuracy was 0.3 μm or less, specifically 0.1 to 10 μm. It was about 0.2 μm. or,
The surface roughness Rmax of these surfaces 7a and 7b is 0.01 μm.
m, which was the same as the surface roughness of the molding surfaces of the upper mold 1 and the lower mold 2.
【００４３】なお、この実施形態では、粉末４ｂに代え
て箔体及びバルク材４ａの粉砕粒子を使用しても、同様
な形状精度及び表面粗さとなった。又、Ｃｏ75Ｓｉ10Ｂ
15からなる組成の非晶質合金からなるバルク材４ａ及び
粉末４ｂを使用しても同様の形状精度及び表面粗さとな
った。In this embodiment, the same shape accuracy and surface roughness were obtained by using the crushed particles of the foil and the bulk material 4a instead of the powder 4b. Also, Co 75 Si 10 B
Similar shape accuracy and surface roughness were obtained even when the bulk material 4a and the powder 4b made of an amorphous alloy having a composition of 15 were used.
【００４４】さらに、中空のバルク材４ａとして、一辺
の外径寸法が１５ｍｍ、高さが２０ｍｍであり、外径と
内径との寸法差が１ｍｍ以上の中空立方体からなるバル
ク材を使用しても同様の結果を得ることができた。バル
ク材４ａの形状は円筒体、中空の立方体、中空の直方体
に限らず、外径と内径との寸法差が１ｍｍ程度、すなわ
ち肉厚が０．５ｍｍ程度であれば、上下の型１、２と胴
型３の嵌合部２５を塞ぐことができるため、同様な効果
を得ることができるものである。この場合、円筒体以外
では、上下の型１、２及び胴型３が嵌合できるように、
これらの形状を変更することによって可能となる。Further, as the hollow bulk material 4a, a bulk material made of a hollow cube having an outer diameter of one side of 15 mm, a height of 20 mm, and a dimensional difference between the outer diameter and the inner diameter of 1 mm or more may be used. Similar results could be obtained. The shape of the bulk material 4a is not limited to a cylindrical body, a hollow cube, or a hollow rectangular parallelepiped. If the dimensional difference between the outer diameter and the inner diameter is about 1 mm, that is, the wall thickness is about 0.5 mm, the upper and lower dies 1, 2 The same effect can be obtained because the fitting portion 25 of the body mold 3 can be closed. In this case, except for the cylindrical body, the upper and lower molds 1 and 2 and the body mold 3 can be fitted together.
It becomes possible by changing these shapes.
【００４５】なお、内側の粉末４ｂの密度は５０％に限
らず、３０〜６０％程度の範囲で、且つ外側のバルク材
４ａ及び下型２の外周に付着しないように調整すること
によって、粉末４ｂの充填が比較的に容易で、しかも粉
末４ｂの長時間加熱を行う必要がなくなる。Note that the density of the inner powder 4b is not limited to 50%, but is adjusted in the range of about 30 to 60%, and is adjusted so as not to adhere to the outer bulk material 4a and the outer periphery of the lower mold 2. The filling of the powder 4b is relatively easy, and the powder 4b does not need to be heated for a long time.
【００４６】このような実施の形態では、上下の型１、
２及び胴型３の嵌合部と接する成形用素材が中空のバル
ク材であるため、内側の小片が上下の型１、２及び胴型
３の嵌合部に入り込むことがなくなる。又、嵌合部以外
に対応した部分の成形用素材は、粉末や箔体等の小片が
使用されるため、成形開始時の圧力が一部分に集中する
ことがなく、型１、２の成形面を破壊することがなくな
る。さらに成形用素材を均一に加熱できるため、良好な
形状精度及び表面精度を有し、しかも体積の大きな非晶
質合金ブロックを成形することができる。In such an embodiment, the upper and lower dies 1,
Since the molding material that is in contact with the fitting portions of the mold 2 and the body mold 3 is a hollow bulk material, small pieces on the inside do not enter the fitting portions of the upper and lower molds 1 and 2 and the body mold 3. In addition, since a small piece such as a powder or a foil is used as a molding material corresponding to a portion other than the fitting portion, the pressure at the start of molding does not concentrate on a part, and the molding surfaces of the molds 1 and 2 are formed. Will not be destroyed. Further, since the material for molding can be heated uniformly, an amorphous alloy block having good shape accuracy and surface accuracy and having a large volume can be formed.
