JPS5910453A - 超急冷金属薄帯の製造方法 - Google Patents
超急冷金属薄帯の製造方法Info
- Publication number
- JPS5910453A JPS5910453A JP11988782A JP11988782A JPS5910453A JP S5910453 A JPS5910453 A JP S5910453A JP 11988782 A JP11988782 A JP 11988782A JP 11988782 A JP11988782 A JP 11988782A JP S5910453 A JPS5910453 A JP S5910453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- molten metal
- circumferential surface
- cooling
- carbonic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/068—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
- B22D11/0682—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces by cooling the casting wheel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は全編合金の浴湯を急冷して直接テープ状連続凝
固体（薄帯という）を安定に製造する方法に関するもの
である。
固体（薄帯という）を安定に製造する方法に関するもの
である。
近年、全域合金を溶融状態から回転移動する冷却基板上
で急冷凝固させることによってり？ン状あるいは線状の
連続体を製造することが盛んに研究されている。この方
法の特徴は、製造方式がきわめて簡単であることはもち
ろん、溶融金属の組成を適当に選び、しかも冷却速度が
充分にはやい場合、できた薄帯の原子配列は液体のそれ
に似た長周期構造を持たない所開非晶質体（アモルファ
ス）となることである。この非晶質体は結晶質では見ら
れない数々の特異な佐賀をもっことで応用上注目されて
いる。また加工性が悪いため、従来利用が不可能々いし
制限されていた材料が、直接薄帯として製造できるため
、結晶質材料の製造方法としても注目されている。
で急冷凝固させることによってり？ン状あるいは線状の
連続体を製造することが盛んに研究されている。この方
法の特徴は、製造方式がきわめて簡単であることはもち
ろん、溶融金属の組成を適当に選び、しかも冷却速度が
充分にはやい場合、できた薄帯の原子配列は液体のそれ
に似た長周期構造を持たない所開非晶質体（アモルファ
ス）となることである。この非晶質体は結晶質では見ら
れない数々の特異な佐賀をもっことで応用上注目されて
いる。また加工性が悪いため、従来利用が不可能々いし
制限されていた材料が、直接薄帯として製造できるため
、結晶質材料の製造方法としても注目されている。
ところで回転する冷却基板上で溶湯を急冷し薄帯とする
方法（連続液体急冷法）Ｆｉ次の３つのタイプに分類で
きる。１）遠心急冷法、２）双ロール法、３）単ロール
法の３つである。１）は回転する円筒状の物体の内壁に
ノズルを通して溶融金属（以下合金を會む）を噴出して
、瞬間的に凝固させて連続薄帯とする方法で、２）は２
つのロールで圧延するように急冷する方法、３）はロー
ルあるいはドラムの外周で急冷する方法である。このう
ち１Ｊ広材料の製造および大量生並に向く方法は ３）
の単ロール法といわれている。その理由は、単ロール法
は製造に関係するパラメータが比較的少なく、コントロ
ールが容易なこと、ロールの冷却や製品の回収なども比
較的容易でロールの損傷も少ないことなどが挙げられる
。
方法（連続液体急冷法）Ｆｉ次の３つのタイプに分類で
きる。１）遠心急冷法、２）双ロール法、３）単ロール
