JPS5853705B2 - 高透磁率合金薄帯の製造方法 - Google Patents

高透磁率合金薄帯の製造方法

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JPS5853705B2
JPS5853705B2 JP54081037A JP8103779A JPS5853705B2 JP S5853705 B2 JPS5853705 B2 JP S5853705B2 JP 54081037 A JP54081037 A JP 54081037A JP 8103779 A JP8103779 A JP 8103779A JP S5853705 B2 JPS5853705 B2 JP S5853705B2
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昇 津屋
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、いわゆるセンダストと称される高透磁率合金
の薄帯を製造する方法に関する。
AI 4〜7%、Si 8〜11%、残部主として鉄
よりなるFe−8i−A1合金(センダスト)、あるい
は磁気特性や機械特性を改善するためにこの合金にNi
、Co、Ti、B、希土類元素その他の元素を少量添加
した合金は、磁気特性に優れ、かつ硬度が高いので耐摩
耗性にも優れていることから、磁気録音や磁気録画のた
めの磁気ヘッド用コアとして使用されている。
しかしこの使用のためには母合金を機械的に切削して薄
片を得、それをラミネートしてコアを形成する方法がと
られているが、センダスト合金は硬度が高いのみならず
脆弱であることからその機械加工が困難である点に問題
があった。
最近、この問題を解決する方法として、センダスト母合
金を加熱溶融させ、その溶融材を高速回転するシングル
ロールやツインロール上に供給してロール上で超急冷し
一体に凝固させて薄帯を製造し、この薄帯をエツチング
や打抜き加工によりコア形状に成形する方法が提案され
ている。
この方法によれば、連続的に製造される高透磁率センダ
スト合金薄帯を加工すればよいので、センダスト合金ブ
ロックから直接コア用薄片を切削する方法に比べて薄片
への切削加工を必要としない点で加工性に極めて優れて
いる特長がある。
しかしながら、この溶融材料を急冷凝固させて薄帯を得
る方法では、溶融材料を移動体の移動面上に供給する際
に溶融材料の温度が融点よりもかげはなれて高いと、急
冷凝固されるときに供給材料の各部分、例えば移動面と
の接触部と非接触部とで冷却度合が大きく異なり熱収縮
が均一に行なわれず、このために薄帯にマイクロクラッ
チが生ずる問題があり、このマイクロクラッチは熱処理
をしてもとれない根本的な欠陥があった。
本発明は、かかる従来の問題に鑑みてなされたものであ
り、Al 4〜7%、Si 8〜11%、残部主と
して鉄よりなるセンダスト合金組成の母材を加熱溶融し
、移動体の移動面上に供給して急冷凝固させて薄帯を製
造する方法において、上記移動面上へ供給する直前の溶
融材の温度を融点直上に設定することと、必要に応じて
、移動体の表面温度を常温より500℃までの温度に保
持することとにより急冷時の冷却度合の不均一性を抑え
、マイクロクラックの生じない薄帯を製造する方法を提
供するものである。
本発明を以下に詳細に説明する。
合金母材はいわゆるセンダスト組成のもの、すなわちA
14〜7%、Si 8〜11%、残部主として鉄よりな
り、機械特性や磁気特性の向上のために必要に応じて■
、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Ni、Co、Cu、T
i、Mn、Ge、Zr、Sb。
Sn、Be、B、Bi、Pb、Y、希土類元素が少量添
加されたものも使用される。
この溶融母材の融点は組成により若干の高低があるが、
1280℃前後である。
第1図は本発明の方法に使用する製造装置を示す。
この装置によりまず母合金1を抵抗器またはコイルによ
る加熱手段2にて加熱筒3内でアルゴンガスのような非
酸化性ガス雰囲気下に加熱溶融させ、しかるのち加熱手
段2の加熱温度を母合金1の融点近くまで、好ましくは
融点以上、約10%の範囲(即ち約100℃)まで温度
を下げ、加熱筒3内の非酸化性ガスの圧力を上げて溶融
母材1をノズル3aから高速回転するツインロール4a
、4b上へ噴出させ、ツインロール4a。
4bとの接触により急冷すると同時に圧延し一体に凝固
させて薄帯5を得る。
ここで母合金1の加熱溶融時の温度は1500℃前後と
し、噴出直前に融点直上の温度まで下げる手順をとると
、加熱時間が短かくて済むが、はじめから低い温度で加
