JPS6037177B2 - 急冷薄帯の製造に供する冷却体用Cu合金 - Google Patents
急冷薄帯の製造に供する冷却体用Cu合金Info
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- JPS6037177B2 JPS6037177B2 JP57020657A JP2065782A JPS6037177B2 JP S6037177 B2 JPS6037177 B2 JP S6037177B2 JP 57020657 A JP57020657 A JP 57020657A JP 2065782 A JP2065782 A JP 2065782A JP S6037177 B2 JPS6037177 B2 JP S6037177B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、急冷薄帯の製造に供する冷却体用Cu合金
に関し、とくにその高温下における熱伝導率、かたさの
改善を図ったものである。
に関し、とくにその高温下における熱伝導率、かたさの
改善を図ったものである。
近年非晶質ないし、非晶質合金の急冷薄帯を商業的生産
規模で製造するのに、遠心法、単一ロール法、双ロール
法などが用いられていて、つくろうとする急冷薄帯の成
分系において溶製をした合金熔融体(以下溶湯という)
をノズルより直接高速回転下の冷却体表面上に流下させ
て、急冷抜熱による凝固を強制し、リボンまたはテープ
状の薄帯を得るのが一般である。
規模で製造するのに、遠心法、単一ロール法、双ロール
法などが用いられていて、つくろうとする急冷薄帯の成
分系において溶製をした合金熔融体(以下溶湯という)
をノズルより直接高速回転下の冷却体表面上に流下させ
て、急冷抜熱による凝固を強制し、リボンまたはテープ
状の薄帯を得るのが一般である。
この場合の落陽の冷却速度は次式‘1}のニュートン型
冷却で表現することができる。dT/dt=h(Tm−
Ts)/c・p・d …mT:温度
h:熱伝達率t:冷却時間 c:比熱 Tm:溶湯の温度 p:密度 Ts:冷却体の温度 d:凝固体の厚み【11式
から明らかなとおり、′溶湯の冷却速度dT/dtは、
熱伝達率h‘こ比例し、凝固体の厚み(急冷薄帯の厚み
)dに反比例する。
冷却で表現することができる。dT/dt=h(Tm−
Ts)/c・p・d …mT:温度
h:熱伝達率t:冷却時間 c:比熱 Tm:溶湯の温度 p:密度 Ts:冷却体の温度 d:凝固体の厚み【11式
から明らかなとおり、′溶湯の冷却速度dT/dtは、
熱伝達率h‘こ比例し、凝固体の厚み(急冷薄帯の厚み
)dに反比例する。
従って一定の厚みを持った急冷薄帯を製造する場合熱伝
達率hの高い冷却体を用いることが有利である。また熱
伝達率hは、次の【2ー式にて示すとおり、冷却体の熱
伝導率k‘こ比例する。n=−k(6T/ay)y=o
/Ts−Tm…‘2ーk:熱伝導率y:落陽と冷却体の
距離 従って、冷却体としては、溶湯の冷却温度城における熱
伝導率の高い材料を用いる必要がある。
達率hの高い冷却体を用いることが有利である。また熱
伝達率hは、次の【2ー式にて示すとおり、冷却体の熱
伝導率k‘こ比例する。n=−k(6T/ay)y=o
/Ts−Tm…‘2ーk:熱伝導率y:落陽と冷却体の
距離 従って、冷却体としては、溶湯の冷却温度城における熱
伝導率の高い材料を用いる必要がある。
一方冷却体の表面にはたえず溶湯が流下し、その表面は
、熱的機械的に激しい刺激にさらされる。その結果冷却
体表面が荒れると、落陽と冷却体との熱接触抵抗が増加
して、そのために冷却速度は遅くなる。
、熱的機械的に激しい刺激にさらされる。その結果冷却
体表面が荒れると、落陽と冷却体との熱接触抵抗が増加
して、そのために冷却速度は遅くなる。
このような現象を防ぐには、溶湯が接する場合の冷却体
の上記温度城におけるかたさの高いことが要請される。
従って冷却体としては高温下における熱伝導率とかたさ
とが高いことが必要になる。
の上記温度城におけるかたさの高いことが要請される。
従って冷却体としては高温下における熱伝導率とかたさ
とが高いことが必要になる。
このような意味から冷却体として従釆、種々の材質が用
いられてきたが、高温下における熱伝導率とかたさの双
方の特性を満たし得なかったのである。
