JPS61135459A - 液体急冷装置 - Google Patents

液体急冷装置

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JPS61135459A
JPS61135459A JP25610784A JP25610784A JPS61135459A JP S61135459 A JPS61135459 A JP S61135459A JP 25610784 A JP25610784 A JP 25610784A JP 25610784 A JP25610784 A JP 25610784A JP S61135459 A JPS61135459 A JP S61135459A
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JP
Japan
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roll
ribbon
amorphous
nitrogen gas
surface side
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Pending
Application number
JP25610784A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Yoshitake
務 吉武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS61135459A publication Critical patent/JPS61135459A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0611Continuous 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/068Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/0697Accessories therefor for casting in a protected atmosphere

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】 ・産業上の利用分野 本発明は物質を溶解し、それを高速で回転しているロー
ルの表面に噴射することによって、前記物質を高冷却速
度で冷却凝固させる液体急冷装置に関するものである。
・従来技術とその問題点 近年、非バ質状態および非平衡結晶状態などの特異な物
性を有する材料を作製する手段として、液体急冷技術が
多くの注目を集めている。そのなかにおいて、いわゆる
ロール法といわれるものが最も量産性があるために、多
くの研究がなされている。ロール法というのは、溶解し
た物質を高速で回転しているロールの表面に噴射するこ
とによって、その物質を連続薄帯の形状に急冷凝固させ
るものであり、ロールの種類によって通常単ロール法(
第5図)及び双ロール法(第6図)の二種に大別される
。図において2は融体、3は冷却用ロール、4は急冷薄
帯である。
上記のロール法によって得られる薄帯のなかで特に非晶
質合金は従来の結晶質金属とは異なり、結晶構造をもた
ない金属であり、その性質も従来の金属材料にはみられ
ないものが多く、強靭性、高硬度、高耐食性の他にすぐ
れた磁気的性質等をそなえており新しい材料として期待
されている。
そのなかで、li’e 、 Coを主成分とする非晶質
合金においてはビッカース硬度が約1000 KF/−
と従来の結晶合金よりも著しく大きい値が得られている
。一方、Ti、zr等を主成分とする合金においても同
様に結晶合金よりも大きな値500〜900KV′−が
得られている。しかしながら、前記非晶質合金を耐摩耗
性材料等として利用する場合には、より高い硬度が要求
されてくるため、現在の値では不十分である。
一方、高硬度な材料としては、一般に遷移金属炭化物お
よび窒化物等が知られている。前記窒化物のなかで■a
族に属するTi、Zr 、Hfの窒化物は融点も高く、
安定な窒化物として知られており、その硬度はTiNで
210M/−と非常に大きく、かつ耐酸性にすぐれてい
る等の性質を有している一方非常に脆いという欠点があ
る。このため、従来、前記の窒化物等は、他の合金の表
面に被覆することによって、表面硬化剤および耐熱合金
の目的で使用されてきた。
一方、Fe l (:o 、Niを主成分とする結晶合
金、そのなかで、特に、鋼においては、N原子を表面に
拡散浸透させる窒化法によって、表面効果処理をおこな
っている。このように耐摩耗性材料等表面を硬化する必
要がある材料には、前記の窒化物形成および窒化法が利