【００４７】（実施の形態２）この実施の形態では、Ｚ
ｒ55Ｃｕ27.5Ａｌ7.5 （数字は原子％）の組成からなる
非晶質合金によってバルク材４ａを形成し、Ｚｒ55Ｃｕ
30Ａｌ10Ｎｉ5 （数字は原子％）の組成からなる非晶質
合金によって粉末４ｂを形成した。粉末４ｂの直径は５
μｍ〜３００μｍ、平均直径は７５μｍ程度である。
又、Ｚｒ55Ｃｕ27 .5Ａｌ7.5 のガラス遷移温度（Ｔｇ）
は３６０℃、結晶化開始温度（Ｔｘ）は４３０℃であ
り、Ｚｒ55Ｃｕ30Ａｌ10Ｎｉ5 のガラス遷移温度（Ｔ
ｇ）は４２０℃、結晶化開始温度（Ｔｘ）は５１０℃で
ある。(Embodiment 2) In this embodiment, Z
The bulk material 4a is formed of an amorphous alloy having a composition of r 55 Cu 27.5 Al 7.5 (the number is atomic%), and Zr 55 Cu 27.5
Powder 4b was formed of an amorphous alloy having a composition of 30 Al 10 Ni 5 (atomic%). The diameter of the powder 4b is 5
μm to 300 μm, and the average diameter is about 75 μm.
Further, the glass transition temperature of the Zr 55 Cu 27 .5 Al 7.5 ( Tg)
Is 360 ° C., the crystallization start temperature (Tx) is 430 ° C., and the glass transition temperature (Tx) of Zr 55 Cu 30 Al 10 Ni 5
g) is 420 ° C., and the crystallization onset temperature (Tx) is 510 ° C.
【００４８】その他の構成は実施の形態１と同様であ
り、成形条件も実施の形態１と同様にして非晶質合金部
ブロックを成形した。この実施形態においても良好な形
状精度及び表面精度で成形することができた。この場
合、粉末４ｂに代えて同一組成からなる箔体を使用して
も同様な結果となった。The other structure is the same as that of the first embodiment, and the molding conditions are the same as those of the first embodiment to form the amorphous alloy block. Also in this embodiment, it was possible to mold with good shape accuracy and surface accuracy. In this case, the same result was obtained even when a foil having the same composition was used instead of the powder 4b.
【００４９】この実施の形態では、実施の形態１と同様
な効果を有しているが、さらにバルク材４ａと粉末４ｂ
とに異なった組成の非晶質合金を使用しているため、部
分的に特性が異なった非晶質合金ブロックを成形するこ
とができた。In this embodiment, the same effects as in the first embodiment are obtained, but the bulk material 4a and the powder 4b
Since amorphous alloys having different compositions were used, amorphous alloy blocks having partially different properties could be formed.
【００５０】（実施の形態３）図３は実施の形態３に使
用される成形装置の断面図であり、図１に示す実施の形
態１と同一の部分には同一の符号を付して対応させるこ
とにより重複する説明を省略する。(Embodiment 3) FIG. 3 is a sectional view of a molding apparatus used in Embodiment 3, and the same parts as those in Embodiment 1 shown in FIG. By doing so, redundant description will be omitted.
【００５１】この実施の形態では、胴型３内に嵌合する
一対の成形型の内、上型３１の成形面が平面となってお
り、下型３２の成形面が凸球面となっている。平面とな
っている上型３１は、表面粗さＲｍａｘ＝０．０１μｍ
であり、凸球面となっている下型３２の成形面は曲率半
径Ｒ＝９．８８ミリであり、表面粗さＲｍａｘ＝０．０
１μｍとなっている。従って、この実施の形態で成形さ
れる非晶質合金ブロック７は、図４に示すように、上型
３１側の面７ａが平面であり、下型３２側の面７ｂが球
面となった円柱状となるものである。In this embodiment, of the pair of molding dies fitted in the body die 3, the molding surface of the upper die 31 is a flat surface, and the molding surface of the lower die 32 is a convex spherical surface. . The upper mold 31 having a flat surface has a surface roughness Rmax = 0.01 μm.
