JPS6133740A - 板厚の大きなFe基非晶質合金薄帯 - Google Patents

板厚の大きなFe基非晶質合金薄帯

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JPS6133740A
JPS6133740A JP15406284A JP15406284A JPS6133740A JP S6133740 A JPS6133740 A JP S6133740A JP 15406284 A JP15406284 A JP 15406284A JP 15406284 A JP15406284 A JP 15406284A JP S6133740 A JPS6133740 A JP S6133740A
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JP
Japan
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ribbon
width
thickness
cooling
amorphous
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Pending
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JP15406284A
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English (en)
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Shun Sato
駿 佐藤
Tsutomu Ozawa
小沢 勉
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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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

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は移動する冷却基板の表面で溶融状態にある金属
(合金)を急冷凝固する方法によってつくられる板厚が
大きく、かつ強靭なFe基非晶質合金薄帯に関するもの
である。
(従来の技術) 金属(合金)を溶融状態から急冷して連続的に薄帯をつ
くる方法として基本的なものに遠心急冷法、単ロール法
で代表される溶融紡糸法がある。
この方法は回転する金属製ドラムの内周面又は外周面に
溶融金属のジェットを噴出して急冷凝固させ、−気に金
属の薄帯や線をつくるものである。
この方法によれば冷却速度がきわめてはやいので、合金
組成を適正に選ぶならば液体金属に類似した構造をもつ
非晶質金属(合金)を得ることができる。
非晶質金属(合金)は特異な性質によって実用的に注目
されている金属材料であるが、冷却速度に関する制約か
ら一般に薄い板厚の材料しか製造できない点が応用範囲
を制限していた。
一般に非晶質合金の限界板厚は合金組成に依存すること
が知られており、Hagiwaraらの報告(Sci、
Rep、Res、In5t、Tohoku Univ、
A−29(1981) 。
351)によれば1片面冷却法の一つである単ロール法
を用いてF e−3i−B合金を非晶質化する場合、板
厚はF e15s 1loBls’が250 g mで
もっとも厚く、この成分から遠ざかるに従い板厚は小さ
くなることが示されている。
しかしながら、従来の片面冷却法によって実用的な幅(
20mm以上)を有する薄帯についてはこのように大き
な板厚は得られないことは経験的に知られている。その
理由の一つば薄帯の幅が広くなるに従い、冷却速度が低
下するためである。すなわち板幅が大きくなるに従い、
冷却基板の熱負荷は大きくなり、基板温度が上昇し、結
果として冷却速度が低下する。冷却温度の低下は当然の
事ながら、同一合金組成に対して非晶質状態で得られる
板厚を小さくする。Hagiwaraらの結果が大きな
限界板厚を示した理由は彼らの実験が冷却速度のはやい
狭幅リボン(1mm幅)で行なわれたためと思われる。
冷却条件の悪い幅広材料の板厚限界はHagiwara
らの結果に比べてかなり小さく 、25mm幅の場合で
は45μ2m程度であった。これより板厚を大きくする
だめに、製造条件を変えても良い材料は得られない。す