いられてきたが、高温下における熱伝導率とかたさの双
方の特性を満たし得なかったのである。
すなわち冷却体には従来Cuロールが主として用いられ
てきたが、実験室的に少量の合金を急冷薄帯化する場合
には、冷却体表面の荒れ具合はさほど問題にならなかっ
たのに反して工業的規模では、落陽が常時冷却体に接す
るために、急冷薄帯製造につれて、冷却体の表面に荒れ
を生じて薄帯の巻付きや嘘付きが発生し、最悪の場合に
は巻付いた薄帯がノズルに接触してノズルを破壊するに
至る。
てきたが、実験室的に少量の合金を急冷薄帯化する場合
には、冷却体表面の荒れ具合はさほど問題にならなかっ
たのに反して工業的規模では、落陽が常時冷却体に接す
るために、急冷薄帯製造につれて、冷却体の表面に荒れ
を生じて薄帯の巻付きや嘘付きが発生し、最悪の場合に
は巻付いた薄帯がノズルに接触してノズルを破壊するに
至る。
この点冷却体の高温下におけるかたさを高める必要に従
い、鉄系ロールを用いるとすれば、熱伝導率がCuロー
ルなどに比べて、著しく劣るため、抜熱が不十分になる
ばかりか、急袷薄帯の冷却体への焼付きを原因とする巻
付きが発生して、急冷薄帯の製造には実用され得ない。
い、鉄系ロールを用いるとすれば、熱伝導率がCuロー
ルなどに比べて、著しく劣るため、抜熱が不十分になる
ばかりか、急袷薄帯の冷却体への焼付きを原因とする巻
付きが発生して、急冷薄帯の製造には実用され得ない。
発明者らは、種々実験の結果何れも0.01重量%以上
で、10.の重量%までのZr,Zn、5.0重量%ま
でのBe,Fe、4.0重量%までのCr,山、3.0
重量%までのNi,Agおよび2.0重量%までのMn
のうちから選んだ1種または2種以上と、残部が実質的
にCuの組成になり急冷薄帯の製造に供する冷却体用C
u合金の高温下におけるかたさが、鉄系を主体とする合
金と同等であり、かつ純Cuに匹敵する高い熱伝導率を
有することを知見しこれによって従来の問題点を解決し
、この発明を完成したものである。
で、10.の重量%までのZr,Zn、5.0重量%ま
でのBe,Fe、4.0重量%までのCr,山、3.0
重量%までのNi,Agおよび2.0重量%までのMn
のうちから選んだ1種または2種以上と、残部が実質的
にCuの組成になり急冷薄帯の製造に供する冷却体用C
u合金の高温下におけるかたさが、鉄系を主体とする合
金と同等であり、かつ純Cuに匹敵する高い熱伝導率を
有することを知見しこれによって従来の問題点を解決し
、この発明を完成したものである。
次にこの発明における合金成分の含有量範囲を限定する
理由は次のとおりである。
理由は次のとおりである。
Zr,ZnはCu基合金の添加成分として高温下におけ
るその熱伝導率を損なうことなくかたさを高めるのに、
何れも0.01%を必要とし、10.0%をこえても効
果の格別な向上はないので、0.01〜10.0%の範
囲に限定した。
るその熱伝導率を損なうことなくかたさを高めるのに、
何れも0.01%を必要とし、10.0%をこえても効
果の格別な向上はないので、0.01〜10.0%の範
囲に限定した。
控は、Cu基合金の添加成分として高温下におけるその
熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.0
1%を必要とし、5.0%をこえても効果の格別な向上
はないので0.01〜5.0%の範囲に限定した。
熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.0
1%を必要とし、5.0%をこえても効果の格別な向上
はないので0.01〜5.0%の範囲に限定した。
Feは、Cu基合金の添加成分として高温下におけるそ
の熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.
01%を必要とし、5.0%をこえると熱伝導率が劣化
するので、0.01〜5.0%の範囲に限定した。
の熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.
01%を必要とし、5.0%をこえると熱伝導率が劣化
するので、0.01〜5.0%の範囲に限定した。
Crは、Cu基合金の添加成分として高温下におけるそ
の熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.