The molding surface of the lower mold 32 having a convex spherical surface has a radius of curvature R = 9.88 mm and a surface roughness Rmax = 0.0.
It is 1 μm. Therefore, as shown in FIG. 4, the amorphous alloy block 7 formed in this embodiment has a circle in which the surface 7a on the upper mold 31 side is a flat surface and the surface 7b on the lower mold 32 side is a spherical surface. It has a columnar shape.
【００５２】上型３１は、中央部分で上下動可能な逆円
錐形状の進退部３１ａと、この進退部３１ａの周囲部分
に設けられ進退部３１ａが嵌合する逆円錐孔４１が形成
された成形部３１ｂとの２部材によって構成されてい
る。進退部３１ａにおいては、その下端面４０が上型３
１の成形面の中央部分を構成する。この進退部３１ａ
は、真空槽１１の外部に設けられたエアシリンダ１７の
ロッド１７ａに接続されており、エアシリンダ１７の駆
動によって上下動する。一方、成形部３１ｂは同型３内
に嵌合し、その下端面が上型３１の成形面の周囲部分を
構成する。The upper die 31 is formed with an inverted conical advancing / retracting portion 31a which can move up and down at a central portion, and an inverted conical hole 41 provided around the advancing / retracting portion 31a and into which the advancing / retreating portion 31a is fitted. And a member 31b. The lower end surface 40 of the reciprocating portion 31a is
1 forms the central part of the molding surface. This advance / retreat part 31a
Is connected to a rod 17a of an air cylinder 17 provided outside the vacuum chamber 11, and moves up and down by driving the air cylinder 17. On the other hand, the molding portion 31b is fitted in the same mold 3, and the lower end surface forms a peripheral portion of the molding surface of the upper mold 31.
【００５３】このような構造では、進退部３１ａと形成
部３１ｂとが係合して密着した状態でエアシリンダ１７
が駆動することにより、成形面を形成する上型３１とな
り、これらが一体的に下方に移動することができる。
又、進退部３１ａと形成部３１ｂとの係合が解除された
状態で、エアシリンダ１７が逆駆動すると、進退部３１
ａが成形部３１ｂから離脱して上方へ移動する。In such a structure, the air cylinder 17 is engaged with the advancing / retreating portion 31a and the forming portion 31b in close contact with each other.
Are driven to form an upper mold 31 that forms a molding surface, and these can integrally move downward.
When the air cylinder 17 is driven reversely in a state in which the engagement between the advance / retreat portion 31a and the forming portion 31b is released, the advance / retreat portion 31
a is separated from the forming part 31b and moves upward.
【００５４】かかる進退部３１ａの上方への移動によっ
て、進退部３１ａと成形部３１ｂとの間に空隙４３が形
成される。これに対し、真空槽１１内にはノズル管１２
が挿入され、このノズル管１２の先端が空隙４３に臨ん
でいる。ノズル管１２は空隙４３に不活性ガスを噴出す
るものであり、その基端側が真空槽１１の外部に設けら
れたエアシリンダ１５に接続されることによって、空隙
４３に対し進退可能となっている。また、ノズル管１２
の中間部分は真空槽１１外部の加熱装置１４内を挿通し
ており、これにより空隙４３に噴出する不活性ガスの温
度調整が可能となっている。The upward movement of the advance / retreat portion 31a forms a gap 43 between the advance / retreat portion 31a and the formed portion 31b. On the other hand, the nozzle tube 12
Is inserted, and the tip of the nozzle tube 12 faces the gap 43. The nozzle tube 12 ejects an inert gas into the gap 43, and the base end of the nozzle pipe 12 is connected to an air cylinder 15 provided outside the vacuum chamber 11, so that the nozzle pipe 12 can advance and retreat with respect to the gap 43. . In addition, the nozzle pipe 12
Is inserted through the heating device 14 outside the vacuum chamber 11, so that the temperature of the inert gas ejected into the gap 43 can be adjusted.
