JPS6234817B2 - - Google Patents

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JPS6234817B2
JPS6234817B2 JP58124100A JP12410083A JPS6234817B2 JP S6234817 B2 JPS6234817 B2 JP S6234817B2 JP 58124100 A JP58124100 A JP 58124100A JP 12410083 A JP12410083 A JP 12410083A JP S6234817 B2 JPS6234817 B2 JP S6234817B2
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JP
Japan
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alloy
phase
ultra
dispersed
producing
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JP58124100A
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Japanese (ja)
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JPS6017028A (en
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Hiroshi Kimura
Takeshi Masumoto
Masayoshi Hasegawa
Koichi Mukasa
Teruhiro Makino
Tadashi Sasaki
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ARUPUSU DENKI KK
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ARUPUSU DENKI KK
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Publication of JPS6234817B2 publication Critical patent/JPS6234817B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/20Measures not previously mentioned for influencing the grain structure or texture; Selection of compositions therefor
    • 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
    • B22D11/064Accessories therefor for supplying molten metal

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超急冷合金マトリツクス中に、第2
相粒子を分散させ超急冷合金と第2相粒子それぞ
れの機能特性を相補した新規な複合材料である第
2相粒子分散型超急冷合金の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides that a second
The present invention relates to a method for producing a second phase particle dispersed super rapidly solidified alloy, which is a novel composite material in which phase particles are dispersed to complement the functional properties of the super rapidly solidified alloy and the second phase particles.

近年、金属材料に要求される機能、性能はより
厳格で多岐にわたるようになつてきている。この
要求に応える方法の1つとして材料の複合化が検
討されている。
In recent years, the functions and performances required of metal materials have become more stringent and diverse. Composites of materials are being considered as one way to meet this demand.

複合材料として現在さかんに検討されているも
のに、第2相粒子と金属合金相の組合せによる粒
子分散複合材料がある。たとえば摺動材料として
のCu―C,Fe―BNなど、超硬合金としてのWC
―Co,WC―TiC―Coなどである。これらはいず
れも粉末治金法により作成されているため材料自
体多孔質になりやすく、材料形状にも大きな制約
がある。粉末治金法によれば第2相粒子の3次元
的均一分散が得られるが、その複合材料中に孔が
存在しがちであるという欠点がある。又このよう
な孔がほとんど存在しない溶製法においては、逆
に第2相粒子が溶融金属中に均一に分散せず多く
の場合表面に浮上し分離して、2層に分かれた材
料ができ、機械的応力に弱くなつてしまうこの欠
点を解決するため各種の方法などが検討されてい
るが、十分ではなかつた。従つて従来の製法によ
つて得られた複合材料は機械的応力に対してもろ
い欠点を有していた。
Particle-dispersed composite materials based on a combination of second phase particles and metal alloy phases are currently being actively studied as composite materials. For example, Cu-C, Fe-BN as sliding materials, WC as cemented carbide
-Co, WC-TiC-Co, etc. Since these materials are all made using powder metallurgy, the materials themselves tend to be porous, and there are significant restrictions on the shape of the materials. Powder metallurgy methods provide a three-dimensional homogeneous dispersion of second phase particles, but have the disadvantage that pores tend to exist in the composite. In addition, in melting methods in which there are almost no such pores, on the contrary, the second phase particles are not uniformly dispersed in the molten metal, but often float to the surface and separate, resulting in a material separated into two layers. Various methods have been studied to solve this drawback of being susceptible to mechanical stress, but none have been sufficient. Therefore, composite materials obtained by conventional manufacturing methods have the disadvantage of being brittle against mechanical stress.

一方、近年、非晶質合金あるいは一部の結晶質
合金の薄帯を製作する方法として、液体急冷法が
盛んに研究されている。この方法によつて得られ
た超急冷合金は機械強度や磁気的に優れた性質を
示し、各方面での実用化が検討されている。とこ
ろで今後より広い分野での実用化を実現するため
には、前述したように材料に要求される機能、性
質はさらに多岐にわたるようになる。これらの要
求を満足する有効な方法として、超急冷合金薄帯
中に第2相粒子を分散して、機能、性質の複合化
を図ることが考えられる。
On the other hand, in recent years, the liquid quenching method has been actively researched as a method for producing ribbons of amorphous alloys or some crystalline alloys. The ultra-quenched alloy obtained by this method exhibits excellent mechanical strength and magnetic properties, and its practical application in various fields is being considered. However, in order to realize practical application in a wider range of fields in the future, the functions and properties required of materials will become even more diverse, as described above. As an effective method to satisfy these requirements, it is considered that second phase particles are dispersed in the ultra-quenched alloy ribbon to achieve composite functions and properties.