法の３つである。１）は回転する円筒状の物体の内壁に
ノズルを通して溶融金属（以下合金を會む）を噴出して
、瞬間的に凝固させて連続薄帯とする方法で、２）は２
つのロールで圧延するように急冷する方法、３）はロー
ルあるいはドラムの外周で急冷する方法である。このう
ち１Ｊ広材料の製造および大量生並に向く方法は ３）
の単ロール法といわれている。その理由は、単ロール法
は製造に関係するパラメータが比較的少なく、コントロ
ールが容易なこと、ロールの冷却や製品の回収なども比
較的容易でロールの損傷も少ないことなどが挙げられる
。
しかしながら単ロール法にも問題点は残っている。例え
ば、中広豹料を伺：産する場合比較的容易といわれるロ
ール（ドラムを含む、以下単にロールという。）の冷却
にしても多くの問題がある。
ば、中広豹料を伺：産する場合比較的容易といわれるロ
ール（ドラムを含む、以下単にロールという。）の冷却
にしても多くの問題がある。
合金の溶湯から冷却ロールＶＣよって熱を奪い、ある温
度（例えばガラス転移点）以下まで急冷するためには、
奪う熱に見合う熱を冷却ロールから奪い、ロール外周面
の温度を低く保持しなければならない。そこで通常はロ
ールを冷却するために内部水冷方式が採用されている。
度（例えばガラス転移点）以下まで急冷するためには、
奪う熱に見合う熱を冷却ロールから奪い、ロール外周面
の温度を低く保持しなければならない。そこで通常はロ
ールを冷却するために内部水冷方式が採用されている。
この方式はロール外周面下、一定距離の部分に水を流し
て熱を回収するもので水の経路は第１図（ａ） 、 （
ｂ）などに示すようないくつかのタイプが試みられてい
る。
て熱を回収するもので水の経路は第１図（ａ） 、 （
ｂ）などに示すようないくつかのタイプが試みられてい
る。
しかしながら内部水冷方式には次のようないくつかの問
題点がある。すなわちアモルファス合金をつくるために
は溶湯に接触する１ｆ前のロール表面温度を低く（例え
ば３００℃以下）に保持する必要があるが、これを達成
するためには熱伝導率の高いＣｕやＣｕ合金をロール材
料に使う場合でも、外周面下１０膿以下の表面に近い部
分に水（ｉｌ−流す必要があり、そのため肉薄にしなけ
ればなら々い。
題点がある。すなわちアモルファス合金をつくるために
は溶湯に接触する１ｆ前のロール表面温度を低く（例え
ば３００℃以下）に保持する必要があるが、これを達成
するためには熱伝導率の高いＣｕやＣｕ合金をロール材
料に使う場合でも、外周面下１０膿以下の表面に近い部
分に水（ｉｌ−流す必要があり、そのため肉薄にしなけ
ればなら々い。
しかし肉薄のロールは強ｊＷが低いため耐久性が劣る。
また熱膨張による不均一な変形も犬きくなるため板厚、
形状、材質の安定な薄帯をつくることが困難であった。
形状、材質の安定な薄帯をつくることが困難であった。
とくにロールの外周面の中央部は溶湯から奪った熱が逃
げにくいため周囲より温度が高くなり、ロールに熱膨張
の差による中高現象（クラウン）を生ずる。ロールの中
高は、一定であるべきノズル先端とロール面との間隔の
プロフィルを中薄に変え、この結果中中央部の薄い薄帯
ができ、利用上好捷しくない。
げにくいため周囲より温度が高くなり、ロールに熱膨張
の差による中高現象（クラウン）を生ずる。ロールの中
高は、一定であるべきノズル先端とロール面との間隔の
プロフィルを中薄に変え、この結果中中央部の薄い薄帯
ができ、利用上好捷しくない。
ロール冷却にはその他、ロールの表面から水冷する方法
も提案されている。（たとえは特開昭５４−０４６１３
４号、同５４−０５０４２９号公報記載の方法がある）
しかしこの方法で、充分に冷却するためには多量の水を
流す必要がおりロール表面に付着した水分を、ノズル部
に接近するまでの短時間（５０ｎＬｓｅｃ程＃、）に元
金に除去すること力ｌＶしい。もし水分が残ったまま溶
湯に触れると、薄帯は酸化したり気孔が多くできたりし
て好ましくない。捷た量産を意図する場合、ロール表面