熱溶融させる手順をとることもできる。
またロール4at4bの材質は高耐熱性を有する平滑な
表向状態のものが良く、ステンレス鋼、鋳鉄、クローム
鋼などが用いられる。
加熱筒3は母材1との反応をさげる必要があり、シリカ
、高純度アルミナなどの高耐熱性材質のものが用いられ
る。
また加熱筒3のノズル3aの形状は得ようとする薄帯の
サイズにより決定すべきものであるが、第2図に示すよ
うな幅広で多孔のものを使用するとロール4 a >
4 b上に幅広く溶融材を噴出させることができて冷却
度合の均一化をさらに改善することができる。
さらに多孔ノズルの場合に、各孔間の間隔を大きくとる
と、一度に複数枚の薄帯を得ることができる。
第3図は他の製造装置を示し、エンドレスベルト6とロ
ール7との間に溶融材1を供給して超急冷し圧延する構
成を有する。
この装置にあってもベルト6とロール7の材質、加熱筒
3の材質、形状等は上記第1図のツインロール4 a
、4 bを用いた装置とほとんど同じである。
このようにして得られる薄帯にあっては、加熱溶融され
た母材を移動体の供給する直前の母材の温度をその融点
直上(融点より100℃をこえない温度)にするので、
供給直後における移動体の移動面と接触する部分と接触
しない部分との冷却度合に大きな差が生ぜず、このため
に溶融母材は比較的緩やかな冷却を受けることになって
急冷による熱収縮が材料全体で比較的均一に起こり、マ
イクロクラックの生じない薄帯を得ることができるので
ある。
尚、母材の融点直上の温度としては、発明者の実験から
融点からその上鉤10%、約100℃程度の範囲で効果
が得られ、特に融点から上鉤5%、約50℃程度の範囲
において著しい効果がある。
なお移動体であるロールの温度を常温乃至460℃に保
持すると超急冷による熱収縮が緩和され、熱収縮が材料
全体で比較的均一に起り、マイクロクラックの発生が防
止できる顕著な効果がある。
移動体であるロール温度の好ましい範囲は100℃ない
し300℃である。
溶融母材の噴出直前の温度を母材の融点より100℃を
越えない範囲にすると共に、その粘度を比較的高く保持
することが必要であり、その粘度は6.5 X 10−
2〜4 X 10 ” dyne、sec/cy+t
がよい。
しかしながら溶融母材の粘度が上述の上限より大きいと
、粘度が大きすぎて押出圧力が大きくなりすぎ、実施上
困難となるので必要がない。
また粘度が上述の下限より以下であると、粘度が小さく
なりすぎて、押出圧力が太きすぎると、ミスト状または
すだれ状になったり、波をうったりする欠点が生じ好ま
しくないので、上述の範囲が好ましい。
溶融母材と冷却ロールとの間の温度差920℃〜135
0℃位に余り過大でない方がよい結果が得られる。
これは超急冷による熱収縮が材料全体で比較的均一に起
ると、マイクロクラッチが生じないためである。
ロール回転数は650〜1100OORPがよい。
ロール回転数が小さいと100μ位の厚い薄帯が得られ
、ロールの回転数が太きいと50μ〜110μ位の薄い
薄帯が得られる。
溶融母材の噴出温度が1380℃位に高いときは回転速
度の大きい方が溶融母材と冷却ロールとの間の温度差を
小さくしたのと同じ効果となり、マイクロクラックが生
じ難くなる。
溶融母材と冷却ロールとの間の温度差がその下限以下で
あると、ロールの回転速度を種々に変更しても超急冷が
得られないので好ましくない。
またその温度差が上述の上限以上であると、超急冷によ
る熱収縮が材料全体で不均一に生じ、その中心部分にマ
イクロクラッチを生ずる。
このマイクロクラッチは爾後の熱処理により消すことが
できないので、材料が脆くなり加工性が劣化し、所期の
可撓性が得られない。
移動体としてツインロールを使用するとロールと接触し
た面より内方に発達する柱状晶が生ずる。
これを600℃〜1000℃好ましくは850℃位で1
分ないし5時間熱処理すると、結晶が粗大化り可撓性は
若干力るが抗磁力がよくなるので、熱処理は施した方が
よい。
本発明を次に実施例に基き具体的に説明する。
実施例 l Al5.38、Si9.37、Fe 85.25の組成
を有する母合金ブロック1の2tを、第1図に示す装置
の加熱筒3内に入れて、Arガス雰囲気下でSiCヒー
タの加熱手段2により約1450℃で加熱溶融させ、し
かるのち加熱手段2への給電量を抑えて約1320℃ま
で温度を下げ、Arガス圧を0.5気圧に上げてノズル
3aから溶融材1☆☆をツインロール4 a 、4 b
上に噴出させ、このツインロール4a 、4bで急冷圧
延し薄帯5を得た。
ここにおいて加熱筒3は外径g m21L1内径6朋の
シリカ製であって、ノズルはQ、 5 mm径であった
またロール4a、4bはクローム鋼製65mm径ノモの
