JPS61172654A - 急冷合金薄帯の製造方法 - 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】 （発明の技術分野） 本発明は、急冷合金薄帯の製造方法の改良に関するもの
である。

（発明の背景） 非晶質金属をはじめとする急冷合金を製造する方法とし
ては、■溶融した合金を急冷凝固させる方法（液体急冷
法）、■気相（真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法など
）から直接に製造する方法、■メッキにより溶液から製
造する方法（メッキ法）という、３通りがある。これら
の方法のうち、■の方法は形態として薄板（薄帯）、細
線又は粉末のそれぞれを大量生産でき、また合金の組成
を種々に変化できるという利点があるために、現在盛ん
に研究されている。

そして、薄帯は高速回転している金属製冷却ロールの円
周面に溶融合金を噴出させ、急冷凝固させることにより
、製造する方法が最も有望視されている。この方法につ
いて、非晶質金属薄帯製造を例にして第１図を基に詳し
く説明する。

第１図に於いて、ｌはルツボ、１ａはノズル、２ａば溶
融合金、２ｂは非晶質金属薄帯、３は高周波誘導加熱炉
（あるいは電気炉でもよい）、４は冷却ロールである。

製造プロセスについて説明すると、まず原料金属をルツ
ボｌ内に入れて、高周波誘導加熱炉３により、該金属を
溶融させる。一方、冷却ロール４は矢印方向に回転させ
る。

ルツボ１の上部に例えば不活性ガスを導入して、溶融合
金２ａを押し、ノズル１ａから一定の噴出量で回転中の
冷却ロール４の円周面４ａに噴出させる。

そうすると、溶融合金２ａが急冷凝固されて、非晶質金
属薄帯２ｂとなる。そして、該薄帯２ｂはセパレータ５
によってロール４から剥離される。

ここで、急冷凝固について第２図に基づき、詳述する。

冷却ロール４は高速で回転（図中実線矢印方向に）して
いるために、ノズルｌａから出て円周面４ａに接触した
溶融合金２ａは、極めて薄く広げられる。そして、冷却
ロール４は熱伝導率が高いために、溶融金属２ａの熱は
ロール４に急激に吸収され、急冷に凝固する。その結果
、非晶質金属薄帯２ｂが得られる。

冷却ロール４は熱伝導率の高いことが必要であり、その
ために従来一般に純銅製のものが使用されており、その
結果、溶融金属２ａがロール４の円周面４ａに対してぬ
れに＜＜、下記欠点を招いていた。

つまり、ぬれにくいときには第１図に示す如く、溶融金
属２ａと冷却ロール４０円周面４ａとの間の接触角θが
大きくなり、そのためにロール周囲の雰囲気ガスがこの
部分より溶融金属２ａと冷却ロール４の円周面４ａとの
間に巻き込まれ易くなり、その結果非晶質金属薄帯２ｂ
のロール４側表面には気泡６の巻き込み跡が多く形成さ
れ、表面平滑性が低下してしまう。また、この気泡のた
めに、溶融金属２ａと冷却ロール４の円周面４ａとの真
実接触面積が低下し、冷却速度が低下するという問題も
あった。

尚、非晶質に限らず結晶質合金においても、この液体急
冷法を用いると、■固溶限の拡大ができる■非平衡結晶
相が作れる■難加工材の直接薄板化ができる、などの理
由で結晶質合金薄帯の製造にも利用が検討されている。

（発明の目的） 本発明は前記欠点を解決し、ロールのぬれ性を向上させ
ることにより、薄帯のロール側表面平滑性の高い、かつ
良く急冷された急冷合金薄帯を得るとを目的とする。

（発明の概要） 本発明者らは実験の結果、金属性冷却ロールの円周面に
製造しようとする急冷合金薄帯と同一または類（以の金
属を拡散させたロールを用いることにより、ロールのぬ
れ性を向上させ得ることを見い出し、本発明を成すに至
った。

従って、本発明は 高速回転している金属製冷却ロールの円周面に向けて、
溶融した合金を噴出させ、急冷凝固させることにより、
急冷合金薄帯を製造する方法において、 前記ロールの円周面に前記溶融合金と同一又は類似の組
成の合金を拡散させることにより、ぬれ性を向上させた
ロールを使用することを特徴とする方法を提供する。

本発明に於いて使用されるロールは、ロールの円周面に
薄帯を製造する溶融合金と同一又は類似の合金を拡散さ
せたものであるが、拡散させる方法としては、例えば、 伽）スパッタリング法 （Ｃ）溶融した合金を接触させる方法 などが、挙げられる。

以下、本発明の実施例を、非晶質金属を例にとって説明
する。

（第１実施例） （１１０−ルの製造例（同一装置で簡単に実施できるの
で、上記（ｅ）を用いた。） まず、下端に幅０．３−ｍ、長さ１０ｗ■のスリット状
ノズルを設けた外径２２−一の石英製ルツボを用いて、
該ルツボ内に薄帯を製造する原料と同一のＣｏ５合金（
Ｃｏ７５％、　５ｉｌｏ％、８１５％）を５ｇ仕込み、
高周波誘導加熱炉により溶融させ、前記加熱炉の温度を
１２５０℃に保持した。

