JPS6092049A - 物品およびその製造方法 - Google Patents
物品およびその製造方法Info
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- JPS6092049A JPS6092049A JP19707083A JP19707083A JPS6092049A JP S6092049 A JPS6092049 A JP S6092049A JP 19707083 A JP19707083 A JP 19707083A JP 19707083 A JP19707083 A JP 19707083A JP S6092049 A JPS6092049 A JP S6092049A
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- Japan
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- article
- alloy
- manufacturing
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- 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】
本発明は、合金薄帯を積層したり巻回した後に温度を上
げた状態で圧力をかけて緻密化した物品およびぞの製造
方法に関で−るものである。
げた状態で圧力をかけて緻密化した物品およびぞの製造
方法に関で−るものである。
従来、良好な性質を持ちながら、加工性が悪いために広
く利用されなかった月利が多数存在している。例えば、
過共晶濃度の3iを含むA1合金は硬度が高く摩耗係数
が比較的小さいため、鋳物で作られ摺動部品として一部
で利用されてきた。
く利用されなかった月利が多数存在している。例えば、
過共晶濃度の3iを含むA1合金は硬度が高く摩耗係数
が比較的小さいため、鋳物で作られ摺動部品として一部
で利用されてきた。
しかし、この合金系は数十μmから数百μmの3i初晶
を含むため、もろくて加工が困難でありまた、製造時に
巣が発生しやすいという欠点を持つでいた。
を含むため、もろくて加工が困難でありまた、製造時に
巣が発生しやすいという欠点を持つでいた。
近年、10’〜106℃/ secの冷却速度で冷却す
る急冷凝固がさかんに研究され、アモルフ1ス合金、N
i基耐熱合金、Slを含むA1合金などに適用され、薄
板細線粉末などが製造されている。
る急冷凝固がさかんに研究され、アモルフ1ス合金、N
i基耐熱合金、Slを含むA1合金などに適用され、薄
板細線粉末などが製造されている。
日経メカニカル1983年2月28日号81頁から84
頁に見られる様に数μm程度のSt初晶を含む微細組織
を持った粉末が得られており、この原料を脱ガス処理し
、熱間押出あるいは焼結することによって物品が作られ
ている。得られた物品は、結晶や析出物が数μ−以下で
あり、加工性や引張強さ゛lb絢撃強さが鋳造材に比べ
て非常に優れている。しかし、この製法は粉末の全てを
利用でさるわけではなく、また粉末製造1缶1′4人、
脱ガス、小ツトプレス9缶除去、鍛造などの多くの工程
から成っており、より単純な工程による合金製品の出現
が望まれている。
頁に見られる様に数μm程度のSt初晶を含む微細組織
を持った粉末が得られており、この原料を脱ガス処理し
、熱間押出あるいは焼結することによって物品が作られ
ている。得られた物品は、結晶や析出物が数μ−以下で
あり、加工性や引張強さ゛lb絢撃強さが鋳造材に比べ
て非常に優れている。しかし、この製法は粉末の全てを
利用でさるわけではなく、また粉末製造1缶1′4人、
脱ガス、小ツトプレス9缶除去、鍛造などの多くの工程
から成っており、より単純な工程による合金製品の出現
が望まれている。
また、p recision M etal M ar
ch 1982Volume 40 No、 3 19
〜21には非晶質薄帯を粉砕して粉にした後、通常の缶
封入、熱間静水圧ブレスにより製品化する方法が開示さ
れている。本方法でも工程が複雑であり、工業化上の障
害となっている。
ch 1982Volume 40 No、 3 19
〜21には非晶質薄帯を粉砕して粉にした後、通常の缶
封入、熱間静水圧ブレスにより製品化する方法が開示さ
れている。本方法でも工程が複雑であり、工業化上の障
害となっている。
本発明は、急冷粉末を原料とする合金よりも単純な工程
により作られ、微細な金属組織を有する物品およびその
製造方法を提供することを目的とする。
により作られ、微細な金属組織を有する物品およびその
製造方法を提供することを目的とする。
本発明は次の工程より成り立つ。すなわち、(a)溶融
状態の合金を移動固体に接触冷IIさせることにより厚
さ11aiI以下の合金薄帯を製造し、(b)その薄帯
を積層することにより、あるいは巻くことにより必要に
応じてこれらに加え−C冷間プレスを施すことにより占
積率10%以上の状態にし、(C)@られた物を融点よ
りも低い濁度に加熱した状態で加圧することにより占積
率95%以上にし、(d )加工により所定の形状にす
るか、そのまま使用する。という工程により成り立って
いる。
状態の合金を移動固体に接触冷IIさせることにより厚