でロール4at4b間を密着させ、材料1噴出時のノズ
ル3aとロール4a、4bとの距離は約0、2 may
下の可能な限り接近させた状態で、1000 rpmの
回転数において実施した。
得られた薄帯は、100μ扉厚、約211LrIL幅、
約10m長のものであり、これを真空中、約850℃以
下で熱処理し、しかる後コア用薄片5aを打抜いてその
表面状態および磁気特性を測定した。
実施例 2 実施例1と同一組成の母合金2グを高純度アルミナ製加
熱筒に入れ、実施例1と同一の装置で実施した。
ただし、ノズル径は1.Or/L1rt、ロール回転数
は650 rpm、溶融材の噴出直前の温度は約138
0℃とした。
得られた薄帯は、100μ扉厚、約21n71L幅、約
5扉長のものであり、これを実施例1と同一条件で熱処
理し、コア用薄片5bを打抜いてその表面状態および磁
気特性を測定した。
比較例 実施例1と同一組成の母合金2グにより実施例1と同一
の装置で実施した。
ただし母合金の加熱温度は約1450℃にしてその温度
のまま噴出させた。
得られた薄帯は、80μ扉厚、約2myrt幅、約10
7rL長のものであり、これを実施例1と同一条件で熱
処理した後、コア用薄片5cを得、その表面状態および
磁気特性を測定した。
上記実施例および比較例による表面状態および磁気特性
の測定結果は次表および第4図のようになった。
上記表および第4図よりわかるように、磁気特性におい
ては各実施例および比較例において全く差異が生じない
が、表面状態において材料噴出時の温度が低い本発明の
実施例1のコアではマイクロクラックの発生がほとんど
なく、温度がやや高めの本発明の実施例2のコアでもわ
ずかながらマイクロクラック8が発生しているが、比較
例のようにコアの厚み全体に及ぶことがなく、従って本
発明によればきわめて表面状態が良(、磁気特性には影
響のないコアを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に使用する装置の全体図、第
2図は同上装置に用いる多孔ノズルの斜視図、第3図は
本発明の他の実施例に使用する装置の全体図、第4図は
本発明の実施例および従来例により得られた薄帯のコア
片の断面図である。 1・・・・・・母合金材料、2・・・・・・加熱手段、
3・・・・・・加熱筒、3a・・・・・ツズル、4a、
4b・・・・・・ロール、5・・・・・・薄帯、6・・
・・・・ベルト、7・・・・・・ロール、8・−・・・
・マイクロクラック。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 lAl4〜7%、Si 8〜11%、残部主として鉄よ
    りなる合金母材を加熱溶融し、この溶融合金母材を移動
    体のロール面上に供給し、ロール面上で急冷して一体に
    凝固させる高透磁率合金薄帯の製造方法において、上記
    溶融合金母材の移動面上に供給する直前の温度をこの合
    金母材の融点直上ないし融点より100℃を越えない温
    度範囲に設定すると共に移動体の表面温度を常温ないし
    460℃に保持し、かつ前記溶融母材と冷却ロールとの
    間の温度差を9200〜1350℃とすることを特徴と
    する高透磁率合金薄帯の製造方法。 2 前記溶融合金母材の移動面上に供給する直前の粘度
    を6.5X10−2ン4X10−2dyne 、 se
    e /crAとする特許請求の範囲第1項記載の高透磁
    率合金薄帯の製造方法。 3 得られた薄帯を6000〜1000℃で熱処理する
    特許請求の範囲第1項記載の高透磁率合金薄帯の製造方
    法。 4 移動体であるロール温度を100℃ないし300℃
    とする特許請求の範囲第1項記載の高透磁率合金薄帯の
    製造方法。
JP54081037A 1979-06-27 1979-06-27 高透磁率合金薄帯の製造方法 Expired JPS5853705B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6072404U (ja) * 1983-10-21 1985-05-22 株式会社アマダ 板材収納棚

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52123314A (en) * 1976-04-09 1977-10-17 Denki Jiki Zairiyou Kenkiyuush Production of cendust alloy ribbon

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