【００５５】この実施形態においても、上下の型３１、
３２及び胴型３とによって形成される密閉空間には、成
形用素材４が収容される。この成形用素材４は、実施の
形態１と同様に、外側に位置する中空状のバルク材４ａ
と、バルク材４ａの内側に配置される粉体４ｂとから構
成されている。これらのバルク材４ａ及び粉末４ｂは、
実施の形態２と同様の組成からなる過冷却液体域を有す
る非晶質合金が使用される。又、この場合においても、
中空のバルク材４ａは、上下の型３１、３２と胴型３と
の嵌合部２５に接して、嵌合部２５を塞ぐようになって
いる。すなわち、バルク材４ａは、胴型３と下型３２と
の嵌合部２５を塞ぐと共に、胴型３と上型３１の形成部
３１ｂとの嵌合部２５を塞ぐように配置されるものであ
る。これにより、内側の粉体４ｂは嵌合部２５に対して
遮断された状態となって配置される。Also in this embodiment, the upper and lower dies 31,
The molding material 4 is accommodated in the closed space formed by the mold 32 and the body mold 3. As in the first embodiment, the molding material 4 has a hollow bulk material 4a located on the outside.
And a powder 4b disposed inside the bulk material 4a. These bulk material 4a and powder 4b are:
An amorphous alloy having a supercooled liquid region having the same composition as that of the second embodiment is used. Also, in this case,
The hollow bulk material 4a is in contact with the fitting part 25 between the upper and lower dies 31, 32 and the body mold 3, and closes the fitting part 25. That is, the bulk material 4a is disposed so as to close the fitting portion 25 between the body die 3 and the lower die 32 and to close the fitting portion 25 between the body die 3 and the forming portion 31b of the upper die 31. is there. As a result, the inner powder 4b is arranged in a state of being blocked from the fitting portion 25.
【００５６】次に、この実施の形態による成形作動を説
明する。真空槽１１の外部で実施の形態１と同様に、台
座２０上で下型３２と胴型３とが嵌合された後、バルク
材４ａ及び粉末４ｂが充填され、上型３１の形成部３１
ｂが胴型３に上方から嵌合され、さらに加熱炉５が胴型
３の周囲に配置されて組立体が形成される。Next, the molding operation according to this embodiment will be described. After the lower mold 32 and the body mold 3 are fitted on the pedestal 20 outside the vacuum chamber 11 in the same manner as in the first embodiment, the bulk material 4a and the powder 4b are filled, and the forming portion 31 of the upper mold 31 is formed.
b is fitted into the barrel mold 3 from above, and the heating furnace 5 is arranged around the barrel mold 3 to form an assembly.
【００５７】そして、台座２０を真空槽１１内の挿入す
ることにより、組立体を真空槽１１内に配置し、その後
エアシリンダ１７によって上型３１の進退部３１ａを下
降させる。この下降によって進退部３１ａと成形部３１
ｂとが密着して上型３１が形成され、成形用素材４が上
下の型３１、３２及び胴型３によって形成された密閉空
間に収容される。この密閉空間に対しては、空気は出入
りできるが、粉末４ｂは外部に通過することができな
い。Then, the base is inserted into the vacuum chamber 11 by inserting the pedestal 20 into the vacuum chamber 11, and then the advancing / retracting portion 31 a of the upper mold 31 is lowered by the air cylinder 17. Due to this descent, the advancing / retreating portion 31a and the forming portion 31
b and the upper mold 31 are formed in close contact with each other, and the molding material 4 is accommodated in a sealed space formed by the upper and lower molds 31 and 32 and the body mold 3. Air can enter and exit from this enclosed space, but the powder 4b cannot pass outside.
【００５８】この状態で、排気装置によって真空槽１１
内を排気して１０-5Ｔｏｒｒの真空度とし、加熱炉５に
より成形用素材４を２００℃で６０秒間加熱して上下の
型３１、３２、胴型３及び成形用素材４のガス出しを行
う。このガス出しの後、真空槽１１内を排気して内部の
圧力を再び１０-5Ｔｏｒｒまで復帰した後、エアシリン
ダ１７により進退部３１ａを成形部３１ｂから離脱さ
せ、これにより進退部３１ａと成形部３１ｂの間に空隙
４３を成形する。In this state, the vacuum chamber 11 is
The inside is evacuated to a degree of vacuum of 10 -5 Torr, and the molding material 4 is heated at 200 ° C. for 60 seconds by the heating furnace 5 to discharge gas from the upper and lower dies 31, 32, the shell mold 3 and the molding material 4. Do. After the gas is released, the inside of the vacuum chamber 11 is evacuated and the internal pressure is restored to 10 −5 Torr again. The space 43 is formed between the portions 31b.