01%を必要とし、4.0%をこえると熱伝導率が劣化
するので0.01〜4.0%の範囲に限定した。
の熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.
01%を必要とし、4.0%をこえると熱伝導率が劣化
するので0.01〜4.0%の範囲に限定した。
Nは、Cu基合金の添加成分として高温下におけるその
熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.0
1%を必要とし、4.0%をこえると熱伝導率が劣化す
るので、0.01〜4.0%の範囲に限定した。
熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.0
1%を必要とし、4.0%をこえると熱伝導率が劣化す
るので、0.01〜4.0%の範囲に限定した。
Niは、Cu基合金の添加成分として高温下におけるそ
の熱伝導率を損なうことなくかたさを高めるのに0.0
1%を必要とし、3.0%をこえると熱伝導率が劣化す
るので、0.01〜3.0%の範囲に限定した。
の熱伝導率を損なうことなくかたさを高めるのに0.0
1%を必要とし、3.0%をこえると熱伝導率が劣化す
るので、0.01〜3.0%の範囲に限定した。
Agは、Cu基合金の添加成分として高温下におけるそ
の熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.
01%を必要とし、3.0%をこえるとかたさが低くな
るので、0.01〜3.0%の範囲に限定した。
の熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.
01%を必要とし、3.0%をこえるとかたさが低くな
るので、0.01〜3.0%の範囲に限定した。
Mh‘まCu基合金の添加成分として高温下におけるそ
の熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.
01%を必要とし、2.0%をこえると熱伝導率とかた
さが低くなるので0.01〜2.0%の範囲に限定した
。
の熱伝導率を損なうことなく、かたさを高めるのに0.
01%を必要とし、2.0%をこえると熱伝導率とかた
さが低くなるので0.01〜2.0%の範囲に限定した
。
以上の諸元素から選ばれた少くとも1種または2種以上
を含有し、残部が実質的にCuの組成にすることによっ
て、第1図、第2図および実施例にて後述するとおり、
冷却体用Cu合金として高温下における熱伝導率とかた
さを改善することができる。
を含有し、残部が実質的にCuの組成にすることによっ
て、第1図、第2図および実施例にて後述するとおり、
冷却体用Cu合金として高温下における熱伝導率とかた
さを改善することができる。
冷却体は、さらに折出焼鎚処理あるいは鍛造処理を施こ
すことにより、上記諸特性の改善効果をあげることがで
きる。
すことにより、上記諸特性の改善効果をあげることがで
きる。
第1図は、冷却体用Cu合金の成分として、Ag,Zn
,氏,Zr,Fe,Cr,AI,NiおよびMnのそれ
ぞれ1種を10%以下で添加した場合における各冷却体
の700ooにおける熱伝導率に及ぼす含有量の影響を
示したものである。
,氏,Zr,Fe,Cr,AI,NiおよびMnのそれ
ぞれ1種を10%以下で添加した場合における各冷却体
の700ooにおける熱伝導率に及ぼす含有量の影響を
示したものである。
各成分についてこの発明で限定した含有量では、何れも
ほぼ2.比al/肌・℃以上の熱伝導率を有することを
示している。
ほぼ2.比al/肌・℃以上の熱伝導率を有することを
示している。
第2図は、比較材として純Cu,SKD6,S3皮,S
UJ2に対して、この発明によるZr−控−Cu系、Z
r−Fe−Cu系、Cr−Cu系、Zr−Cr−Cu系
、AI−Mn−Cu系、Ag−Cu系各合金について0
〜750qoに至るまでの高温下におけるビツカ−スか
たさHvに及ぼす温度の影響について試験した結果を示
した。
UJ2に対して、この発明によるZr−控−Cu系、Z
r−Fe−Cu系、Cr−Cu系、Zr−Cr−Cu系
、AI−Mn−Cu系、Ag−Cu系各合金について0
〜750qoに至るまでの高温下におけるビツカ−スか
たさHvに及ぼす温度の影響について試験した結果を示
した。
純Cuの場合に比して、発明合金成分組成の場合の方が
高温下における高いかたさを示している。
高温下における高いかたさを示している。
また比較材のうち、SKD6,SUJ2の場合何れも高
温下におけるかたさは高いが、熱伝導率が低いため、す
でにのべたようにこの発明の効果が得られないのである
。次にこの発明の実施例について説明する。
温下におけるかたさは高いが、熱伝導率が低いため、す
でにのべたようにこの発明の効果が得られないのである
。次にこの発明の実施例について説明する。
実施例 1
表1に示す合金成分において溶製した粗材を400qo
にて鍛造したのち、その表面を研削により外径40物肌
‘こ仕上げ、双ロール法冷却体を用意した。
にて鍛造したのち、その表面を研削により外径40物肌
‘こ仕上げ、双ロール法冷却体を用意した。
急冷薄帯の製造に供する、合金港湯
(合金成分 6.5% Si−Fe)
100k9を1300o0において、スリットノズル(