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、多岐にわたつて優れた
機能、性質を兼ね備える第2相粒子分散型超急冷
合金の製造方法を提供するにある。
The present invention was made in view of these points,
The purpose is to provide a method for manufacturing a second phase particle dispersed ultra-quenched alloy that has a wide variety of excellent functions and properties.

この目的を達成するため、本発明は、非晶質、
結晶質、又はそれらの混合相からなる超急冷合金
マトリツクス中に、第2相粒子を少なくとも1種
3次元的に均一分散させてなる第2相粒子分散型
超急冷合金の製造方法において、前記超急冷合金
マトリツクスを構成する合金母材を加熱溶融した
のち、その合金母材が擬固する前に、不活性ガス
からなる噴射媒体とともに前記第2相粒子を前記
合金母材に対して噴射分散せしめ、その後冷却し
て第2相粒子を含有したインゴツトをつくり、こ
のインゴツトを第2相粒子が溶解しない程度に再
溶融したのち超急冷擬固させて、超急冷合金マト
リツクス中に第2相粒子を3次元的に均一に分散
させたことを特徴とするものである。
To achieve this objective, the present invention provides amorphous,
A method for producing a second phase particle-dispersed super rapidly solidified alloy comprising at least one kind of second phase particles uniformly dispersed three-dimensionally in a super rapidly solidified alloy matrix consisting of a crystalline or a mixed phase thereof, After heating and melting the alloy base material constituting the rapidly solidified alloy matrix, and before the alloy base material is pseudo-solidified, the second phase particles are sprayed and dispersed onto the alloy base material together with an injection medium made of an inert gas. The ingot is then cooled to form an ingot containing second phase particles, and this ingot is remelted to such an extent that the second phase particles do not dissolve, and then ultra-quenched and pseudo-solidified to form the second phase particles in the ultra-quenched alloy matrix. It is characterized by being uniformly dispersed in three dimensions.

第1図および第2図は本発明に係る第2相粒子
分散型超急冷合金の製造方法を説明するための原
理説明図で、第1図はインゴツトを作る工程を説
明するための図、第2図はそのインゴツトを溶融
して超急冷合金のリボンを作る工程を説明するた
めの図である。
1 and 2 are principle explanatory diagrams for explaining the manufacturing method of the second phase particle dispersed ultra-quenched alloy according to the present invention. FIG. 1 is a diagram for explaining the process of making an ingot, Figure 2 is a diagram for explaining the process of melting the ingot to make a ribbon of ultra-quenched alloy.

第1図において、超急冷合金マトリツクスを構
成する合金母材1は、高周波溶解炉2によつて溶
融され、それがインゴツトの鋳型3に注入され
る。一方、第2相粒子4はプラズマ溶射用給粉器
5により、鋳型3に注入される途中の溶融合金母
材1に対して強制的に噴射添加され、そのまま冷
却擬固されて第2相粒子4を均一に分散保持した
インゴツトが得られる。第2相粒子4の噴射分散
には、ボンベ6中に充填されているアルゴンガス
などの不活性ガスからなる噴射媒体が用いられ
る。
In FIG. 1, an alloy base material 1 constituting an ultra-quenched alloy matrix is melted in a high frequency melting furnace 2, and then poured into an ingot mold 3. On the other hand, the second phase particles 4 are forcibly injected into the molten alloy base material 1 while being injected into the mold 3 by a plasma spray powder feeder 5, and are cooled and pseudo-solidified to form the second phase particles. An ingot in which 4 is uniformly dispersed and held is obtained. For spraying and dispersing the second phase particles 4, a spraying medium made of an inert gas such as argon gas, which is filled in a cylinder 6, is used.

噴射分散時における合金母材1の変質を避ける
ためには、噴射媒体としてアルゴンなどの不活性
ガスが好ましい。第2相粒子4を供給する給粉器
としては、常に均一に第2相粒子4が供給できる
こと、噴射圧などの噴射条件が比較的簡単に調整
できること、ならびにノズルの耐熱性が優れてい
ることなどからプラズマ溶射用給粉器が好適であ
る。
In order to avoid deterioration of the alloy base material 1 during injection dispersion, an inert gas such as argon is preferably used as the injection medium. As a powder feeder for supplying the second phase particles 4, the second phase particles 4 must be able to be supplied uniformly at all times, injection conditions such as injection pressure can be adjusted relatively easily, and the nozzle must have excellent heat resistance. For these reasons, a powder feeder for plasma spraying is suitable.

超急冷法には、リボン状の合金を作成するため
の単ロール法、双ロール法ならびに遠心法などが
あり、またワイヤー状の合金を作成するための水
流中紡糸法、回転液中紡糸法ならびにガラス被覆
紡糸法などがある。これらの超急冷法は合金組成
の選択あるいは急冷速度などの急冷条件を制御す
ることにより、非晶質相、非平衡結晶質層などの
平衡状態図にない準安定物質、あるいは平衡結晶
質相などが得られる。
Ultra-quenching methods include single-roll, twin-roll, and centrifugal methods for producing ribbon-shaped alloys, as well as water-spinning, spinning-spinning, and spinning-spinning methods for producing wire-shaped alloys. Examples include glass-coated spinning methods. These ultra-quenching methods can produce metastable materials that are not in the equilibrium phase diagram, such as amorphous phases, non-equilibrium crystalline layers, or equilibrium crystalline phases, by controlling quenching conditions such as selection of alloy composition or quenching rate. is obtained.