からのみの冷却によってロールの温度上昇を必要な温度
以下に抑えることは実際上困難である。
も提案されている。（たとえは特開昭５４−０４６１３
４号、同５４−０５０４２９号公報記載の方法がある）
しかしこの方法で、充分に冷却するためには多量の水を
流す必要がおりロール表面に付着した水分を、ノズル部
に接近するまでの短時間（５０ｎＬｓｅｃ程＃、）に元
金に除去すること力ｌＶしい。もし水分が残ったまま溶
湯に触れると、薄帯は酸化したり気孔が多くできたりし
て好ましくない。捷た量産を意図する場合、ロール表面
からのみの冷却によってロールの温度上昇を必要な温度
以下に抑えることは実際上困難である。
本発明はアモルファスなどの超急冷薄帯を量産する際に
明らかとなった従来法の欠点を解決し、形状、特性の安
定な長尺材料をｉ造することを意図したものである。す
なわち本発明は従来のロールと同様に、内部からの水冷
によって定常状態におけるロールの抜熱の大部分を行い
さらに加えてロール表面層に集積した一部の熱の回収を
、ロール外周面に固形炭酸（ドライアイス）を接触させ
ることによって補助的に行うことを特徴とするものであ
る。本発明はこのようにすることによってロール表面層
の温Ｊ糺を定常状態において所定の温糺（例えばガラス
化温度）以下に保持することが可能となり、安定な材質
の薄帯を量産することが（５） できる。捷た従来のロールのように外周面の温度を所定
の温度以下に保持するために肉薄に形成する必要がなく
なり、従ってロールの強度低下を改搏し、耐久性の向上
をはかることができるのである。
明らかとなった従来法の欠点を解決し、形状、特性の安
定な長尺材料をｉ造することを意図したものである。す
なわち本発明は従来のロールと同様に、内部からの水冷
によって定常状態におけるロールの抜熱の大部分を行い
さらに加えてロール表面層に集積した一部の熱の回収を
、ロール外周面に固形炭酸（ドライアイス）を接触させ
ることによって補助的に行うことを特徴とするものであ
る。本発明はこのようにすることによってロール表面層
の温Ｊ糺を定常状態において所定の温糺（例えばガラス
化温度）以下に保持することが可能となり、安定な材質
の薄帯を量産することが（５） できる。捷た従来のロールのように外周面の温度を所定
の温度以下に保持するために肉薄に形成する必要がなく
なり、従ってロールの強度低下を改搏し、耐久性の向上
をはかることができるのである。
本発明においてロール外周面の冷却に固形炭酸を用いる
理由は次のとおりである。
理由は次のとおりである。
第一は抜熱効果が光分にあることである。すなわち固体
ではあるがロール面の曲率に合せて接触面を成形するこ
とが容易であシ、従って接触面を大きくとることができ
るからである。
ではあるがロール面の曲率に合せて接触面を成形するこ
とが容易であシ、従って接触面を大きくとることができ
るからである。
第二は硬さが適当で比較的軟らかなＣｕ合金製のロール
面を傷つけることがない。
面を傷つけることがない。
第三にロール面に付着して溶湯と反応し、薄帯の拐質を
劣化させることがない等々災用上大きなメリットがある
。また安価で入手しやすい点も好都合である。
劣化させることがない等々災用上大きなメリットがある
。また安価で入手しやすい点も好都合である。
次に本発明の具体的な例を第２図により眺明する。第２
図において、１はロール、２はロール外周面に接触する
固形炭酸、３はその保持装置、５（６） は固形炭酸２をロール外周面に所定の押圧力で押しつけ
る抑圧装置Ｍ、４１１″１．薄帯７のロール１との分離
点である。捷た６は溶湯を噴出するノズルである。なお
冷却効果を高めるため固形炭酸を穀数個配置してもよい
。ロール１を回転しノズル６から溶湯をロール１の外周
面に向けて噴出すると薄帯７が形成され、分離点４でロ
ール１から分離するが溶湯の温ＩＷを吸収し温度」１昇
したロール１の外周面は、次いで固形炭酸２と接触し抜
熱される。
図において、１はロール、２はロール外周面に接触する