なわち、従来の片面冷却法において板厚を変える製造パ
ラメータはi)ノズル開口部の幅(基板移動方向の長さ
) 、 ii)溶湯噴出圧力、1ii)ノズルと冷却基
板の間隔、ii)冷却基板の移動速度の4つと考えられ
てきたが、これらのパラメータを変えるだけでは45μ
mを越える板厚を得ることはできなかった。パラメータ
の適正範囲を越えて無理に厚い板厚を作ろうとすると、
できた薄帯の形状や表面性状、特性(磁性1機械的性質
)が劣化した。
このように幅広で板厚の大きな実用性の高い材料をつく
ることは技術的にきわめて困難な状況にあったが、最近
25.4mm幅の薄帯において約807Lm厚のFe基
合金の薄帯の製造が可能となったことが報告されている
(Journal of Applied Physi
csvol、5. No、 8(1984年) P、1
7B?) 、それによると、F e to B14.5
3 iy、sC2合金の821Lmの薄帯は5%以下で
はあるがX線回析によって結晶の存在が認められている
。そして結晶の存在に起因すると思われるが、この厚い
薄帯は鋳造ままの状態で非常に脆いことが示されている
。同じ82BmのF B&QB14.、gsiおC2合
金の曲げ応力による破壊歪はわずかo、ooeである。
ここで破壊歪は通常ε、= 1 /(2丁−t)で表わ
される。ここでtは薄帯の板厚、rは曲げ半径である。
ε、がo、ooe ということは破壊せずに曲げること
のできる最小の径が7■程度ということになり、通常の
20〜30pm厚の非晶質合金が180°密着曲げがで
きるのに比べて非常に脆いことを示す。このような80
pm以上の厚手材にみられる結晶化にともなう緒特性の
劣化がない完全は非晶質の厚い薄帯の出現が待望されて
いた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は特性劣化の原因となる結晶が実質的に存在しな
い、85μm以上の板厚、 20mm+以上の板幅をも
つFe基非晶質合金薄帯を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明のFe基非晶質合金簿帯は、前記のように幅広で
、従来のものに比べて板厚が大きく、結晶が実質的に存
在しないほとんど完全な非晶質である。
ここで、実質的に完全な非晶質とは非晶質特有の性質、
例えば強靭性、軟磁性などを失わない程度に微量の結晶
の存在は許容されることを意味する。数字で表わせば、
鋳造ままの状態で1%未満の結晶化率であるほぼ完全な
非晶質合金を指す。
ここで結晶化率F。はX線回折比強度によって次のよう
に定義する。
Fo= (I  IO) / Ic 但し式中の記号は第3図に模式的に示すように、■は鋳
造ままの薄帯サンプルの特定結晶面〔例えば(110)
面〕に注目した回折強度、■。は標準非晶質試料〔同一
組成に薄帯(厚さ約30pm))の同一面回折強度、I
Cは完全結晶化させたときの同一面回折強度である。本
発明の非晶質材料は板厚は少くとも85IJ−m、幅は
少くとも2hmと厚くて広いにもかかられす、はぼ完全
は非晶質構造を有している結果、機械的性質などの特性
が従来の厚手非晶質薄帯に比べて飛躍的に優れている。
第4図は本発明材と従来材のxMA回折強度を示すもの
であるが、本発明材は従来材より板厚が3倍以上厚いに
も拘らず、そのX線回折強度は従来材と同程度であり、
このことからも本発明材がすぐれていることが判る。す
なわち、先に述べたように82pLI11厚の従来材の
曲げ破壊歪ε、が僅か0.008程度であるのに対して
、それより厚い本発明の 1064 rr+厚のFe基
非晶質合金(F e B、rS 165BL2C1数字
は原子%)(7)ε(は0.011〜0.018 )間
に分布しており従来材に比べて2倍ないしそれ以」−の
優れた延性を示す。第1図は本発明の厚いFe基非晶質
合金薄帯の板厚とε、の関係を示すものである。
本発明の非晶質合金薄帯は板厚が太きく、延性および靭
性が高いだけでなく、表面性状のすぐれている点も特徴
の一つである。すなわち本発明非晶質合金薄帯の表面を
JIS B 0801法で測定すると、カットオフ値0
.8 mmに対して基板側の面(単ロール法の場合、ロ
ール面側)のRaは0.2〜0.5 p、rn 、自由
面は0.1−0.5pmであり、従来の片面冷却法で製
作される非晶質合金薄帯の基板面0.8〜1.3Tom
 、自由面0.B 〜1.5grnに比べてきわめて滑
らかなことが明らかである。
