JPS5919058A - 超急冷金属薄帯の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属合金の溶湯を急冷して直接テープ状連続凝
固体（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。

近年、金属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リボン状あるいは線状の
連続体を製造する方法が盛んに研究され、一部ですでに
実用化されている。この方法の特徴は、製造方式がきわ
めて簡単で、省エネルギー的でおる点であるが、さらに
冷却速度がきわめてはやいので、合金の組成を適当に選
ぶと、原子配列が液体のそれに似た長周期構造をもたな
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材料では見られない数々の特異な
性質をもつことで応用上も注目されている。また非晶質
ではないが、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、たとえば高けい素鋼などが直接
薄帯として製造できるため、結晶質材料の新しい製造方
法としても注目されている。

なかでも非晶質合金はすぐれた機能的性質によって実用
化が始っているが、問題もある。非晶質合金の構造は、
結晶質と違い非平衡相であるため、特性は材料の履歴に
依存することである。すなわち製造条件に影響を受けや
すい。なかでも冷却速度は非晶質材料の特性に影響をお
よばず重要な因子である。一般に合金は組成に応じて、
非晶質化に必要な冷却速度（臨界冷却速度）を有してお
シ、完全な非晶質を得るためには材料の各部分とも、臨
界冷却速度を超える速度で冷却される必要がある。臨界
冷却速度を下回る速度で冷却された部分は結晶化して特
性を劣化させる原因となる。したがって合金溶湯をその
合金の臨界冷却速度近傍の速度で冷却すると、冷却速度
の変動によって、得られた薄帯の特性も大きく変動する
ことになる。

例えば磁気特性の変動は冷却速度の変動によく対応する
ことが知られている。

このような理由で、一様な特性の薄帯を製造するために
は、薄帯の長手方向、巾力向のいずれに対しても冷却速
度の変動が少なく、かついずれの部分も臨界冷却速度を
超える冷却速度で冷却される必要がある。

今日、溶融金属を冷却基板上で冷却してＹｆｆ−帯を製
造する方法として工業的に主流を占めるのは単ロールで
あるが、この方法の場合溶融金属は片面だけから冷却さ
れるので、原理的に双ロール法に比べて冷却能が劣る欠
点がある。すなわち、薄帯の自由面（ロールに接触する
面と反対側の面）側の冷却速度が遅いため、ロールの温
度が上昇して冷却能が低下すると最初に自由面側が臨界
冷却速度を下回り、結晶化が起る。また局部的に板厚の
厚い部分がある場合にも同様の現象が起る。さらに自由
面側は冷却速Ｉｆが低下したとき結晶化が起りやすいだ
けでなく、表面酸化をともなって特性を劣化さぜること
かある。たとえば、Ｆｅ基の磁性合金Ｆｅ−（Ｓｌ、Ｂ
、Ｃ）の場合、原料に酸化しやすいＡｔなどが不純物と
して混入していると、自由面に酸化層を形成して磁気特
性を劣化させると云われている。

単ロ゛−ル法に付随する、自由面の冷却不足を補なうた
め、従来いくつかの提案が々されている。

例えば！特開昭５５−３３８１６号公報に示される副ロ
ールを薄帯の自由面に接触さぜる方法あるいは特開昭５
４−１４７１０５号公報に示されているように自由面に
金属製ベルトを押し付ける方法々どが代表的な方法であ
る。しかし副ロールを接触させる方法は薄帯との接触時
間が短かいため、実際には冷却能の向上にあまシ寄与し
ないこと、ベルト法は主ロールに同期させて金属製ベル
トを高速で走らせることが技術的に困難なことなどいず
れも欠点がある。

本発明は、単ロール法に付随する、自由面の冷却不足を
、従来の方法とは全く異なる手段によって解消しようと
するものである。

すなわち、本発明は冷却中の薄帯が冷却体から剥離する
前に、該薄帯の自由面にドライアイスを押し付けて、冷
却効果を高めると同時に酸化を防ぐことにより、表面性
状や磁性などの特性がすぐれて安定な材料を製造するこ
とを可能にするものである。

先に述べた従来の方法（補助ロールやベルトを押し付け
る方法）に比べて本発明のすぐれている点は、冷却媒体
の抜熱効果が大きいことである。

固体ではあるが容易にロール而に密着した薄帯の曲率に
合せて接触面を成形できるので、接触面を大きくとるこ
とができることである。またドライアイスは硬度が適当
で、なめらかなので薄帯を傷例けることがない点、合金
と反応しない点などが実用上有利点である。