第2図は、双ロール法による超急冷合金の製造
工程を示している。下端に小孔を有する石英ガラ
ス製の耐熱管7中に、前述の第2相粒子を均一分
散させたインゴツト8が入れられ、管内がアルゴ
ンガスなどの不活性ガス9で十分に置換される。
耐熱管7の外周に高周波溶解炉10が設置されて
おり、インゴツト8がこの溶解炉10によつて第
2相粒子ば溶解しない程度に再溶融される。その
後ピストン11を操作させて耐熱管7の下端ノズ
ル部を高速回転している2つのロール12,12
の接合部に可能な限り接近させ、耐熱管7内のガ
ス圧を急激に増加させる。再溶融したインゴツト
8は圧力上昇により、徐々にノズル部から一様な
連続噴流としてロール12,12の接合部に供給
される。ロール12,12は高速で回転している
とともに常に圧接されているから、噴出されると
瞬時に超急冷擬固されて、連続したリボン13が
得られる。
FIG. 2 shows the manufacturing process of super-quenched alloy by the twin roll method. The ingot 8 having the second phase particles uniformly dispersed therein is placed in a heat-resistant tube 7 made of quartz glass having a small hole at the lower end, and the inside of the tube is sufficiently replaced with an inert gas 9 such as argon gas.
A high frequency melting furnace 10 is installed around the outer periphery of the heat-resistant tube 7, and the ingot 8 is remelted by the melting furnace 10 to such an extent that the second phase particles are not melted. After that, the two rolls 12, 12 are rotated at high speed by operating the piston 11 to rotate the lower end nozzle part of the heat-resistant tube 7.
The gas pressure inside the heat-resistant tube 7 is rapidly increased. As the pressure increases, the remelted ingot 8 is gradually supplied from the nozzle portion as a uniform continuous jet to the joint portion of the rolls 12, 12. Since the rolls 12, 12 are rotating at high speed and are always in pressure contact, when ejected, they are instantaneously super-quenched and pseudo-solidified to obtain a continuous ribbon 13.

第3図はこのリボン13の拡大断面図で、非晶
質、結晶質、又はそれらの混合相からなる超急冷
合金マトリツクス14中に、第2相粒子4が3次
元的に均一分散されている。リボン13の厚さお
よび幅は、ロール12の周速度ならびに圧接力、
溶融物の温度ならびに噴出速度などを可変するこ
とによつて調整できる。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of this ribbon 13, in which second phase particles 4 are uniformly dispersed three-dimensionally in a super-quenched alloy matrix 14 made of an amorphous, crystalline, or mixed phase thereof. . The thickness and width of the ribbon 13 are determined by the circumferential speed and pressure of the roll 12,
It can be adjusted by varying the temperature and ejection speed of the melt.

第2図を用いて説明した双ロール法は、得られ
るリボン13の厚さが均一で、表面粗さが小さ
く、しかも比較的厚手のものも容易に得られるな
どの利点を有している。一方、溶融合金母材を高
速回転している1つのロール周面に噴出し、超急
冷固化させて、第2相粒子分散型超急冷合金を得
る単ロール法では、比較的幅広で薄膜状のものが
得られ易いという利点を有している。
The twin roll method explained using FIG. 2 has the advantage that the thickness of the obtained ribbon 13 is uniform, the surface roughness is small, and relatively thick ribbons can be easily obtained. On the other hand, in the single-roll method, a molten alloy base material is jetted onto the circumferential surface of one roll rotating at high speed, and is ultra-quenched and solidified to obtain a second-phase particle-dispersed ultra-quenched alloy. It has the advantage of being easy to obtain.

なお、前述の例ではノズル(小孔)を有する耐
熱管7を用いたが、耐熱管の下部の形状を扁平形
にして、スリツト状の噴出開口部を設けたもので
もよい。
In the above example, the heat-resistant tube 7 having a nozzle (small hole) was used, but the lower part of the heat-resistant tube may have a flat shape and be provided with a slit-shaped ejection opening.