本発明の非晶質合金薄帯は厚く、表面が平滑であること
に由来して、積層したときの占積率がきわめて高い。本
発明の板厚平均90μm 、幅25mmの非晶質合金薄
帯を外径40mmのボビンに750 gを2kgの張力
で巻き取ったときの占積率は92%であった。これに対
して従来材の占積率は30pLm厚の場合80〜85%
が普通である。占積率の高い材料は磁気コアなどに用い
る場合、小型化でき実用−1−有利である。
本発明の厚い非晶質合金薄帯は例えば第2図に示すよう
な複数のスロット状開口部をもつノズルを用い、それを
通して合金の溶湯を回転する冷却基板−ヒに流出させ薄
帯とする。従来用いられている単一スロットのノズルで
は504cm以上の板厚の形状のよい薄帯は得られない
。たとえスロットの幅(基板の移動方向に測った長さ)
を広げても、パドル(ノズルから流出したメルトが基板
上で形成する湯溜り)は不安定となり、即ち溶湯の供給
と薄帯の形成のマスバランス(物質収支)が平衡しない
ため、均一な形状および材質の薄帯はつくれない。また
パドルが不安定であると合金と基板との熱接触が低下し
て、冷却速度が落ち、作製された薄帯は結晶化する場合
が多い。
本発明の薄帯はしたがって多重ノズルを用いて作製され
る。多重ノズルを用いることによって、大きなパドルが
安定に保持され、しかも、上流側で形成された凝固部が
下流側の開口部から噴出される溶湯流の圧力によって再
度基板に押し付けられるため、長い時間にわたり基板と
の高い熱接触が実現される。移動方向に大きく形成され
るパドルと高い凝固速度とによって、従来得られなかっ
た大きな板厚の非晶質薄帯を製造することができる。
パドルから引き出された合金薄帯を、さらに低温(たと
えばガラス化温度以下)まで急冷するために1次の補助
冷却手段を講することを推奨する。それは、i)パドル
を囲む空間を加熱する6百)薄帯の自由面にガスを吹き
付は基板に押し付ける。1ii)薄帯の自由面に気水噴
霧する。iv)パドルを囲む空間をHeガス雰囲気にす
る。V)パドルを囲む空間を加湿雰囲気にする。vi)
薄帯の自由面にベルトまたは補助ロール、特に表面がフ
レキシブルなロールまたは固形炭酸等を押し付ける、な
どである。これらの方法のどれかを、またはそれらを組
合せて採用することにより薄帯形成後の結晶化をかなり
の程度抑えることが可能である。その結果厚い薄帯にお
いて完全度の高い非晶質構造が得られ、機械的性質など
非晶質合金特有のすぐれた性質が保証されるのである。
本発明の非晶質合金薄帯はFeを主成分とし、B 、 
Si、C、P等の1種または2種以上を半金属として含
む合金であり、また要求される特性に応じてFeを機械
的性質を低下させない範囲で一部他の金属と置換しても
よい。すなわち磁気特性を要求される場合にはFeの1
72以内の量をCo。
Niの1種または2種と置換してもよい。また磁気性性
改善のためにMo、Nb、Mn、Snの1種または2種
以−1=、耐食性改善のためにMo、Cr、Cu。
T i、Z r、V 、 Hf、Ta、W(7) 1種
または2種以上、機械的特性改善のためにMn、AA、
、Cu、Sn等を添加してもよい。なお含有量の範囲は
Feは40〜85%  (at ’X、以下同じ)(但
しFeの1重2以内をCo、Niの1種または2種と置
換可能)、Bは8〜17% 、 Si lfo 〜15
% 、 Cハフ%以下、ソノ他の元素は合計10%以下
の範囲で用途に応じて選択される。また合金を構成する
全元素の合計を100%とする。
(実施例) 次に実施例をあげて説明する。
実施例1 Cu合金製で直径800mmφの冷却ロールをいる単ロ
ール法によって、組成FeHo、cs l6fB12C
1(at %)の合金を第2図(a)に示すような4重
のスロット状の開口部(幅dO,4mm、長さす25m
m 。
間隔a1mm)を有するノズルを用いて薄帯に鋳造した
。製造条件はロール周速12 m/see 、ロールと
ノズル面との間隔0.2 amで行なった。噴出圧は1
成用0.1 kg/cm” 、 2成用0.25kg/
cm”で鋳造の途中で1次圧から2次圧に切り換えた。
切換え時期は鋳造開始から1秒後であった。2次圧切り
換え後に作製された薄帯の板厚2曲げ破壊歪とX線回折
比強度を第1表に示した。
比較例として単一スロットのノズル(幅d O,7mm
、長さl 25mm)を用いて作成した厚手材料の特性
も第1表に示しである。
本発明の非晶質薄帯、広幅材としてはかって得られたこ
とのない大きな板厚の非晶質合金で、その回折強度は従