さ11aiI以下の合金薄帯を製造し、(b)その薄帯
を積層することにより、あるいは巻くことにより必要に
応じてこれらに加え−C冷間プレスを施すことにより占
積率10%以上の状態にし、(C)@られた物を融点よ
りも低い濁度に加熱した状態で加圧することにより占積
率95%以上にし、(d )加工により所定の形状にす
るか、そのまま使用する。という工程により成り立って
いる。
(a )において、移動固体に接触冷却させる方法は、
一般的に急冷凝固の方法として知られている単ロール法
でも良く、双ロール法でもよく、メルトドラッグ法でも
良い。この発明において、薄帯とは、幅が厚さの10倍
以上あり、鋳造方向の長さが幅よりも長いものをいう。
一般的に急冷凝固の方法として知られている単ロール法
でも良く、双ロール法でもよく、メルトドラッグ法でも
良い。この発明において、薄帯とは、幅が厚さの10倍
以上あり、鋳造方向の長さが幅よりも長いものをいう。
この際、合金薄帯の厚さをii+++に制限したのは、
これ以上の厚さにすると冷却速度が104℃/ sec
未満になり望ましい組織を得られない場合があり、また
、操作性が悪いためである。厚さが0.IRII11以
下の場合、平均結晶粒径1μl以下の微細な組織を得ら
れ、操作性も非常に良好である。
これ以上の厚さにすると冷却速度が104℃/ sec
未満になり望ましい組織を得られない場合があり、また
、操作性が悪いためである。厚さが0.IRII11以
下の場合、平均結晶粒径1μl以下の微細な組織を得ら
れ、操作性も非常に良好である。
(a〉で製造可能な合金系は、通常のR造で製造される
合金系よりもはるかに広い範囲を有している。その理由
は、通常の鋳造で問題となる偏析がほとんどなく、また
粗大な析出物もないためであり、従来はあまり考慮され
なかった合金系が開発されてきている。その例として高
力アルミニウム台金やアルファス合金を出発原料とした
高硬度金属などがある。
合金系よりもはるかに広い範囲を有している。その理由
は、通常の鋳造で問題となる偏析がほとんどなく、また
粗大な析出物もないためであり、従来はあまり考慮され
なかった合金系が開発されてきている。その例として高
力アルミニウム台金やアルファス合金を出発原料とした
高硬度金属などがある。
本発明者等は、アモルファス合金を出発原料としたホウ
化物と炭化物を含んだ高lf!度材料についても実用上
十分な硬度を持つことが見出された。
化物と炭化物を含んだ高lf!度材料についても実用上
十分な硬度を持つことが見出された。
ただし、この場合1μmを越える様なホウ化物及び炭化
物が出現すると靭性に悪い影響を与えるので、特許請求
の範囲第5項において上限を1μ■とした。
物が出現すると靭性に悪い影響を与えるので、特許請求
の範囲第5項において上限を1μ■とした。
(b)においては、薄帯の予備m密化を行う。
薄帯の厚さ方向に垂直な2つの面をA面、B面と名づけ
る。「積層づる」とは薄帯を適当な大きさに切断し、A
面とA面あるいはA面とB面あるいはB面とB面が接す
るように重ねる行為、あるいは、薄帯をA面とA面、B
面とB面が接するように折り曲げて重ねる行為をさす。
る。「積層づる」とは薄帯を適当な大きさに切断し、A
面とA面あるいはA面とB面あるいはB面とB面が接す
るように重ねる行為、あるいは、薄帯をA面とA面、B
面とB面が接するように折り曲げて重ねる行為をさす。
また「巻回す」\とは薄帯のA面とB面が接するように
薄帯を少しずつ折り曲げる行為をさす。この際、巻き始
めには芯を用いてもよく、また芯を用いなくてもよい。
薄帯を少しずつ折り曲げる行為をさす。この際、巻き始
めには芯を用いてもよく、また芯を用いなくてもよい。
原料となる合金薄帯のエツジが直線でないような場合、
あるいは厚さ方向の不均一性が大きい様な場合積層した
り巻いたりしただけでは占積率は上がらない。このため
、冷間プレスで圧力を加え、占積率を上げることが行わ
れる。ここで占積率を70%以上に規定したのは、10
%未満の占積率では最終物品の空孔率が太き(なり、十
分な強度が得られないためである。
あるいは厚さ方向の不均一性が大きい様な場合積層した
り巻いたりしただけでは占積率は上がらない。このため
、冷間プレスで圧力を加え、占積率を上げることが行わ
れる。ここで占積率を70%以上に規定したのは、10
%未満の占積率では最終物品の空孔率が太き(なり、十
分な強度が得られないためである。
(C)においては、占積率70%以上の物を融点よりも
低い温度に加熱した状態で加圧し、占積率95%以上、
望ましくは98%以上にする。最適の加熱温度について
は加工法1合金などに深く関係し、いらかいに決定でき
ないが、結晶質合金では結晶粒が成長しはじめる温度の
数℃から数十℃低い温度まで加熱゛されることが多い。
低い温度に加熱した状態で加圧し、占積率95%以上、
望ましくは98%以上にする。最適の加熱温度について
は加工法1合金などに深く関係し、いらかいに決定でき
ないが、結晶質合金では結晶粒が成長しはじめる温度の
数℃から数十℃低い温度まで加熱゛されることが多い。
加熱状態で加圧する方法としては、熱間押出、ホットプ
レス、熱間静水圧プレスなどの公知の方法を利用する口
とができる。占積率を95%以上に規定したのは、95
%未満では機械的性質が劣るからである。占積率98%
