JPS6213555A - 非晶質金属細線 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、　Ｆｅ系非晶質合金が有する靭性、疲労特性
の優れた性質を維持しながら、脆性破壊が生じない断面
が円形な非晶質金属細線に関するものである。

（従来の技術） 通常の金属は、固体状態では結晶状態であるが。

ある特殊な条件（合金組成、急冷凝固）下では。

固体状態でも液体に類似した結晶構造をもたない原子構
造が得られ、このような金属又は合金を非晶質合金と言
っている。この非晶質合金は９合金を構成している元素
の種類、量を適当に選定することにより、従来の実用結
晶質会合材料に比べて。

化学的、電磁気的、物理的９機械的性質等が優れ。

電気部品、電磁気材料、複合材等の種々の分野で実用化
される可能性が強い、特に疲労特性、靭性に優れた非晶
質合金に関しては特開昭５６−１６３２４３号公報や特
開昭５９−４１４５０号公報に記載されているように、
　Ｆｅ−Ｃｒ−Ｐ−Ｃ合金があげられる。

この靭性、疲労特性に優れている事は、タイヤ。

コンクリート等の補強材として有用な素材であるが、タ
イヤ、コンクリート等の補強材として使用する為には、
断面が円形な細線状の形状で靭性をより向上させる必要
があり、また２０〜３０μｍΦの極細線で使用する必要
もある。そのため、１２０〜１３０μ麟Φの非晶質金属
細線を２０〜３０μ−Φの極細線にする伸線作業が必要
であった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のＦｅ−Ｃｒ−Ｐ−Ｃの合金組成か
らなる非晶質金属細線は、伸線後緩い曲げに対して短時
間で切断する脆性破壊の現象が生じる欠点があった。そ
のため、これをタイヤ、コンクリート等の補強材として
使用した場合、短期間のうちにタイヤ等の中で脆性破壊
が生じるため。

補強材としては不適当であった。しかも伸線加工する場
合、少なくともｌｏｍの長さを有することが必要であっ
たが、従来のＦｅ−Ｃｒ−Ｐ−Ｃの合金組成からなる非
晶質金属細線は、急冷凝固の長さが１０ｃｍ〜３ｍ程度
の長さしか得られず、これを溶接等で接続しているのが
現状である。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明者らは、これらの現状に鑑み、　Ｆｅ系非
晶質合金が有する靭性及び疲労特性の優れた性質を維持
しながら、脆性破壊の生じない断面が円形な非晶質金属
細線を提供することを目的として鋭意研究した結果、特
定の組成からなるＦｅ−Ｃｒ−Ｐ−Ｃ系合金に特定量の
Ｓｉを添加すると。

上記の目的が達成されることを見い出し１本発明を完成
した。

すなわち１本発明は、Ｃｒが３〜１０原子％で。

Ｐが１３．５〜１７原子％で、Ｃが３〜１０原子％で。

Ｓｉが１〜５原子％で、残部が実質的にＦｅよりなり、
脆性破壊が生じない断面が円形な非晶質金属細線である
。

本発明の細線について説明すると、Ｃｒの含有量は３〜
１０原子％であることが必要で、Ｃｒが３原子％未満で
は疲労特性が低下し、またＣｒがｌＯ原子を超えると、
Ｃｒの酸化等により少なくとも１０ｍの長さを有する連
続した細線の製造が困難になる。また、Ｐの含有量は１
３．５〜１７原子％、Ｃの含有量は、３〜１０原子％で
あることが必要で、この組成内では脆性破壊は生じない
。さらにＳｔの含有量は１〜５原子％であることが必要
で、Ｓｉの添加量の連続性に対する効果は１原子％未満
では見られず、また５原子％を超えると。

１８０°密着曲げができず、靭性が悪くなる。特にＰと
Ｃｐｓ　ｉの和が１９〜２５原子％であることが非晶質
形成能の高い合金を得ることができるので好ましい。

さらに上記組成にＭＯを０．５〜５原子％添加すると、
耐食性が向上する。また残部は実質的にＦｅよりなるが
９通常の工業材料中に存在する程度の不純物が含まれて
いてもよい。

本発明の細線を製造するのには、前記合金組成を用い、
製造法として特に好ましい回転液中紡糸法により急冷固
化さればよい。回転液中紡糸法としては、特開昭５６−
１６５０１６号公報に記載されているように１回転ドラ
ムの中に水を入れ、遠心力でドラム内壁に水膜を形成さ
せ、この水膜中に溶融した合金を紡糸ノズルより噴出し
１円形断面を有する細線を得る方法があげられる。特に
、均一な連続細線を得るには２回転ドラムの周速度を紡
糸ノズルより噴出される溶融金属流の速度を同速にする
か又はそれ以上にすることが望まれ、特に回転ドラムの
周速度を紡糸ノズルより噴出される溶融金属流とドラム
内壁に形成された水膜との角度は２０″以上が好ましい
。