本発明において合金母材としては、例えばコバ
ルトを主成分とするコバルト―鉄合金などのコバ
ルト系合金、鉄を主成分とする鉄―ケイ素―ホウ
素合金や鉄―モリブデン合金などの鉄系合金、ニ
ツケルを主成分とするニツケル―ケイ素―ホウ素
合金などのニツケル系合金、あるいは銅―ジルコ
ニウム合金、ジルコニウム―ニオブ合金などの各
種系の合金が用いられる。
In the present invention, alloy base materials include, for example, cobalt-based alloys such as cobalt-iron alloys containing cobalt as a main component, iron-based alloys such as iron-silicon-boron alloys and iron-molybdenum alloys containing iron as a main component, and nickel alloys. Nickel-based alloys such as nickel-silicon-boron alloys whose main components are nickel-silicon-boron alloys, or various alloys such as copper-zirconium alloys and zirconium-niobium alloys are used.

本発明において第2相粒子としては、例えば
C,WC,TiC,NbCなどの炭素または炭化物、
NbN,TaNなどの窒化物、MgO,ZrO2,Y2O3
WO3,ThO2,Al2O,Fe2O3,ZnO,SiO2などの
酸化物、BNなどのホウ化物、SiCなどのシリケイ
ト、Ti,Fe,Mo,Wなどの金属などが用いられ
る。
In the present invention, the second phase particles include carbon or carbide such as C, WC, TiC, NbC, etc.
Nitrides such as NbN and TaN, MgO, ZrO 2 , Y 2 O 3 ,
Oxides such as WO 3 , ThO 2 , Al 2 O, Fe 2 O 3 , ZnO, and SiO 2 , borides such as BN, silicates such as SiC, and metals such as Ti, Fe, Mo, and W are used.

本発明者らは、超急冷合金マトリツクスを構成
する合金母材のインゴツトを作る際、あるいはそ
のインゴツトを液体急冷のために再溶融する際
に、噴射分散法を用いず第2相粒子を溶融状態の
合金母材中に添加し、しかるのち超急冷して合金
マトリツクス中に第2相粒子を3次元的に分散し
たものが、諸種の優れた特性を有することを見出
した。
The present inventors have discovered that when producing an ingot of the alloy base material constituting the ultra-quenched alloy matrix, or when remelting the ingot for liquid quenching, the second phase particles are kept in a molten state without using the injection dispersion method. It has been found that a material in which the second phase particles are added to the alloy matrix and then ultra-quenched to three-dimensionally disperse the second phase particles in the alloy matrix has various excellent properties.

ところがこの方法では、用いられる第2相粒子
の種類や分散し得る量に制限がある。特に第2相
粒子が金属酸化物の場合は、鉄、コバルトならび
にニツケルなどの金属溶融体に対する濡れ性が悪
く、極めて少量しか分散せず、又、表面層のみに
分散しがちで、3次元的に分散しない。従つて耐
摩耗性などの機械的性質やその他の性質の向上、
改善には限度がある。
However, in this method, there are limitations on the type of second phase particles used and the amount that can be dispersed. In particular, when the second phase particles are metal oxides, they have poor wettability with molten metals such as iron, cobalt, and nickel, and are dispersed in very small amounts, and tend to be dispersed only in the surface layer, resulting in three-dimensional not dispersed into Therefore, improvements in mechanical properties such as wear resistance and other properties,
There are limits to improvement.

この点本発明のように合金母材のインゴツトを
作る際、噴射分散法を用いて第2相粒子を溶融状
態の合金母材中に強制的に添加、分散せしめるこ
とにより、合金母材に対する濡れ性の悪い第2相
粒子でも3次元的に均一に分散され、材料の性
質、機能の向上に大きく関与する。
In this regard, when making an ingot of the alloy base material as in the present invention, the injection dispersion method is used to forcibly add and disperse the second phase particles into the molten alloy base material, thereby increasing the wettability of the alloy base material. Even second phase particles with poor properties are uniformly dispersed three-dimensionally, which greatly contributes to improving the properties and functions of the material.

次に本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.

実例例 1 (Co70.5Fe4.5Si15B1099.5(WC)0.5 (Co70.5Fe4.5Si15B1099(WC)1 (Co70.5Fe4.5Si15B1097(WC)3 (Co70.5Fe4.5Si15B1095(WC)5 (Co70.5Fe4.5Si15B1090(WC)10 なる第2相粒子分散型超急冷合金を双ロール法に
より作成した。上記の組成式中左( )中に超急
冷合金の組成を示し、それの各元素右下の数字は
原子%を示し、組成式中右( )中に第2相粒子
構成物を示す。両( )の右下の数字はそれぞれ
の体積%を表わしている。他の実施例もこれと同
じ表示方法を用いる。
Example 1 (Co 70.5 Fe 4.5 Si 15 B 10 ) 99.5 (WC) 0.5 (Co 70.5 Fe 4.5 Si 15 B 10 ) 99 ( WC ) 1 ( Co 70.5 Fe 4.5 Si 15 B 10 ) 97 (WC) 3 (Co 70. 5 Fe 4. 5 Si 15 B 10 ) 95 (WC) 5 (Co 70. 5 Fe 4. 5 Si 15 B 10 ) 90 (WC ) A second-phase particle-dispersed super-quenched alloy named 10 was prepared by the twin-roll method. The composition of the ultra-rapidly solidified alloy is shown in parentheses on the left in the above compositional formula, the numbers at the bottom right of each element indicate atomic %, and the second phase particle constituents are shown in parentheses on the right in the compositional formula. The numbers at the bottom right of both parentheses represent the respective volume %. Other embodiments also use this same display method.