ノズル幅15仇吻×ギャップ2脚)より、双ロール胴体
面間に流下させ、急速抜熱により、凝固させて、厚み1
00仏の急袷薄帯を製造した。
ノズル幅15仇吻×ギャップ2脚)より、双ロール胴体
面間に流下させ、急速抜熱により、凝固させて、厚み1
00仏の急袷薄帯を製造した。
急冷薄帯の製品重量毎に冷却ロール使用前後における表
面あらさを比較して表1に示す。表1 注*:発明合金 無印 比較材 それぞれS3におよび純Cu製の冷却体は何れも使用後
に表面あらさRaが10.0仏、5.5仏を呈する程度
にロール表面が荒れ、薄帯製品重量はそれぞれlk9以
下、30k9程度にすぎなかったのに対し、この発明に
かかるCu合金からなる冷却ロールを使用した場合は、
純Cu製ロールの2倍量をこえて、急冷薄帯の製造に使
用した後にも冷却体表面あらさRaは、1.45〜1.
62r‘ことどまる薄帯製品の商業的規模における生産
が何ら支障なく使用可能であった。
面あらさを比較して表1に示す。表1 注*:発明合金 無印 比較材 それぞれS3におよび純Cu製の冷却体は何れも使用後
に表面あらさRaが10.0仏、5.5仏を呈する程度
にロール表面が荒れ、薄帯製品重量はそれぞれlk9以
下、30k9程度にすぎなかったのに対し、この発明に
かかるCu合金からなる冷却ロールを使用した場合は、
純Cu製ロールの2倍量をこえて、急冷薄帯の製造に使
用した後にも冷却体表面あらさRaは、1.45〜1.
62r‘ことどまる薄帯製品の商業的規模における生産
が何ら支障なく使用可能であった。
実施例 2
表2に示す合金成分において溶製した粗材を、400q
oにて折出焼鈍したのち、その表面を研削により外径4
00側に仕上げ、双ロール法冷却体を用意した。
oにて折出焼鈍したのち、その表面を研削により外径4
00側に仕上げ、双ロール法冷却体を用意した。
急袷薄帯の製造に供する合金溶湯
(合金成分 6.5% Sj−Fe)
100k9を1550℃において、スリットノズル(ノ
ズル幅20仇舷xキャップ2肋)より、双ロール胴体面
間に流下させ、急速抜熱により凝固させて、厚み110
一の急冷薄帯を製造した。
ズル幅20仇舷xキャップ2肋)より、双ロール胴体面
間に流下させ、急速抜熱により凝固させて、厚み110
一の急冷薄帯を製造した。
急冷薄帯の製品重量毎に、冷却ロール使用前後における
表面あらさを比較して表2に示す。表2 注*:発明合金 無印:比較合金 SKD麓製の冷却体は、使用後においても、表面あらさ
Raは1.40仏程度であり、ロール表面が荒れるとい
うことがなかったが、薄帯製品重量は、0.3k9程度
で冷却能を失うほど昇温し使用を継続できなかったのに
対し、この発明にかかるCu合金からなる冷却o−ルを
使用した場合は、SKD製ロールの場合の数百倍にも上
る急冷薄帯71〜89k9の製造に使用した後にも冷却
体表面あらさは、1けたの表面あらさRal.42〜1
.45一にとどまり、薄帯製品の商業的規模における生
産が何ら支障なく使用可能であった。
表面あらさを比較して表2に示す。表2 注*:発明合金 無印:比較合金 SKD麓製の冷却体は、使用後においても、表面あらさ
Raは1.40仏程度であり、ロール表面が荒れるとい
うことがなかったが、薄帯製品重量は、0.3k9程度
で冷却能を失うほど昇温し使用を継続できなかったのに
対し、この発明にかかるCu合金からなる冷却o−ルを
使用した場合は、SKD製ロールの場合の数百倍にも上
る急冷薄帯71〜89k9の製造に使用した後にも冷却
体表面あらさは、1けたの表面あらさRal.42〜1
.45一にとどまり、薄帯製品の商業的規模における生
産が何ら支障なく使用可能であった。
以上のとおり、この発明にかかる冷却ロール用Cu合金
は、冷却体の表面あるさの使用による劣化が少〈耐用寿
命も良好であり、急袷簿帯を経済的に生産可能にした。
は、冷却体の表面あるさの使用による劣化が少〈耐用寿
命も良好であり、急袷簿帯を経済的に生産可能にした。
図面の簡単な説明第1図は700qoでの熱伝導率に及
ぼすCu合金各添加元素の影響を示したグラフ、第2図
は、発明合金と比較合金につき0〜750℃に至るまで
の高温下におけるビッカースかたさにおよぼす温度の影
響を示したグラフ。
ぼすCu合金各添加元素の影響を示したグラフ、第2図
は、発明合金と比較合金につき0〜750℃に至るまで
の高温下におけるビッカースかたさにおよぼす温度の影
響を示したグラフ。
第1図
第2図
Claims (1)
- 1 何れも0.01重量%以上で、10.0重量%まで
のZr,Zn、5.0重量%までのBe,Fe、4.0
重量%までのCr,Al、3.0重量%までのNi,A
gおよび2.0重量%までのMnのうちから選んだ1種
または2種以上と、残部が実質的にCu組成になり、急
冷薄帯の製造に供する冷却体用Cu合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57020657A JPS6037177B2 (ja) | 1982-02-13 | 1982-02-13 | 急冷薄帯の製造に供する冷却体用Cu合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57020657A JPS6037177B2 (ja) | 1982-02-13 | 1982-02-13 | 急冷薄帯の製造に供する冷却体用Cu合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58141352A JPS58141352A (ja) | 1983-08-22 |
