JPS5910454A - 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
- JPS5910454A JPS5910454A JP11988882A JP11988882A JPS5910454A JP S5910454 A JPS5910454 A JP S5910454A JP 11988882 A JP11988882 A JP 11988882A JP 11988882 A JP11988882 A JP 11988882A JP S5910454 A JPS5910454 A JP S5910454A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- cooling
- belt
- rolls
- circumferential surface
- 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
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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
- B22D11/0611—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a single casting wheel, e.g. for casting amorphous metal strips or wires
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】
状連続凝同体（以下薄帯という）を安定に製造する方法
に関するものである。
に関するものである。
近年、金属合金を１＠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リカン状あるいは線状
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謂非晶質体（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性質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、従来利用が不可能ない
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。
上で急冷凝固させることによってリカン状あるいは線状
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謂非晶質体（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性質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、従来利用が不可能ない
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）は次の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（以下合金を含む）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
の四−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
巾広材料の製造および大量生産に向く方法は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
造に関係するノ４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）は次の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（以下合金を含む）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
の四−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
巾広材料の製造および大量生産に向く方法は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
造に関係するノ４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、巾広材料を量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、巾広材料を量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によって熱を奪い、ある温度
（例えばガラス転移点ン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、そこで通常はロ
ール外周面の温度を低く保持し々ければならない。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）又は（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。
（例えばガラス転移点ン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、そこで通常はロ
ール外周面の温度を低く保持し々ければならない。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）又は（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
は溶湯に接触する直前のロール表面温度を低く（例えば
３（）０℃以下）に保持する必要があるが、これを達成
するために０、熱伝導率の高いＣｕやＣｕ合金をロール
材料Ｖこ使う場合でも、外周面下１０ｍ＋ｎ以下の表面
に近い部分に水を流す必要があり、そのため肉薄にしな
ければならない。
題点がある。すなわちアモルファス合金をつくるために
は溶湯に接触する直前のロール表面温度を低く（例えば
３（）０℃以下）に保持する必要があるが、これを達成
するために０、熱伝導率の高いＣｕやＣｕ合金をロール
材料Ｖこ使う場合でも、外周面下１０ｍ＋ｎ以下の表面
に近い部分に水を流す必要があり、そのため肉薄にしな
ければならない。
しかし肉薄のロールは強度が低いため耐久性が劣る。捷
た熱膨張による不均一な変形も大きくなるため板厚、形
状、拐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火部は浴湯から奪った熱が逃げ
にくいため周囲より温）Ｗが高くなり、ロールに熱膨張