【００５９】この進退部３１ａと成形部３１ｂとの間に
生じた空隙４３に対して、加熱装置１４により加熱され
た不活性ガスをノズル１２管から噴出する。一方、加熱
炉５により、胴型３、上型３１、下型３２と共に成形用
素材４の中空のバルク材４ａの外側から加熱し、ガラス
遷移温度と結晶化開始温度との間の過冷却液体域の温度
に加熱する外側加熱を行う。この外側加熱と同時に、上
述したように不活性ガスが空隙４３を通過することによ
って、成形用素材４の内側の粉末４ｂを同様にガラス遷
移温度と結晶化開始温度との間の過冷却液体域の温度に
加熱する内側加熱を行う。The inert gas heated by the heating device 14 is blown out of the nozzle 12 into the gap 43 formed between the advancing / retreating portion 31a and the forming portion 31b. On the other hand, the supercooled liquid between the glass transition temperature and the crystallization start temperature is heated by the heating furnace 5 from outside the hollow bulk material 4a of the molding material 4 together with the body mold 3, the upper mold 31, and the lower mold 32. External heating is performed to heat to the area temperature. At the same time as the outside heating, the inert gas passes through the voids 43 as described above, so that the powder 4b inside the molding material 4 is similarly cooled in the supercooled liquid region between the glass transition temperature and the crystallization start temperature. Heating to inside temperature is performed.
【００６０】その後、この温度に成形用素材４を保持し
た状態で、再び真空槽１１内を１０ -5Ｔｏｒｒに排気す
ることによって、上下の型３１、３２及び胴型３内の成
形用素材４と、その周囲から不活性ガスを除去する。Thereafter, the molding material 4 is held at this temperature.
In the vacuum chamber 11 again -FiveExhaust to Torr
In this way, the upper and lower dies 31, 32 and
An inert gas is removed from the molding material 4 and its surroundings.
【００６１】そして、エアシリンダ１７により進退部３
１ａを下降させて空隙４３を消滅させながら成形部３１
ｂと一体化し、成形用素材４を３０ＭＰａの圧力で押圧
する。この圧力を６０秒間保持して成形用素材４を成形
し、その後、エアーシリンダ１７により進退部３１ａを
上昇させる。さらにその後、真空槽１１内を大気圧と
し、台座２０を下降させることによって組立体及び加熱
路５を真空槽１１から取り出し、上型３１の進退部３１
ａ及び成形された非晶質合金ブロック７を胴型３から取
り出す。The advancing / retracting portion 3 is moved by the air cylinder 17.
1a is lowered so that the gap 43 disappears,
and press the molding material 4 with a pressure of 30 MPa. This pressure is maintained for 60 seconds to mold the molding material 4, and then the advance / retreat portion 31 a is raised by the air cylinder 17. After that, the assembly and the heating path 5 are taken out of the vacuum chamber 11 by lowering the pedestal 20 to atmospheric pressure in the vacuum chamber 11, and
a and the molded amorphous alloy block 7 are taken out of the body mold 3.
【００６２】以上によって成形された非晶質合金ブロッ
ク７をフィゾー式干渉計により測定した結果、下型３２
に押圧された面７ｂの転写精度は０．３μｍ以下であっ
た。又、表面粗さ（表面精度）は、上下の型３１、３２
のいずれに対しても、０．０１μｍであった。なお、こ
の実施の形態では、粉末４ｂに代えて同一組成の非晶質
合金の箔体を用いても同様の作用の結果となった。As a result of measuring the amorphous alloy block 7 formed as described above with a Fizeau interferometer,
The transfer accuracy of the surface 7b pressed against the surface was 0.3 μm or less. The surface roughness (surface accuracy) is determined by the upper and lower dies 31, 32.
Was 0.01 μm. In this embodiment, the same effect was obtained by using an amorphous alloy foil having the same composition instead of the powder 4b.