次に具体的な作成手順について説明する。まず
所望の超急冷合金の組成を得るべく構成金属
Co,Fe,Si,BをCo420.9g,Fe25.5g,Si42.7
g,B11.0gとなるようにそれぞれ秤量し、これ
らを真空高周波溶解炉2(第1図参照)で互に溶
融せしめて、溶融状態の合金母材1をつくる。こ
の合金母材1は、溶融後に鋳型3に注入される。
Next, the specific creation procedure will be explained. First, in order to obtain the composition of the desired ultra-quenched alloy, the constituent metals are
Co, Fe, Si, B Co420.9g, Fe25.5g, Si42.7
g and B11.0 g, respectively, and melt them together in a vacuum high-frequency melting furnace 2 (see Fig. 1) to produce a molten alloy base material 1. This alloy base material 1 is poured into a mold 3 after being melted.

一方、平均粒径が1μmのWC微粉末(第2相
粒子4が予めプラズマ溶射用給粉器5に充填され
ており、ボンベ6からの高圧アルゴンガスによつ
て、前記合金母材1の鋳型注入流に向けて噴射さ
れる。なお、WC微粉末の噴射量は、合金母材1
に対して前述の組成式に示される体積%になるよ
うに給粉器5によつて調整される。なお、鋳型3
に注入されるきの合金母材1の温度は、それの溶
融状態を保ち、しかも第2相粒子であるWC微粉
末は溶融しない温度、すなわち約1200℃になるよ
うに調整されている。溶融状態にある合金母材1
の鋳型注入流に向けて強制的に噴射されたWC微
粉末は、合金母材1中で塊とならず個々に微細化
した状態で分散され、しかも相互の粒子間隔が短
い、このように粗大化するとなく、微細化した状
態で分散されたWC微粉末は合金母材1中での浮
上速度が遅く、従つて合金母材1が鋳型3中で凝
固するときに偏析するようなことがなく、分散状
態が安定している。このようなことから、WC微
粉末が均一分散したCo―Fe―Si―B系合金から
なるインゴツト8を得る。
On the other hand, WC fine powder (second phase particles 4 with an average particle size of 1 μm) is filled in advance in a powder feeder 5 for plasma spraying, and high-pressure argon gas from a cylinder 6 is used to mold the alloy base material 1 into a mold. It is injected towards the injection flow.The injection amount of WC fine powder is
The powder feeder 5 adjusts the volume % shown in the above-mentioned compositional formula. In addition, mold 3
The temperature of the alloy base material 1 injected into the alloy is adjusted to maintain its molten state and at a temperature at which the second phase particles, WC fine powder, do not melt, that is, approximately 1200°C. Alloy base material 1 in molten state
The WC fine powder that is forcibly injected toward the mold injection flow is dispersed in the alloy base material 1 in a finely divided state without forming lumps, and the distance between the particles is short. The WC fine powder dispersed in a fine state has a slow floating speed in the alloy base material 1, and therefore does not segregate when the alloy base material 1 solidifies in the mold 3. , the dispersion state is stable. As a result, an ingot 8 made of a Co--Fe--Si--B alloy in which WC fine powder is uniformly dispersed is obtained.

次にこのインゴツト8は第2図に示すように石
英ガラス製の耐熱管7の中に入れられ、管内をア
ルゴンガス9で十分置換し、その後高周波溶解炉
10でインゴツト8を溶融する。このときもWC
微粉末が溶解しない程度、すなわち1200℃に保持
される。次にピストン11を作動させて耐熱管7
の下端ノズル部を高速回転している2つのローラ
12,12の接合部に可能な限り接近させ、耐熱
管7内のアルゴンガス圧を急激に高め、徐々にノ
ズル部から一様な連続噴流としてロール12,1
2の接合部に供給される。ロール12,12は高
速回転しているとともに常に圧接されており、噴
出されると瞬時に超急冷凝固されて幅4mm、厚さ
30μm、長さ5mのリボン13を得た。
Next, this ingot 8 is placed in a heat-resistant tube 7 made of quartz glass as shown in FIG. 2, the inside of the tube is sufficiently replaced with argon gas 9, and then the ingot 8 is melted in a high frequency melting furnace 10. At this time also WC
It is maintained at a temperature of 1200°C, which is such that the fine powder does not dissolve. Next, actuate the piston 11 to
The lower end nozzle portion is brought as close as possible to the joint between the two rollers 12, 12 rotating at high speed, and the argon gas pressure within the heat-resistant tube 7 is rapidly increased, gradually forming a uniform continuous jet from the nozzle portion. roll 12,1
2 joints. The rolls 12, 12 are rotating at high speed and are constantly in pressure contact, and when ejected, they are instantly solidified by ultra-rapid cooling to a width of 4 mm and a thickness of 4 mm.
A ribbon 13 of 30 μm and 5 m in length was obtained.