固形炭酸、３はその保持装置、５（６） は固形炭酸２をロール外周面に所定の押圧力で押しつけ
る抑圧装置Ｍ、４１１″１．薄帯７のロール１との分離
点である。捷た６は溶湯を噴出するノズルである。なお
冷却効果を高めるため固形炭酸を穀数個配置してもよい
。ロール１を回転しノズル６から溶湯をロール１の外周
面に向けて噴出すると薄帯７が形成され、分離点４でロ
ール１から分離するが溶湯の温ＩＷを吸収し温度」１昇
したロール１の外周面は、次いで固形炭酸２と接触し抜
熱される。
しかも本発明においてはロール外周面に付着した固形炭
酸は極めて短時間（５０７１７，８以下）で気化するの
で、ロールがｔ与び溶湯と接触する壕での途中に特別な
水滴除去用の機構“を設ける心壁はない。
酸は極めて短時間（５０７１７，８以下）で気化するの
で、ロールがｔ与び溶湯と接触する壕での途中に特別な
水滴除去用の機構“を設ける心壁はない。
本発明の方法を′）！：施することによって、従来の方
法ではできなかったロール表面温度のＩＩＩＩＩ餌１を
精度よくしかも速い応答速度で実行することができ、そ
の結果、溶湯の異常な流れ等に起因するロールの突発的
な一時的温度上昇に対しても即座に対応することができ
る。
法ではできなかったロール表面温度のＩＩＩＩＩ餌１を
精度よくしかも速い応答速度で実行することができ、そ
の結果、溶湯の異常な流れ等に起因するロールの突発的
な一時的温度上昇に対しても即座に対応することができ
る。
次に実施例をあげて説明する。
実施例
冷却ロールは（’；１１−１％Ｃｒ合金製で直径６００
ｗ。
ｗ。
ｒｌｌ ７０ 陥、水はロール外周面よ！１１２５閾内
部を流れる構造になっている。すなわちロールの肉厚は
２５腿である。ドライアイスは長さ８ｃＩｎのものを２
個所でロールの１１」いっばいに押しつけるように設置
した。鋳造開始前にロールを回転させると、ドライアイ
スは気化してロール而との万じみがよ〈々す、広い面積
で面接触させることができた。
部を流れる構造になっている。すなわちロールの肉厚は
２５腿である。ドライアイスは長さ８ｃＩｎのものを２
個所でロールの１１」いっばいに押しつけるように設置
した。鋳造開始前にロールを回転させると、ドライアイ
スは気化してロール而との万じみがよ〈々す、広い面積
で面接触させることができた。
Ｆｅ８０．５ Ｓｉ２．５ Ｂｊ ２ ＣＩに調整した
合金２ｋｇ全本装置ｋを用いて４ ｃｔｎ ｒｌｉの薄
帯とした。ただし溶湯の噴出圧０．２ｋｇｍ ％ ロー
ルの回転数７００ｒｐ＋ｎＸ鋳造開始時のノズルとロー
ルの間隔は０．２ ｔｔａｎであった。代表的な薄帯の
板厚および磁気特性の長手方向の変化を第３図に示した
。鋳造開始直後の一部を除いて板厚、磁気特性ともに安
定している。
合金２ｋｇ全本装置ｋを用いて４ ｃｔｎ ｒｌｉの薄
帯とした。ただし溶湯の噴出圧０．２ｋｇｍ ％ ロー
ルの回転数７００ｒｐ＋ｎＸ鋳造開始時のノズルとロー
ルの間隔は０．２ ｔｔａｎであった。代表的な薄帯の
板厚および磁気特性の長手方向の変化を第３図に示した
。鋳造開始直後の一部を除いて板厚、磁気特性ともに安
定している。
本発明の方法によって製造したザンゾルを板厚。
磁束密度、鉄損について評価した結果を比較例とともに
第１表にあけた。
第１表にあけた。
ただし比較例１はロールの肉厚が１０ｃｍの肉薄ロール
を用いた場合（表面からの補助冷却なし〕、比較例２は
本実施例と同じ水冷ロールを用いて、固形炭酸を使わな
い場合である。
を用いた場合（表面からの補助冷却なし〕、比較例２は
本実施例と同じ水冷ロールを用いて、固形炭酸を使わな
い場合である。
比較例１は薄帯の中薄現象やロールの不規則変形などに
よる＆厚の不均一性が大きい点、比較例２はエンド部（
Ｂ名ＩＸ）の磁性が極端に悪く、板厚も不均一な点など
いずれも材質が不安定であったが、本発明の方法に従え
ば、板厚、磁気特性ともに安定かつ良好な薄帯が得られ
ることが明らかであるＯ 第 １ 表 特性合格率の比較 ただし評価の方法は、板厚については薄帯のスタートか