【００６３】このような実施の形態によれば、中空のバ
ルク材４ａの外側から加熱する外側加熱に加えて、上型
３１の一部の進退部３１ａを進退可能にして空隙４３を
形成し、この空隙４３から粉末、箔片等の小片に対して
不活性ガスからなる熱流体を噴射して加熱する内部加熱
を行うため、成形用素材４の全体の加熱を均一に行うこ
とができる。これにより例えば、成形用素材４の構成要
素の組成が異なり、粉末または箔体等の内側の小片の過
冷却液体域の温度の方が、外側の中空のバルク材の過冷
却液体域の温度より高い場合であっても、成形用素材全
体を均一に加熱することが可能となる。According to such an embodiment, in addition to the external heating for heating from the outside of the hollow bulk material 4a, a gap 43 is formed by allowing a part of the upper mold 31 to advance and retreat. Since the internal heating is performed by injecting a hot fluid made of an inert gas and heating the small pieces such as powder and foil pieces from the gaps 43, the entire heating of the molding material 4 can be performed uniformly. Thereby, for example, the composition of the constituent elements of the molding material 4 is different, and the temperature of the supercooled liquid region of the inner small piece such as powder or foil is higher than the temperature of the supercooled liquid region of the outer hollow bulk material. Even if it is high, it is possible to uniformly heat the entire molding material.
【００６４】また、成形用素材４の構成要素の組成が同
一の場合において、外側の中空のバルク材の影響で内側
の粉末または箔体等の小片の加熱が行いにくい場合に
も、確実に加熱することができる。In the case where the composition of the constituent elements of the molding material 4 is the same, even if it is difficult to heat small pieces such as powder or foil inside due to the influence of the outer hollow bulk material, the heating is surely performed. can do.
【００６５】なお、以上の実施の形態では、成形用素材
４の加熱時の酸化を防止するために不活性ガスを使用し
ているが、成形用素材４が、例えばガラス遷移温度（Ｔ
ｇ）が３０２℃、結晶化開始温度（Ｔｘ）が３９７℃で
あるＰｄ40Ｃｕ30Ｎｉ10Ｐ20の組成の非晶質合金のよう
に高温での酸化に対して安定な合金の場合は、大気圧中
で過冷却液体域の温度に加熱することができ、その後
に、真空雰囲気として成形できるため、成形が容易とな
る。なお、いずれの実施の形態においても成形用素材の
押圧は、３．０×１０-4Ｔｏｒｒよりも高真空として成
形することにより、良好な転写を行うことができる。In the above embodiment, an inert gas is used to prevent the molding material 4 from being oxidized during heating. However, the molding material 4 has a glass transition temperature (T
g) is 302 ° C., in the case of stable alloys against oxidation at high temperature as an amorphous alloy of the composition of Pd 40 Cu 30 Ni 10 P 20 crystallization initiation temperature (Tx) is 397 ° C., It can be heated to the temperature of the supercooled liquid region at atmospheric pressure, and then can be molded as a vacuum atmosphere, so that molding is facilitated. In any of the embodiments, good transfer can be performed by pressing the molding material under a vacuum higher than 3.0 × 10 −4 Torr.
【００６６】[0066]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、成形型及び胴型との嵌合部に非晶質合金の小片
が入り込むことを防止できると共に、高精度の転写精度
で、しかも体積の大きな非晶質合金ブロックを成形する
ことができる成形用素材とすることができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent the small pieces of the amorphous alloy from entering the fitting portion between the forming die and the body die, and to achieve high precision transfer accuracy. In addition, it is possible to obtain a molding material capable of molding an amorphous alloy block having a large volume.
【００６７】請求項２の発明によれば、部分的に特性の
異なる非晶質合金ブロックを成形するための成形用素材
とすることができる。According to the second aspect of the present invention, it is possible to use a forming material for forming an amorphous alloy block having partially different characteristics.
【００６８】請求項３の発明によれば、高精度の転写精
度で非晶質合金ブロックを成形できると共に、体積の大
きな非晶質合金ブロックを成形することができる。According to the third aspect of the present invention, an amorphous alloy block can be formed with high transfer accuracy and an amorphous alloy block having a large volume can be formed.