このリボンの表面ならびに厚さ方向の切断面を
走査型電子顕微鏡で観察したところ、WC微粉末
が超急冷合金マトリツクス中に短い粒子間隔で、
WC微粉末が互に集合して阻大化することなく
個々に微粒子のまま均一に分散しており、孔が全
く存在していない。このことからWC微粉末は合
金マトリツクス中において3次元的に均一に分散
していることが確認できた。またこの超急冷合金
マトリツクス合金は、X線回折により、非晶質で
あることを確認した。
When the surface and the cross section in the thickness direction of this ribbon were observed using a scanning electron microscope, it was found that WC fine powder was present in the ultra-quenched alloy matrix with short particle spacing.
The WC fine powders do not aggregate and become bulky, but are uniformly dispersed as individual fine particles, and there are no pores at all. This confirmed that the WC fine powder was uniformly dispersed three-dimensionally in the alloy matrix. Furthermore, it was confirmed by X-ray diffraction that this ultra-quenched alloy matrix alloy was amorphous.

この実施例1によつて得られた。 Obtained according to this Example 1.

(Co70.5Fe4.5Si15B1099(WC)1、の材料と、噴
射分散法を用いないで第2相粒子を超急冷合金マ
トリツクス合金に3次元的に分散せしめた同一組
成の材料とをそれぞれコア材として用いて、磁気
ヘツドを組立てる。これら各磁気ヘツドを試験温
度20℃、湿度50%の条件下で市販磁気テープによ
る走行試験を行ない、その結果を第4図に示す。
図中の直線Aは本発明の実施例に係る材料を用い
たもの、直線Bは噴射分散法を適用しない材料を
用いたものの特性線で、この図から本発明の実施
例に係るものは耐摩耗性に優れていることが分か
る。
( Co 70 . 5 Fe 4 . A magnetic head is assembled using each of the materials of the composition as a core material. Each of these magnetic heads was subjected to a running test using a commercially available magnetic tape at a test temperature of 20 DEG C. and a humidity of 50%, and the results are shown in FIG.
The straight line A in the figure is the characteristic line for the material according to the embodiment of the present invention, and the straight line B is the characteristic line for the material for which the injection dispersion method is not applied. It can be seen that it has excellent abrasion resistance.

実施例 2 (Ni78Si10B1297(WC)3 (Ni78Si10B1292(WC)8 (Ni78Si10B1282(WC)18 なる第2相粒子分散型超急冷合金を単ロール法で
作成した。
Example 2 Second phase particle-dispersed superstructure of (Ni 78 Si 10 B 12 ) 97 (WC) 3 (Ni 78 Si 10 B 12 ) 92 (WC) 8 (Ni 78 Si 10 B 12 ) 82 (WC) 18 Rapidly solidified alloys were prepared using a single roll method.

次に具体的な作成手順について説明する。ま
ず、所望の超急冷合金の組成を得るべき構成金属
Ni,Si,BをNi459g、Si28g、B13gとなるよ
うにそれぞれ秤量し、これらを真空高周波溶解炉
2で溶融して合金母材1をつくり、しかるのち鋳
型3に注入される。
Next, the specific creation procedure will be explained. First, the constituent metals to obtain the composition of the desired ultra-quenched alloy
Ni, Si, and B are weighed to give 459 g of Ni, 28 g of Si, and 13 g of B, respectively, and are melted in a vacuum high-frequency melting furnace 2 to produce an alloy base material 1, which is then poured into a mold 3.

この合金母材1の注入流に対し、プラズマ溶射
用給粉器5から平均粒径1μmのWC微粉末(第
2相粒子4)が高圧アルゴンガスとともに噴射さ
れ、その後冷却してWC微粉末を均一分散したNi
―Si―B系合金のインゴツト8をつくる。WC微
粉末を噴射分散せしめるときの前記組成からなる
合金母材1の温度が約1150℃になるように調整し
ておけば、添加されたWC微粉末は合金母材1中
に溶解せず、微粒子状のまま均一分散される。な
お、合金母材1に対するWC微粉末の添加量は、
前記組成式に応じて給粉器5で調整される。
WC fine powder (second phase particles 4) with an average particle size of 1 μm is injected from the plasma spray powder feeder 5 together with high-pressure argon gas into the injection flow of the alloy base material 1, and is then cooled to form the WC fine powder. Uniformly dispersed Ni
-Create ingot 8 of Si-B alloy. If the temperature of the alloy base material 1 having the above composition is adjusted to about 1150°C when the WC fine powder is sprayed and dispersed, the added WC fine powder will not dissolve in the alloy base material 1. Uniformly dispersed as fine particles. The amount of WC fine powder added to alloy base material 1 is:
The powder feeder 5 adjusts the powder according to the composition formula.