ら２０ｍの部分を切除して以降５０ｍ毎に測定しｔｃ根
厚の変動が実質的に平均板厚の±１０チ以内にあるもの
を合格とした。
よる＆厚の不均一性が大きい点、比較例２はエンド部（
Ｂ名ＩＸ）の磁性が極端に悪く、板厚も不均一な点など
いずれも材質が不安定であったが、本発明の方法に従え
ば、板厚、磁気特性ともに安定かつ良好な薄帯が得られ
ることが明らかであるＯ 第 １ 表 特性合格率の比較 ただし評価の方法は、板厚については薄帯のスタートか
ら２０ｍの部分を切除して以降５０ｍ毎に測定しｔｃ根
厚の変動が実質的に平均板厚の±１０チ以内にあるもの
を合格とした。
また磁束密度と鉄損はスタートから２０淋部（Ｔ部〕お
よびエンド部（Ｂ部）のみを測定して評価した。ここで
Ｂｌは磁界１０ｅにおりる磁束密度（Ｔｅａｌａ）を、
Ｗ＋、３１５０は５０Ｈｚ ＋ １．３ Ｔｅ５ｌａに
おける鉄損（Ｗａ ｔ ｔ ｓ／ｋｌＪ ）を示す。
よびエンド部（Ｂ部）のみを測定して評価した。ここで
Ｂｌは磁界１０ｅにおりる磁束密度（Ｔｅａｌａ）を、
Ｗ＋、３１５０は５０Ｈｚ ＋ １．３ Ｔｅ５ｌａに
おける鉄損（Ｗａ ｔ ｔ ｓ／ｋｌＪ ）を示す。
第１図（ａ） （ｔ））は従来使用されているロールの
内部冷却方法を示す縦断側面図、第２図は本発明方法の
実例を示す説明図、第３図は本発明方法により製造した
薄帯の板厚、磁気特性（磁來密度、鉄偵〕の長手方向の
変化を示す図である。 １−ロール、２：固形炭酸、３：保持装置、４；分離点
、５：押圧装置、６：ノズル、７：薄帯。 （１０） 第１回 （ｂ） （ａ）
内部冷却方法を示す縦断側面図、第２図は本発明方法の
実例を示す説明図、第３図は本発明方法により製造した
薄帯の板厚、磁気特性（磁來密度、鉄偵〕の長手方向の
変化を示す図である。 １−ロール、２：固形炭酸、３：保持装置、４；分離点
、５：押圧装置、６：ノズル、７：薄帯。 （１０） 第１回 （ｂ） （ａ）
Claims (1)
- 溶融金属を冷却用ロール（ま友はドラム）の外周面上に
噴出して急冷し、連続的に薄帯を製造する方法において
、製造中核冷却ロール（ドラム）の外周面に固形炭酸（
ドライアイス）を所定の圧力で押し伺けてロール外周表
面層の熱を補助的に奪い、ロール表面の温度を低温に保
持することを特徴とする超急冷金属薄帯の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11988782A JPS5910453A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 超急冷金属薄帯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11988782A JPS5910453A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 超急冷金属薄帯の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5910453A true JPS5910453A (ja) | 1984-01-19 |
Family
ID=14772689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11988782A Pending JPS5910453A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 超急冷金属薄帯の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910453A (ja) |
-
1982
- 1982-07-12 JP JP11988782A patent/JPS5910453A/ja active Pending
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