来の50pm板厚のそれより低く20〜30#Lffl
厚のそれと同等である。即ち冷却速度に依存する非晶質
化度が大きな板厚であるにもかかわらず、従来の薄い薄
帯と同じ程度であることを示している。それにともない
機械的性質は厚いにもかかわらず非晶質合金特有の強靭
性を保持している。
実施例2 実施例1と同じ製造装置を用いて、組成Feg6Mo 
4 B12C4の合金を第2図(a)と同じ4重ノズル
を用いて製造した。製造条件はロール周速12IIl/
SeC,ロールとノズル面との間隔0.2mm、噴出圧
は1沈圧0.1.kg/c+a2.2成用0.25kg
/c+nLで実施例1と同様に鋳造を開始し、1秒後に
1次圧から2次圧に切り換えた。2次圧切り換え後に作
製さ−れた薄帯の板厚9曲げ破壊歪とX線回折比強度(
結晶化率)を第1表に示した。本実施例の薄帯も従来の
材料より板厚が大きくかつ非晶質化度が薄手材(〜30
μm)と同等に高い。
実施例3 Cu合金製で直径1000mmφの冷却ロールをいる単
ロール法によって、組成Feto、cS ig、r B
12 C1の合金を第2図(b)に示すような5重のス
ロットノズル(幅do、4m+++、長さQ50mm、
間隔a 1 mm)を有するノズルを用いて薄帯に鋳造
した。さらに鋳造中、湯溜り(パドル)近傍は加湿雰囲
気とし、パドルから引き出された直後の薄帯自由面に気
水噴霧することにより凝固後の冷却速度を高める手段を
講じた。製造条件はロール周速12m/sec。
0−ルとノズル面との間隔0.2mm、噴出圧は1成用
0.1 kg/cmL、 2成用0.25kg/cm”
 テ鋳造を開始し、2秒後に1次圧から2次圧に切り換
えた。2次圧切り換え後に作製された薄帯の板厚、破壊
強度およびX線回折比強度をそれぞれ第1表に示した。
第  1  表 (発明の効果) 以上説明したように本発明のFe基非晶質合金薄帯は板
厚が大きく、かつ曲げ破壊歪が大きいなど機械的性質が
すぐれており、しかも表面性状も良いので従来材に比べ
、用途、適用範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明非晶質合金薄帯と従来材における板厚と
破壊歪の関係を示す説明図、第2図は本発明薄帯を製造
するための装置に使用するノズルの実例を示す説明図、
第3図は結晶化率を模式的に表わした説明図、第4図は
本発明材(板厚100Ij、m)と従来材(板厚30p
LIl)のX線回折強度を比較して示す説明図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)片面冷却法によって作製された板厚が85μm以
    上、かつ板幅が20mm以上である板厚の大きなFe基
    非晶質合金薄帯。
  2. (2)片面冷却法によって作製された板厚が85μm以
    上、板幅が20mm以上であり、急冷ままの薄帯につい
    て自由面を外側にした破壊歪が0.01以上である板厚
    の大きなFe基非晶質合金薄帯。
  3. (3)片面冷却法によって作製された板厚が85μm以
    上、板幅が20mm以上であり、急冷ままの薄帯につい
    て結晶の存在率が1%未満であることを特徴とする板厚
    の大きなFe基非晶質合金薄帯。
JP15406284A 1984-07-26 1984-07-26 板厚の大きなFe基非晶質合金薄帯 Pending JPS6133740A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60177936A (ja) * 1984-02-25 1985-09-11 Nippon Steel Corp 板厚の大きなFe基非晶質合金薄帯
JPS60255243A (ja) * 1984-05-31 1985-12-16 Nippon Steel Corp 板厚が大きくかつ強靭なFe基非晶質合金薄帯

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60177936A (ja) * 1984-02-25 1985-09-11 Nippon Steel Corp 板厚の大きなFe基非晶質合金薄帯
JPS60255243A (ja) * 1984-05-31 1985-12-16 Nippon Steel Corp 板厚が大きくかつ強靭なFe基非晶質合金薄帯

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