の差による中高や、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ｌ〕中央部の薄い
薄帯ができ、利用上好ましくない。
た熱膨張による不均一な変形も大きくなるため板厚、形
状、拐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火部は浴湯から奪った熱が逃げ
にくいため周囲より温）Ｗが高くなり、ロールに熱膨張
の差による中高や、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ｌ〕中央部の薄い
薄帯ができ、利用上好ましくない。
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。（たとえば特開昭５４−０４６１３
４号、同５４−０５０４２９号公報記載の方法がある。
も提案されている。（たとえば特開昭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（５Ｑ ｍ ｓｅｅ程１更）
に完全に除去することが難しい。もし水分が残ったま捷
溶湯に触れると、薄帯は酸化したり気孔が多くできたり
して好捷しくない。ま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々温
度以下に抑えることは火際−ヒ困難である。
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（５Ｑ ｍ ｓｅｅ程１更）
に完全に除去することが難しい。もし水分が残ったま捷
溶湯に触れると、薄帯は酸化したり気孔が多くできたり
して好捷しくない。ま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々温
度以下に抑えることは火際−ヒ困難である。
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
定な長尺材料を製造することを、意図したものである。
明らかとなった従来法の欠点を解決し、形状、特性の安
定な長尺材料を製造することを、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ＢＩＸ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ｆｒ
ｌｉ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、ロール外周面に冷却用ベルトを接触させ
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
Ｊ−の温度を定常状態において所定の温度（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（５） 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善し、耐久性の向」二をは
かることができるのである。
の水冷によって定常状態におけるロールの抜熱の大ｆｒ
ｌｉ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、ロール外周面に冷却用ベルトを接触させ
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
Ｊ−の温度を定常状態において所定の温度（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（５） 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善し、耐久性の向」二をは
かることができるのである。
次に本発明の具体的な例を第２図によｆ）説明する。第
２図（ａ）においてｌは薄帯製造用のロールで内部を水
冷している。２は該ロール】と接触し、その外周面を冷
却する冷却用ベルト、３は該ベルト２を保持する弾性体
ロール、４は溶湯を噴出するノズル、５は製造された薄
帯、６は薄帯５のロール１との分離点、７は冷却用ベル
トを保持するロールで凌）る。
２図（ａ）においてｌは薄帯製造用のロールで内部を水
冷している。２は該ロール】と接触し、その外周面を冷
却する冷却用ベルト、３は該ベルト２を保持する弾性体
ロール、４は溶湯を噴出するノズル、５は製造された薄
帯、６は薄帯５のロール１との分離点、７は冷却用ベル
トを保持するロールで凌）る。
本発明方法により薄帯を製造するには、ロール１を冷却
しながら回転させ、その外周面にノズル４から溶湯を噴
出させると薄帯５が形成され分離点６でロール１から分
離する。このときロール１の外周面は溶湯の温度を吸収
し温度が上昇するが次いで弾性体ロール３と保持用ロー
ル７に懸架され回動している冷却用ベルト２と接触し抜
熱される。この際本発明においては冷却用ベルト２を保
持するロールを弾性体で構成しているので、冷却（６） 用ベルト２と弾性体ロール３とは変形し、第２図（Ｂ）
に示すようにロール１と面接触する。従っ−Ｃ接触時間
が技くなりロール外周面の抜熱は十分に行われる。この
場合、冷却用ベルト２を配置する位置は第２図（ａ）に
示すように凝固形成された薄帯５がロール１を離れた後
再びノズル４に接近するまでの間にするのが好捷しい。
しながら回転させ、その外周面にノズル４から溶湯を噴
出させると薄帯５が形成され分離点６でロール１から分
離する。このときロール１の外周面は溶湯の温度を吸収
し温度が上昇するが次いで弾性体ロール３と保持用ロー
ル７に懸架され回動している冷却用ベルト２と接触し抜
熱される。この際本発明においては冷却用ベルト２を保
持するロールを弾性体で構成しているので、冷却（６） 用ベルト２と弾性体ロール３とは変形し、第２図（Ｂ）
に示すようにロール１と面接触する。従っ−Ｃ接触時間
が技くなりロール外周面の抜熱は十分に行われる。この
場合、冷却用ベルト２を配置する位置は第２図（ａ）に
示すように凝固形成された薄帯５がロール１を離れた後
再びノズル４に接近するまでの間にするのが好捷しい。
捷だ冷却用ベルトは特に冷却しなくても本発明の意図す
る補助的抜熱効果を示すが薄帯の製造が長時間にわたる
場合はロール１の反対側で冷却用ベルト２を冷１１＋す
るか、あるいはベルトの長さをロール１の外周の長さよ
り十分長くとる等の措置をとることが望ましい。
る補助的抜熱効果を示すが薄帯の製造が長時間にわたる
場合はロール１の反対側で冷却用ベルト２を冷１１＋す
るか、あるいはベルトの長さをロール１の外周の長さよ
り十分長くとる等の措置をとることが望ましい。
なお冷却ベルト２の材質は例えばＣｕやＣｕ合金等熱伝
導率が高く、軟質なものが好ましい。
導率が高く、軟質なものが好ましい。
実施例
冷却ロールはＣｕ−１％Ｃｒ合金製で直径６００咽巾７
０鵡、水はロール外周面より２５目内部を渾１れる構造