本発明の細線は、６０％以上、好ましくは８０％以上、
特に好ましくは９０％以上の真円度を有し、線径斑が４
％以下の均一な形状を有する細線である。

（実施例） 次に本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施例１〜７．比較例１〜８ 表−１に示す各種組成よりなるＦｅ−Ｃｒ−Ｐ−Ｃ−Ｓ
ｔ系合金を溶湯状態から紡糸ノズルを通して噴出させ、
線径０．１３　ｍｍ中の非晶質金属細線を得た。このと
きの紡糸ノズル内はアルゴンガス雰囲気で、アルゴンガ
ス噴出圧は４．５ｋｇ／ｃｊ、紡糸ノズル先端の石英製
ノズルピースの孔径は０．１３關Φであった。また、溶
湯が噴出される回転ドラムの回転数は３２０ｒｐｍ、ド
ラＬ径５００ｎｕａΦ、冷却液は約４℃の水であった。

さらに溶融金属流の噴出速度は約４２０ｍ／分であり、
紡糸ノズル先端と水面との間の距離は約１　ｍｍ、噴出
された溶融金属流とドラム内壁の冷却用水膜とのなす角
は８０６であった。

得られた急冷凝固非晶質細線の連続性、脆性破壊、疲労
特性として疲労限、１８０’密着曲げ性及び品質（真円
度）について測定し、その結果を表−１にまとめて示す
。ここで、真円度として連続した細線の長さ方向に１０
点選び、その各点の断面の長径（Ｒ）と短径（ｒ）との
比ｒ／Ｒｘ　１００（Ｘ）の平均値で求めたものである
。

また、連続性、脆性破壊及び疲労限の各特性は次のよう
にして評価した。

（１）　　連続性 合金量をＩｇとし、その合金全量を石英製紡糸ノズルで
溶解した後、ノズルから噴き出し、　２０回の吹き出し
回数で、１０ｍ以上の連続細線が何本得られたかで示し
た。

（２）脆性破壊 温度２０℃、相対湿度６５％の大気中で。

１３０μｍΦから１０μｍΦピッチを有するダイヤモン
ドダイスで１００μｍφに伸線した細線を歪率１．６％
になるように、外径６．３＋ｓ＋ｍΦ前後の石英ガラス
に５０ｇの荷重をかけて巻きつけ。

切断する時間の平均値をサンプル数５本で測定した。

ψは、３０日間のテスト期間中切断しなかった事を示す
。

（３）疲労限 疲労限は、屈曲疲労試験機（一方向の繰り返し曲げ試験
機）を用い、　　４ｋｇ／ｍ＋”の一定荷重で、一定す
イクル数１００回／分のもとで、プーリー径を変更して
、試料の表面歪を調整して。

Ｓ−Ｎ曲線（試料表面歪を縦軸に、操り返し数Ｎを横軸
）を求め、Ｓ−Ｎ曲線が水平になるところの試料表面歪
をこの試料の疲労限とした。

又試料表面歪は次式より求めた。

表１より、明らかなごと＜、１８０　°密着曲げ（靭性
）及び疲労限（疲労特性）を低下させずに少なくとも１
０ｍの長さを有し、脆性破壊が生じない断面が円形な非
晶質金属細線が得られた。すなわち、Ｓｉが無添加であ
る場合は、１０ｍ以上の連続線は得られず、１０ｃｍ〜
３ｍ程度の短線しか得ることができず、脆性破壊に関し
ては比較例１〜８に示すような合金組成では短時間に切
断した。

（発明の効果） 本発明の細線は、　Ｆｅ系非晶質合金が有する靭性及び
疲労特性の優れた性質を維持しながら、脆性破壊が生じ
ないという優れた性質を有しているので、タイヤ、コン
クリート等の複合材として長期間使用することができる
。しかも、溶接等の手段を用いずに少なくとも１０ｍの
長さを有する連ｖｔｖＡであるため、伸線作業を効率良
く行うことができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃｒが３〜１０原子％で、Ｐが１３．５〜１７原
   子％で、Ｃが３〜１０原子％で、Ｓｉが１〜５原子％で
   、残部が実質的にＦｅよりなり、脆性破壊が生じない断
   面が円形な非晶質金属細線。
2. （２）少なくとも１０ｍの長さを有する特許請求の範囲
   第１項記載の非晶質金属細線。