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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- manufacturing
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-
- 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
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- 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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