になっている。すなわちロールの肉厚は２５ｒＭｌであ
る。補助冷却用のベルトはＣｕ製で１］７０ｍ、長さ５
ｍ１駆動はＤＣモーターを、ロールはシリコンゴムを用
いた。ロールと接触する位置はノズル位置の後方約５０
ｃｍで約９００ずれた位置である。
０鵡、水はロール外周面より２５目内部を渾１れる構造
になっている。すなわちロールの肉厚は２５ｒＭｌであ
る。補助冷却用のベルトはＣｕ製で１］７０ｍ、長さ５
ｍ１駆動はＤＣモーターを、ロールはシリコンゴムを用
いた。ロールと接触する位置はノズル位置の後方約５０
ｃｍで約９００ずれた位置である。
Ｆｅ ８［］、５ＳＩ ６．ｓＢ ＋２Ｃ＋ （ａ Ｌ
％）に調整した合金２ ｋｇを、本装置を用いて４ ｃ
ｒｒｔ ｌｉ］の薄帯とした。ただし浴湯の噴出圧０．
２ ｋ％−ｒｎ２、ロールの回転数７００ ｒｐｍ、鋳
造開始時のノズルとロールの間隔は０．２ ａｍ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。銃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。
％）に調整した合金２ ｋｇを、本装置を用いて４ ｃ
ｒｒｔ ｌｉ］の薄帯とした。ただし浴湯の噴出圧０．
２ ｋ％−ｒｎ２、ロールの回転数７００ ｒｐｍ、鋳
造開始時のノズルとロールの間隔は０．２ ａｍ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。銃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サンプルを板厚、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
にあげた。
度、鉄損について評価した結果を比較例とともに第１表
にあげた。
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、ベルトによる補助冷
却をしない場合である。
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、ベルトによる補助冷
却をしない場合である。
比較例１は薄帯の中薄現象やロール不規則変形などによ
る板厚の不均一性が大きい点、比較例２はエンド部（８
部）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。
る板厚の不均一性が大きい点、比較例２はエンド部（８
部）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。
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５０９７１毎に測定した
板厚の変動が夾質的に平均板厚の±１゜係以内にあるも
のを合格とした。
ら２０ｍの部分を切除して以降５０９７１毎に測定した
板厚の変動が夾質的に平均板厚の±１゜係以内にあるも
のを合格とした。
また磁束密度と鉄損はスタートから２０ｍ部（Ｔ部）お
よびエンド部（８部）のみを測定して評価した。ここで
Ｂ、は磁界１０ｅにおける磁束密（９） 度（Ｔｅｓｌａ）を、Ｗｌ、３１５ｏは５０ Ｈｚ ＋
１．３ Ｔｅａｌａにおける鉄損（ＷａｔｔｓΔｇ）
を示す。
よびエンド部（８部）のみを測定して評価した。ここで
Ｂ、は磁界１０ｅにおける磁束密（９） 度（Ｔｅｓｌａ）を、Ｗｌ、３１５ｏは５０ Ｈｚ ＋
１．３ Ｔｅａｌａにおける鉄損（ＷａｔｔｓΔｇ）
を示す。
本発明の方法を実施することによって、従来の方法でで
きなかったロール表面温度の制御を精度よくまた速い応
答速度で実行することができるようになり、溶湯の異常
な流れなどが原因で生じるロールの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。
きなかったロール表面温度の制御を精度よくまた速い応
答速度で実行することができるようになり、溶湯の異常
な流れなどが原因で生じるロールの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。
第１図（１） （ｂ）は従来使用されているロールの内
部冷却方法を示す縦ｌノテ側面図、第２図（ａ）は本発
明方法の実例を示す説明図、同（ｂ）は要部の拡大説明
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（磁束密度、鉄損）の長手方向の変化を示す図
である。 １・・・ロール、２・・・冷却用ベルト、３・・・弾性
体ロール、４・・・ノズル、５・・・薄帯、６・・・分
離点。 （１０） 第１図 （ｂ） （ａ、） 第２図 （（１）
部冷却方法を示す縦ｌノテ側面図、第２図（ａ）は本発
明方法の実例を示す説明図、同（ｂ）は要部の拡大説明
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（磁束密度、鉄損）の長手方向の変化を示す図
である。 １・・・ロール、２・・・冷却用ベルト、３・・・弾性
体ロール、４・・・ノズル、５・・・薄帯、６・・・分
離点。 （１０） 第１図 （ｂ） （ａ、） 第２図 （（１）
Claims (1)
- 溶融金属を冷却用ロール（又はドラム）の外周面上に噴
出して急冷し、連続的に薄帯をつくる方法において、製
造中核冷却ロールの外周面に冷却用ベルトを接触させて
ロール表面層の冷却を補助的に行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 |
|---|---|---|---|
| JP11988882A JPS5910454A (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 |
|---|---|---|---|
| JP11988882A JPS5910454A (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 |
|---|---|
| JPS5910454A true JPS5910454A (ja) | 1984-01-19 |
Family
ID=14772713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11988882A Pending JPS5910454A (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) | JPS5910454A (ja) |
-
1982
- 1982-07-12 JP JP11988882A patent/JPS5910454A/ja active Pending
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