1つのロールの真上に配置された石英ガラス製
の耐熱管に前記インゴツトが入れられ、管内はア
ルゴンガスによつて十分置換される。ついで耐熱
管の外周に設けられた真空高周波溶解炉によつて
約1150℃に加熱保持され、合金母材1のみが再溶
融される。しかるのち耐熱管内のアルゴンガス圧
が急激に高められ、耐熱管の下部に設けられたス
リツト状の開口からWC微粉末を含んだ溶融合金
母材1が、2000rpmで回転しているロール上に噴
出される。噴出されると瞬時に超急冷凝固されて
幅4mm、厚さ30μm、長さ5mのリボンを得た。
The ingot is placed in a heat-resistant tube made of quartz glass placed directly above one roll, and the inside of the tube is sufficiently purged with argon gas. Next, the heat-resistant tube is heated and maintained at about 1150° C. in a vacuum high-frequency melting furnace provided on the outer periphery of the tube, and only the alloy base material 1 is remelted. Then, the argon gas pressure inside the heat-resistant tube is rapidly increased, and the molten alloy base material 1 containing fine WC powder is ejected from the slit-shaped opening provided at the bottom of the heat-resistant tube onto the roll rotating at 2000 rpm. be done. When ejected, it was instantaneously ultra-quenched and solidified to obtain a ribbon with a width of 4 mm, a thickness of 30 μm, and a length of 5 m.

このリボンの表面ならびに厚さ方向の切断面を
走査型電子顕微鏡で観察したところ、前記第1実
施例と同様にWC微粉末が超急冷合金マトリツク
ス中に短い粒子間隔で、WC微粉末が互に集合し
て粗大化することなく個々に微粒子のまま均一に
分散しており、孔が全く存在していない。このこ
とからWC微粉末が合金マトリツクス中において
3次元的に均一に分散していることが確認でき
た。また、この超急冷合金マトリツクスは、X線
回折により、非晶質であることを確認した。この
新しい複合材料である第2相粒子分散型超急冷合
金は、次に示す優れた機械的性質を有する。すな
わち、WC体積率が増すにつれて降伏応力、ヤン
グ率は増大した。この2つの機械的性質は下記(1)
式、(2)式に示すような単純な複合則に従つた。
When the surface of this ribbon and the cross section in the thickness direction were observed using a scanning electron microscope, it was found that, as in the first example, the WC fine powder was contained in the ultra-quenched alloy matrix at short particle intervals. They do not aggregate and become coarse, but are uniformly dispersed individually as fine particles, and there are no pores at all. This confirmed that the WC fine powder was uniformly dispersed three-dimensionally in the alloy matrix. Furthermore, it was confirmed by X-ray diffraction that this ultra-quenched alloy matrix was amorphous. This new composite material, a second-phase particle-dispersed ultra-quenched alloy, has the following excellent mechanical properties. That is, as the WC volume fraction increased, the yield stress and Young's modulus increased. The mechanical properties of these two are as follows (1)
A simple compound rule as shown in Eq. (2) was followed.

E=En(1−Vf)+Epf ……(1) σ=σym{1+Vf(Ep/En−1)}……(2) (1),(2)式中E,En,Epはそれぞれ複合材料、
超急冷合金マトリツクス、第2相粒子のヤング
率、σy,σymはそれぞれ複合材料、超急冷合
金マトリツクスの降伏応力、Vfは第2相粒子の
体積率である。
E=E n (1-V f )+E p V f ...(1) σ=σym {1+V f (E p /E n -1)}...(2) E in formulas (1) and (2) , E n and E p are composite materials, respectively.
Young's modulus of the super-quenched alloy matrix and the second phase particles, σy and σym are the yield stress of the composite material and the super-quenched alloy matrix, respectively, and Vf is the volume fraction of the second phase particles.