用されることが多い。この場合、金属の表面に窒化物膜
を形成するためには、化学蒸着法等によって形成される
が、この場合の反応は一般に10(lo’o前後の高温
でおこなわれる。
一方、鋼における窒化法は、約500°0で窒素ガスと
接触させる方法がおこなわれている。このように金属の
表面に窒化膜を形成することは、表面硬化および保護の
目的で非常に有効であるため、非晶質合金の表面層に窒
化膜を形成することが可能となれば、その表面の硬度も
従来以上に大きくなり、非晶質合金に本質的な高強靭性
とあわせて、耐摩耗性、耐食性を備えた材料としての応
用が広がることが期待される。しかしなから、非晶質合
金は、その融点以上の温度から、高冷却速度で超急冷す
ることによって得られる非平衡状態物質であり、熱的に
不安定であるために、その結晶化温度以上になると結晶
化してしまい、その非晶質本来の特性を失ってしまう。
このため、非晶質合金の表面に硬化層を形成するために
前記窒化法等の処理をおこなうと、前記方法がいずれも
高温で行なう必要があるために非晶質合金が結晶化して
しまうという欠点がある。
さらに、非晶質合金を作製する際に窒素ガス雰囲気中で
溶解後急冷する方法によれば、作製された合金薄帯は窒
化により脆化を示すため、目的とする非晶質合金を得る
ことはできないという欠点があった。
・発明の目的 本発明は、このような従来技術の問題点を解決して、非
晶質合金の表面の硬度を増加させるために表面窒化膜を
有する非晶質合金薄帯を容易に作製しつる液体急冷装置
を提供することにある。
・発明の構成 本発明は、ロール法液体急冷装置において、急冷用ロー
ルの外周表面部分に沿って、その外側に所定の間隙を隔
てて、ロール表面上の急冷薄帯に窒素ガスを吹きつける
ための装置を有する液体急冷装置である。
・構成の詳細な説明 本発明は上記の構成をとることにより、従来技術の問題
点を改善して、表面硬化層として窒化膜を有する非晶質
合金連続薄帯を作製することが可能となった。単ロール
法を用いた場合の本発明の基本構成図を第1図に示す。
ノズル1から押し出された融体2は高速で回転するロー
ル3によって急冷される。この場合、融体の熱はロール
表面と接触することによって、ロール側から奪われるた
め、薄帯のロール表面と接触した側では冷却速度が速く
、自由表面側では冷却速度は遅くなる。このため、薄帯
の自由表面側は、ノズルから出た直後は比較的温度も高
い状態にある。そこで、図のごとくロール表面近傍部分
に沿って、ガス導入管5を設けて、この管にあけられた
孔6から窒素ガスを薄帯の自由表面側に吹き付ける。こ
のような構成をとることにより薄帯のロール側は冷却速
度が速いため窒化されないが窒素ガスと接触する自由表
面側に窒化層が形成される。この際、窒化層の厚さは、
吹きつける窒素ガスの量および薄帯の厚さ、すなわち、
ロール表面の周速と融体の噴出圧力によって決まる。ま
た、この場合、ロール周速が一定速度以上であれば、作
製される合金薄帯のロール表面側は非晶質相が得られる
が、一方、自由表面側の窒化層は、ロール側が非晶質相
の際にもロール周速によって非晶質相にも、また、結晶
相にも作製することが可能である。さらに、第1図の構
成において、窒素ガスを吹き付ける手段および、穴の形
状等は別の構成でもさしつかえない。
また、この場合、急冷中の雰囲気は真空中および不活性
ガス等地の雰囲気中でもさしつかえない。
次に、双ロール法を用いた場合の構成図を第2図に示す
。この場合には、図のとと(窒素カスを吹きつけること
によって、薄帯の両側表面を窒化層に形成することが可
能となる。
・実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。本発明で使用した装置の原理図を第3図に示
す。装置は図のごとく単ロール法液体急冷装置である。
装置は、真空排気系11によってl Q””Torr台
の真空に排気することができるので、合金の急冷は真空
中および任意の不活性ガス雰囲気中で行なうことができ
る。本実施例では、急冷用合金としてrIssNixs
合金を用いた。装置内を2xlO−1′′[orrの真
空に排気した後、ノズル゛1中にセットした合金は高周
波によって加熱される。合金が溶解すると、ノズルはロ
ール面直上に下降し、融体2はノズル上部から噴射用に
流されるArガスの圧力によって、ノズル先端に開けら
れた0、7uの穴から図のごとく押し出され、高速(ロ
ール周速が約59m/5ec)で回転するロール゛3の
表間番こよって急冷され幅約2uの薄帯4が得られる。
この場合、窒素ガスを吹き付けない通常の急冷法による
と非晶質単相の薄帯を得ることができる。
次に合金か溶解した後、ノズルから噴射する直前に、バ
ルブ7を開くことによってガス導入管5に窒素ガスを流
すことにより、導入管に設けられた孔6から、ロール表
面上の薄帯に窒素ガスを吹きつける。この隙孔の形状は