次に本発明の方法を具体的に図によって説明する。第１
図は本発明の薄帯製造装置の概念図を示す。本発明の装
置は単ロール法を基本にしているが、遠心急冷法にも応
用することも可能である。

まず噴出された合金溶湯は冷却ロール１で固化され薄帯
として引き出される。薄帯の巾が広くなると一般に薄帯
はロールの表面に張りｔ］＜傾向がある。このため薄帯
を回収するために剥離装置２が図のような位置に設置さ
れる。ドライアイス３を押し付ける位置は当然の事なが
ら溶湯が噴出される位置４としず帯が剥離する位１６の
間であるが、最適な位置はＹ咋弗の巾、ロール径などに
よって変えるべきである。その理由は噴出部に近づき過
ぎると＃帯の形状や表面性状に悪影響を与えること、＾
１れ過ぎると冷却効果が小さくなるほか、ロールと薄帯
との密着性が悲くなるため、押し付は部を薄帯が通過し
にくくなるからである。具体的なドライアイス押し伺は
部の位置は、ノズル直下の位置から測ってｌ　ｃｌｎか
ら２０ｃｎ１の間にするのが効果的である。

薄帯から奪った熱で気化したＣＯ２ガスを放散を容易に
して、薄帯とドライアイスの熱接触をよくするために、
ドライアイス３に第２図のような通気孔５を設けると効
果はさらに向上した。

本発明の方法を採用することによって、冷却能が向上し
、板厚が従来よシ厚い薄帯の製造が可能になった。厚い
材料は鉄心の占積率を高め、組立て工程の時間の短縮を
可能にするなど実用上の利点はきわめて大きい。

以下実施例にもとづいて説明をする。

実施例 冷却ロールはＣｕ−Ｂｅ合金製で直径６００　ｔａｎ　
、　ｒｌＪ７０働の水冷ロールである。冷却水はロール
外周面よシ２０關内部を流れる構造になっている。ドラ
イアイスは前もって、薄帯に接Ｊ’ｑ１にさぜる面をロ
ール面の曲率に合せて成形しておく。本実施例ではドラ
イアイスは、薄帯に接触させる間が１辺５０覇の角形の
ものを３ケ用意し、ロールＱ周方向に、ノズル直下から
測って３Ｃｒｎから２０副の位１Ｈに並べて配置した。

ドライアイスは溶湯の噴出後１秒後に薄帯の表面に接触
させ一定の圧力で押し付けるように制御されている。

前もって成分調整された母合金”８０．５８’　６．５
Ｂ＋２Ｃｊ　（ａｔ％）を、本装置を用いて巾５０朋の
薄帯に鋳造した。また比較のだめに、ドライアイスによ
る冷却をしない鋳造も行なった。

薄帯の板厚と磁気特性（Ｗｌ、３１５ｏ：５０Ｈ１で磁
束密度が１．３　Ｔｅ５ｌａにおける鉄損）との関係を
第３図に示しだ。本発明の方法に従えば板厚が４５μｍ
までＷ　　　が０．１５　ｗａｔｔ／に１７以下のすぐ
れた特性＋、５１５０ を示している。一方ドライアイスによる薄帯冷却をしな
い場合は第３図の比較例が示すように板厚が３０μｍを
超えると鉄損の増加が顕著になることが分る。とれは本
発明の方法がアモルファス状態で得られる薄帯の板厚を
厚くするためにきわめて有力な方法であることを示して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実例を示す説明図、第２図は本発明に
使用するドライアイスの実例を示す説明図、第３図は本
発明と比較例の板厚と鉄損の関係を示す図である。 特許出願人　新日本製鐵株式會社 第７図 手２図 べ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属合金の溶湯を回転する冷却体の外周表面に噴出して
   急冷し、連続的に薄帯を製造する方法において、冷却中
   の薄帯が冷却体から剥離する前に、該薄帯の自由面（冷
   却体に接触面と反対の面）にドライアイスを押し付けて
   冷却効果の向上と酸化の防止をはかることを特徴とする
   、材質がすぐれかつ安定な超急冷金属薄帯の製造方法。