一方、外径３００ｍｍであらかじめ円周面を平滑（鏡面
）に研磨した純銅製ロールを例えば１５００ｒ、ｐ。

■、の速度で高速回転させ、ルツボ内にアルゴンガスを
導入し、例えば０．８０ｋｇ／ｃｍ”の圧力（ゲージ圧
）で溶融金属をロールの円周面に噴出させることによ幻
−ｐ１Ｆｉ１面に前記金属を拡散させた。拡散層の厚さ
は、数人〜数μに達した。

尚、この拡散層が比較的厚めに形成されたときあるいは
該拡散層を設けたロール表面の表面粗さが粗くなり、問
題となるときには、研磨紙等で軽く研摩することによっ
て、該拡散層を全て除去せずに拡散前の物理的に平滑な
表面状態にすることも差し支えない。

（２）非晶質金属薄帯の製造例 前項（１１で製造したロールを用いて、非晶質金属薄帯
を製造した一例を説明する。

まず、下端に幅０．３ｍｍ、長さ１０ｍ−のスリット状
ノズルを設けた外径２２１１１１の石英製ルツボを用い
て、該ルツボ内に薄帯を製造する原料と同一のＣｏ基合
金（Ｇｏ７５％、　５ｉｌＯ％、８１５％）を３０ｇ導
入し、高周波誘導加熱炉により溶融させ、前記加熱炉の
温度を１２５０℃に保持した。

一方、前項（１）で製造したロールを１５０Ｏｒ、ｐ、
謹、の速度で高速回転させ、ルツボ内にアルゴンガスを
導入して０．８０ｋｇ／ｃｍ”の圧力（ゲージ圧）で溶
融金属をロールの円周面に噴出させた。これによって、
溶融金属は１０％〜１０６℃／ｓｅｃの冷却速度で非晶
質金属薄帯として急冷凝固され、この薄帯をセパレータ
によりロールから剥離させた。その結果幅９゜８０ｍｍ
、厚さ３０μｍの非晶質金属薄帯が得られた。

ロールの円周面には前述の如（Ｃｏ基合金が拡散されて
いるために、噴出された溶融金属は、化学的親和性によ
り円周面にぬれ易くなっている。従って、溶融金属と円
周面との間の接触角θが小さくなり、これにより気泡の
巻き込みも減少する。

従って、この第１実施例で製造された薄帯の、ロール側
表面の粗さは３．２０μ−であったのに対して、従来の
純銅製ロールを用いて第１実施例と同様に製造した薄帯
のそれは５．６３μ園で、本発明により表面平滑性が向
上することが証明された。

次に、非晶質金属薄帯を減圧下で製造した一例を説明す
る。

（第２実施例） まず、製造装置を真空容器内に設置して、ロータリーポ
ンプ及びディフェージッンポンプで減圧、真空にしたの
ち、ヘリウムガスで置換して３６０−■Ｈｇとした。次
に前記の第１実施例と同様のプロセスを行い、非晶質金
属薄帯を製造した。その結果、幅９．８５ｍ５．厚さ３
０μ−〇薄帯が得られた。

この第２実施例で製造された薄帯のロール側表面の粗さ
は１．１１μｍであった。それに対し、従来の純銅ロー
ルを用いて第２実施例と同様に製造した薄帯のそれは３
．１４μ閣であった。すなわち、減圧下で行なうことに
より、さらに表面平滑性の良い薄帯を得ることができる
。

また、実施例に示したＣｏ−３ｉ−Ｂ系非晶質合金のみ
ならず、他のＣｏ系、Ｆｅ系などの種々の非晶質合金あ
るいはＦｅ−５ｉ合金、Ｆｅ−５ｉ−Ａ１合金、ＦｅＣ
ｒ　−Ｃｏ合金、Ｍｎ−Ａｊ金合金希土類−Ｃｏ合金な
どの結晶質薄帯製造に於いても同様に良好な表面平滑性
をもつ急冷合金薄帯が得られる。

（発明の効果） このように本発明によれば、ぬれ性のよいロールを用い
ることにより、表面平滑性の高い急冷合金薄帯を得るこ
とができる。また、従来法では非晶質が形成されること
から、冷却速度の向上も計られることが明らかとなった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、急冷合金薄帯の製造方法を説明するための斜
視図である。 第２図は溶融金属と冷却ロールの円周面との接触状態を
示す拡大部分断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ２ａ・−・−・−・溶融金属、２ｂ−・・−・−・−急
冷合金薄帯４−・・−・−冷却ロール

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高速回転している金属製冷却ロールの円周面に向けて、
   溶融した合金を噴出させ、急冷凝固させることにより、
   急冷合金薄帯を製造する方法において、 前記ロールの円周面に前記溶融合金と同一又は類似の組
   成の合金を拡散させることにより、ぬれ性を向上させた
   ロールを使用することを特徴とする方法。