、たとえば、第4図のごとく、幅1關、長g3+wのス
リット状の孔6を等間隔にあけたものを利用した。最も
ノズルに近い孔は、導入管の最先端にあけられており、
ノズルに接しているため、融体はノズルから出た直後に
窒素ガスと接触することができる。また、吹き付ける窒
素ガスの量は、流量計8によって調節可能である。また
、窒素ガスがロール外周表面を層流となって流れるのを
防止するためロール表面に接してガイド12が設置しで
ある。さらに、装置内部の窒素分圧が上昇するのを防止
するため急冷中は排気を続けている。
この方法で得られた急冷薄帯の構造をX線回折によって
評価すると、自由表面側はロール表面側と同様に非晶質
構造であり、結晶性の窒化物は形成されていない。また
、薄帯は従来の非晶質急冷薄帯と同様に靭性をそなえて
いる。
真空中で急冷された非晶質薄帯と、本発明による方法で
急冷された非晶質薄帯の自由表面側とロール表面側の硬
度の値を下記の表に示す。表にみられるとおり、真空中
で急冷された非晶質薄帯の硬度は両面とも約700で同
様の値を示していることかわかる。一方、本発明による
方法で得られた急冷薄帯の硬度は、ロール表面側で前記
薄帯と同様の720であるが、自由表面側では、窒化層
の形成によって硬度が高くなっており、1080を示し
ている。なお、この合金薄帯の自由表面側をわずかに研
磨することによって、硬度は750にまで減少し、窒化
層は表面近傍にのみ形成されていることがわかる。
表 なお、本実施例では非晶質合金が形成される場合を示し
たが、結晶質合金薄帯が得られる場合にも同様の結果が
得られる。
・発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明による液体急冷装
置は、ロール法により作製される薄帯の表面付近に窒化
層を形成することが可能となり、薄帯の表面の硬度を増
加させることによって耐磨耗性の向上等その機械的性質
に与える効果は大きい。さらに、前記の表面窒化層が連
続した薄帯として高速に形成することが可能なため量産
性にすぐれている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を示す図、第2図は本発明の原理
を示す図、第3図は本発明の一実施例を示す図、第4W
Aは、本実施例で用いたガス導入管の先端の形状を示す
図、第5図、第6図は従来の急冷方法を示す図である。 図において、1はノズル、2は融体、3は急冷用ロール
、4は急冷薄帯、5は窒素ガス導入管、6は窒素ガス吹
きつけ用の孔、7は窒素ガスバルブ、8は流量計、9は
窒素ガスボンベ、10は高周波加熱用コイル、11は真
空排気系、12はガイドである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 物質溶解手段と、溶解物質保持手段と、前記溶解物質を
    高冷却速度で冷却凝固させる冷却ロールとを具えた液体
    急冷装置において、前記冷却用ロールの外周表面部分に
    沿って該表面と所定の間隙を隔てて、ロール表面上の薄
    帯に窒素ガスを吹きつける装置をそなえていることを特
    徴とする液体急冷装置。
JP25610784A 1984-12-04 1984-12-04 液体急冷装置 Pending JPS61135459A (ja)

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JP25610784A JPS61135459A (ja) 1984-12-04 1984-12-04 液体急冷装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5309977A (en) * 1991-08-29 1994-05-10 Tdk Corporation Permanent magnet material and method for making
US5573056A (en) * 1992-05-18 1996-11-12 Ilse H. Feichtinger Process and device for producing metal strip and laminates
CN108580828A (zh) * 2018-06-10 2018-09-28 安徽迪维乐普非晶器材有限公司 一种制带机自动运行控制系统
CN108817333A (zh) * 2018-07-20 2018-11-16 芜湖君华材料有限公司 一种封闭节能型合金材料结晶仓
CN108817335A (zh) * 2018-07-20 2018-11-16 芜湖君华材料有限公司 一种液氮与冷却水双重冷却合金的方法

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