以上であれば、非常に良好な性質を示ツ。
レス、熱間静水圧プレスなどの公知の方法を利用する口
とができる。占積率を95%以上に規定したのは、95
%未満では機械的性質が劣るからである。占積率98%
以上であれば、非常に良好な性質を示ツ。
(d)においては、物品の仕上げが行われる。
例えば、ホットプレスや熱間静水圧プレスぐはほとんど
最終形状に近い物品が得られ、ぞのまま使用するか加工
を少し行えば良い。また、熱間押出においては、加工を
行い所定の形状にづ−ることにより物品を得ることがで
きる。
最終形状に近い物品が得られ、ぞのまま使用するか加工
を少し行えば良い。また、熱間押出においては、加工を
行い所定の形状にづ−ることにより物品を得ることがで
きる。
本発明においては粉末を出発原料とづる製造法に比べて
、 (1)脱ガス工程が不要である。
、 (1)脱ガス工程が不要である。
(2)冷却速度が大きく、より微細な組織を持つ物品を
得られる。
得られる。
(3)溶融金属重量に対する利用可能な薄帯Mmの割合
いが粉末よりも高い。
いが粉末よりも高い。
という優れた点がある。
また、解帯を粉砕してから使用づる方法に比べても、粉
砕過程のない所が優れている。
砕過程のない所が優れている。
脱ガス工程が不要なのは、粉末が液体あるいは気体によ
る冷却であるのに対して、急冷薄帯は固体接触冷却であ
り、表面での酸化反応が抑制され、また粉末に比べて単
位重量当りの表面積が小さいため表面酸化、吸着ガス量
共に小さいためである。
る冷却であるのに対して、急冷薄帯は固体接触冷却であ
り、表面での酸化反応が抑制され、また粉末に比べて単
位重量当りの表面積が小さいため表面酸化、吸着ガス量
共に小さいためである。
また。急冷凝固における凝固点直下の典型的な冷却速度
は、気体冷却では102〜b 液体冷却では10”〜106℃/sea、固体接触冷却
では104〜b にすれば大きな冷却速度で凝固した原料が得られる。一
般に大きな冷却速度が実現する場合、金属組織はより細
かくなる。降伏強度σは平均結晶粒径りに対しで、 σ=A+B/f丁(A、Bは正の定数)の関係にあり、
より微細な組織を持つ合金はより大きな降伏強度を持つ
。従って粉末を原料にするよりも急冷薄帯を原料にする
方が強度の面では有利である。また、靭性の点からも組
織の微細化は望ましいことである。凝固点直下で104
℃/’SeC以上の冷却速度を得られる場合、実用上十
分な強度と靭性を得られるが、イれ未満では靭性に悲影
響を及ばす。
は、気体冷却では102〜b 液体冷却では10”〜106℃/sea、固体接触冷却
では104〜b にすれば大きな冷却速度で凝固した原料が得られる。一
般に大きな冷却速度が実現する場合、金属組織はより細
かくなる。降伏強度σは平均結晶粒径りに対しで、 σ=A+B/f丁(A、Bは正の定数)の関係にあり、
より微細な組織を持つ合金はより大きな降伏強度を持つ
。従って粉末を原料にするよりも急冷薄帯を原料にする
方が強度の面では有利である。また、靭性の点からも組
織の微細化は望ましいことである。凝固点直下で104
℃/’SeC以上の冷却速度を得られる場合、実用上十
分な強度と靭性を得られるが、イれ未満では靭性に悲影
響を及ばす。
加えて、はぼ全量が使用可能な急冷薄帯を原料とするこ
とは収率の面から見ても、粒径分布を右し、全量を使用
することのできない粉末よりも優れており、工業的に有
用である。
とは収率の面から見ても、粒径分布を右し、全量を使用
することのできない粉末よりも優れており、工業的に有
用である。
以下、実施例に基づき各工程を詳しく説明する。
なお、以下の実施例で用いられる組成は全て重量%であ
る。
る。
実施例1
単ロール法により製造した厚さ22μm9幅100nn
、2.9%B−5.3%5t−Feアモルファス合金(
結晶化温度470℃)を、トロイダルに巻き直径321
m、高さ150111の円筒ピレッ[・を作った。巻い
ただりで占積率が70%を超えたので、冷間ブレスは施
さなかった。ビレットを窒素を流した電気炉中に100
0℃で40分間保持した後、あらかじめ200℃に加熱
された押出用金型に入れる。金型の内側にはあらかじめ
ペースト状のグラフアイ]〜が潤滑のために塗られてい
る。金型は材料を入れる所は内径35R111+である
が、押出されるところは内径13ml1lになっている
。金型に入れられた材料はラムを押しさげて加圧づるこ
とによって押出された。この際、金型の温度は820℃
、押出圧は50kg/ m1ll’ 。
、2.9%B−5.3%5t−Feアモルファス合金(
結晶化温度470℃)を、トロイダルに巻き直径321
m、高さ150111の円筒ピレッ[・を作った。巻い
ただりで占積率が70%を超えたので、冷間ブレスは施
さなかった。ビレットを窒素を流した電気炉中に100
0℃で40分間保持した後、あらかじめ200℃に加熱
された押出用金型に入れる。金型の内側にはあらかじめ
ペースト状のグラフアイ]〜が潤滑のために塗られてい
る。金型は材料を入れる所は内径35R111+である
が、押出されるところは内径13ml1lになっている
。金型に入れられた材料はラムを押しさげて加圧づるこ
とによって押出された。この際、金型の温度は820℃
、押出圧は50kg/ m1ll’ 。
押出比は5であった。得られた物品は完全に結晶質で、
Fe 2 B、 「e 3Si 、a−Feより成り立