JPS6037177B2 true JPS6037177B2 (ja) | 1985-08-24 |
Family
ID=12033279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57020657A Expired JPS6037177B2 (ja) | 1982-02-13 | 1982-02-13 | 急冷薄帯の製造に供する冷却体用Cu合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6037177B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01119635A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-11 | Ngk Insulators Ltd | 導電ばね材料 |
JP2001288517A (ja) | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Cu基合金、およびこれを用いた高強度高熱伝導性の鋳造物および鍛造物の製造方法 |
CN102527961B (zh) * | 2011-12-28 | 2016-06-01 | 烟台万隆真空冶金股份有限公司 | 一种薄带连铸结晶辊用铜套及其制造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1165876B (de) * | 1956-03-26 | 1964-03-19 | Osnabruecker Kupfer Und Draht | Verwendung einer Kupfer-Chrom-Legierung zur Herstellung von elektrisch, mechanisch und thermisch hoch beanspruchten Werkstuecken |
JPS4889122A (ja) * | 1972-02-29 | 1973-11-21 | ||
JPS5443160A (en) * | 1977-09-12 | 1979-04-05 | Sony Corp | Manufacture of amorphous alloy |
JPS5528357A (en) * | 1978-08-19 | 1980-02-28 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | Manufacture of fine crystalline, thin continuous body- shaped liquid quenched metal |
JPS55165261A (en) * | 1979-06-13 | 1980-12-23 | Hitachi Ltd | Roll device for rapid cooling of molten metal |
JPS5630062A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-26 | Allied Chem | Device and method of continuously casting metallic filament |
-
1982
- 1982-02-13 JP JP57020657A patent/JPS6037177B2/ja not_active Expired
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1165876B (de) * | 1956-03-26 | 1964-03-19 | Osnabruecker Kupfer Und Draht | Verwendung einer Kupfer-Chrom-Legierung zur Herstellung von elektrisch, mechanisch und thermisch hoch beanspruchten Werkstuecken |
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JPS55165261A (en) * | 1979-06-13 | 1980-12-23 | Hitachi Ltd | Roll device for rapid cooling of molten metal |
JPS5630062A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-26 | Allied Chem | Device and method of continuously casting metallic filament |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58141352A (ja) | 1983-08-22 |
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