【００６９】請求項４の発明によれば、複数の部材から
なる成形用素材の全体を均一に加熱することができる。According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to uniformly heat the entire molding material including a plurality of members.
【図１】本発明の実施の形態１に使用される成形装置の
断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a molding apparatus used in Embodiment 1 of the present invention.
【図２】実施の形態１によって成形された非晶質合金ブ
ロックの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the amorphous alloy block formed according to the first embodiment.
【図３】実施の形態３に使用される成形装置の断面図で
ある。FIG. 3 is a sectional view of a molding apparatus used in a third embodiment.
【図４】実施に形態３によって成形された非晶質合金ブ
ロックの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an amorphous alloy block formed according to a third embodiment.
【図５】従来の成形方法に使用される成形ビレットの断
面図である。FIG. 5 is a sectional view of a molded billet used in a conventional molding method.
【図６】改良された従来の成形方法に使用する型の断面
図である。FIG. 6 is a sectional view of a mold used in an improved conventional molding method.
１ 上型 ２ 下型 ３ 胴型 ４ 成形用素材 ４ａ バルク材 ４ｂ 粉末 ２５ 嵌合部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper mold 2 Lower mold 3 Body mold 4 Molding material 4a Bulk material 4b Powder 25 Fitting part
Claims (4)
成形型をガイドする胴型とにより成形される非晶質合金
ブロックの成形用素材であって、 過冷却液体域を有する非晶質合金からなり、前記成形時
に前記成形型と胴型との嵌合部に接して嵌合部を塞ぐよ
うに配置される中空のバルク材と、 このバルク材の内側に配置される過冷却液体域を有する
非晶質合金の小片と、によって構成されていることを特
徴とする非晶質合金ブロックの成形用素材。1. A material for forming an amorphous alloy block formed by a pair of forming dies and a body mold that fits with the forming dies and guides the forming dies, and has a supercooled liquid region. A hollow bulk material which is made of an amorphous alloy and is arranged so as to be in contact with the fitting portion between the molding die and the body die at the time of the molding so as to close the fitting portion; A material for forming an amorphous alloy block, comprising: a small piece of an amorphous alloy having a cooling liquid region.
なる組成の過冷却液体域を有する非晶質合金であること
を特徴とする請求項１記載の非晶質合金ブロックの成形
用素材。2. The raw material for forming an amorphous alloy block according to claim 1, wherein the bulk material and the small pieces are amorphous alloys having a supercooled liquid region of the same or different composition.
型とによって非晶質合金素材を成形して非晶質合金ブロ
ックとする方法であって、 過冷却液体域を有する非晶質合金からなる中空のバルク
材と、このバルク材の内側に配置される過冷却液体域を
有する非晶質合金の小片とにより前記非晶質合金素材を
構成し、 この非晶質合金素材を前記一対の成形型及び胴型によっ
て形成された空間内に配置した状態で、非晶質合金素材
を過冷却液体域の温度まで加熱し、 その後、真空中で非晶質合金素材を押圧して成形するこ
とを特徴とする非晶質合金ブロックの成形方法。3. A method of forming an amorphous alloy material into an amorphous alloy block by using a pair of forming dies and a body mold fitted with the forming dies, comprising: an amorphous material having a supercooled liquid region. The amorphous alloy material is constituted by a hollow bulk material made of a porous alloy, and a small piece of an amorphous alloy having a supercooled liquid region disposed inside the bulk material. In a state where the amorphous alloy material is placed in the space formed by the pair of molds and the body mold, the amorphous alloy material is heated to the temperature of the supercooled liquid region, and then the amorphous alloy material is pressed in a vacuum. A method for forming an amorphous alloy block, comprising forming.
熱する外側加熱と、 一方の成形型における一部の進退移動によって開閉され
る空隙を通して供給される高温の不活性ガスによりバル
ク材の内側の小片を加熱する内側加熱と、により行うこ
とを特徴とする請求項３記載の非晶質合金ブロックの成
形方法。4. The heating is performed by heating the bulk material from the outside and heating the inside of the bulk material by a high-temperature inert gas supplied through a gap that is opened and closed by a part of the mold in a reciprocating movement. 4. The method for forming an amorphous alloy block according to claim 3, wherein the heating is performed by heating the inside of the small piece.
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