っている。平均結晶粒径は0.4μ絹と非常に微細であ
る。リボン界面は完全にくっついている。
Fe 2 B、 「e 3Si 、a−Feより成り立
っている。平均結晶粒径は0.4μ絹と非常に微細であ
る。リボン界面は完全にくっついている。
硬度の高い微細なFe2B、Fe3Siが分散している
ことにより、ロックウェル硬さは56と高い値を示した
。
ことにより、ロックウェル硬さは56と高い値を示した
。
実施例2
実施例1と同様の方法で、2.5%Cr−2,2%B−
80%5i−Feアモルファス合金を押出し、その後、
熱間静水圧プレスをかけた。ロックウェル硬さ59.9
と実施例1より優れた機械的性質を示し、水中に放置し
ても錆なかった。
80%5i−Feアモルファス合金を押出し、その後、
熱間静水圧プレスをかけた。ロックウェル硬さ59.9
と実施例1より優れた機械的性質を示し、水中に放置し
ても錆なかった。
実施例3
実施例1に述べた方法と同様にし−で、第1表に示す各
組成の結晶質合金を得た。
組成の結晶質合金を得た。
各合金は、微細なホウ化物、炭化物を析出し、硬いもの
を得ることがでさた。
を得ることがでさた。
本発明によって、従来技術につきものであった脱ガス工
程や薄帯の粉砕といった工程が除去された。また、粉末
原料に比べて、薄帯は冷却速度が均一で品質が安定して
おり、歩留りも良く工業的に大きな意味を持つものであ
る。
程や薄帯の粉砕といった工程が除去された。また、粉末
原料に比べて、薄帯は冷却速度が均一で品質が安定して
おり、歩留りも良く工業的に大きな意味を持つものであ
る。
また、本方法は押出法によったが、直接熱間静水圧プレ
スやホラミープレスを行うことにより圧密化することに
よっても同様な結果が得られる。
スやホラミープレスを行うことにより圧密化することに
よっても同様な結果が得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、溶融状態の合金を移動固体に接触冷却させることに
より厚さ11Ill以下の合金薄帯を製造し、その薄帯
を積層することにより、あるいは巻くことにより、必要
に応じてこれらに加えて冷間プレスを施すことにより、
占積率10%以上の状態にし、得られた物を融点よりも
低い温度に加熱した状態で加圧づることにより、占積率
95%以上にし、加工により所定の形状にするか、(の
まま使用することを特徴とする物品およびその製造方法
。 2−、−凝固点直下における合金解帯の冷却速度が10
4℃/ sec以上であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の物品およびその製造方法。 3、合金薄帯の厚さが0.l+n+以下ぐあることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の物品およびその製
造方法。 4、合金薄帯がアモルファス合金であり、最終的に得ら
れた物品が平均結晶粒径1μIIl以乍のホウ化物と炭
化物を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の物品およびイの製造方法。 5、物品の占積率が98%以上であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の物品およびその製造方法。 6、合金薄帯の急冷方法が双ロール法による手法である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の物品およ
びその製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19707083A JPS6092049A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 物品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19707083A JPS6092049A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 物品およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6092049A true JPS6092049A (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=16368210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19707083A Pending JPS6092049A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 物品およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6092049A (ja) |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP19707083A patent/JPS6092049A/ja active Pending
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