第5図は、WC体積率(Vf)が増すにつれて(1)
式に従つて複合材のヤング率(E)が増すことを
示した特性図である。この特性図はEp(第2相
粒子のヤング率)が68.000Kg/mm2の場合のWC体
積率(Vf)の変化に対する複合材料のヤング率
(E)とE/Emの変化を示している。また引張
試験により本実施例合金の破断した面を観察する
と、2つの破断面上に各々が対応する位置にWC
粒子の破壊した部分が見られたことから、非晶質
超急冷合金マトリツクスとWC粒子界面におい
て、クラツクの発生、伝播が生じるのではなく、
マトリツクスが破断した後にWC粒子が最終荷重
支持域になつていることが確認できた。このこと
は非晶質超急冷合金マトリツクスとWC粒子界面
の強度が非常に大きいことを示している。
Figure 5 shows that as the WC volume fraction (V f ) increases, (1)
FIG. 2 is a characteristic diagram showing that the Young's modulus (E) of a composite material increases according to the formula. This characteristic diagram shows the change in Young's modulus (E) and E/Em of the composite material with respect to the change in WC volume fraction (Vf) when E p (Young's modulus of second phase particles) is 68.000Kg/mm 2 . There is. In addition, when observing the fractured surface of the alloy of this example in a tensile test, it was found that WC was found on the two fracture surfaces at corresponding positions.
The fractured parts of the particles were observed, indicating that cracks do not occur and propagate at the interface between the amorphous super-quenched alloy matrix and the WC particles.
It was confirmed that the WC particles became the final load bearing area after the matrix was fractured. This indicates that the strength of the interface between the amorphous super-quenched alloy matrix and the WC particles is extremely large.

さらに好ましいことは、本実施例合金は強度と
あわせて高い靭性を兼ね備えていることである。
すなわち本実施例合金においては、WC体積率が
約20%まで完全密着曲げが可能であつた。
More preferably, the alloy of this example has both strength and high toughness.
That is, in the alloy of this example, complete contact bending was possible up to a WC volume fraction of about 20%.

実施例 3 (Co70.5Fe4.5Si15B1099.9(WO30.1 (Co70.5Fe4.5Si15B1099.7(WO30.3 (Co70.5Fe4.5Si15B1099.5(WO30.5 (Co70.5Fe4.5Si15B1099(WO31 (Co70.5Fe4.5Si15B1097(WO33 なる第2相粒子分散型超急冷合金を前記第2実施
例とほぼ同様に単ロール法によつて作成した。
Example 3 (Co 70.5 Fe 4.5 Si 15 B 10 ) 99.9 (WO 3 ) 0.1 (Co 70.5 Fe 4.5 Si 15 B 10 ) 99.7 ( WO 3 ) 0 . 3 (Co 70.5 Fe 4.5 Si 15 B 10 ) 99.5 (WO 3 ) 0.5 (Co 70.5 Fe 4.5 Si 15 B 10 ) 99 (WO 3 ) 1 ( Co 70.5 A second phase particle - dispersed ultra - quenched alloy of Fe 4 .

実施例 4 (Co70.5Fe4.5Si15B1099.9(ZrO20.1 (Co70.5Fe4.5Si15B1099.7(ZrO20.3 (Co70.5Fe4.5Si15B1099.5(ZrO20.5 (Co70.5Fe4.5Si15B1099(ZrO21 (Co70.5Fe4.5Si15B1097(ZrO23 なる第2相粒子分散型超急冷合金を前記第2実例
とほぼ同様に単ロール法によつて作成した。
Example 4 (Co 70.5 Fe 4. 5 Si 15 B 10 ) 99.9 (ZrO 2 ) 0.1 (Co 70. 5 Fe 4. 5 Si 15 B 10 ) 99. 7 (ZrO 2 ) 0 . 3 (Co 70 . 5 Fe 4 . 5 Si 15 B 10 ) 99 . 5 (ZrO 2 ) 0 . 5 (Co 70 . 5 Fe 4 . 5 Si 15 B 10 ) 99 (ZrO 2 ) 1 (Co 70 . 5 A second - phase particle - dispersed ultra - quenched alloy of Fe 4 .

実施例 5 (Co70.5Fe4.5Si15B1099.9(Y2O30.1 (Co70.5Fe4.5Si15B1099.7(Y2O30.3 (Co70.5Fe4.5Si15B1099.5(Y2O30.5 (Co70.5Fe4.5Si15B1099(Y2O31 (Co70.5Fe4.5Si15B1097(Y2O33 なる第2相粒子分散型超急冷合金を前記第2実施
例とほぼ同様に単ロール法によつて作成した。
Example 5 (Co 70.5 Fe 4.5 Si 15 B 10 ) 99.9 (Y 2 O 3 ) 0.1 (Co 70. 5 Fe 4. 5 Si 15 B 10 ) 99. 7 (Y 2 O 3 ) 0.3 (Co 70.5 Fe 4.5 Si 15 B 10 ) 99.5 (Y 2 O 3 ) 0.5 (Co 70. 5 Fe 4. 5 Si 15 B 10 ) 99 ( Y 2 O 3 ) A second-phase particle-dispersed ultra-quenched alloy of 1 (Co 70.5 Fe 4.5 Si 15 B 10 ) 97 (Y 2 O 3 ) 3 was prepared by a single roll method in almost the same manner as in the second embodiment. I created it.

実施例 6 (Ni78Si10B1290(ThO210 (Ni78Si10B1280(ThO220 なる第2相粒子分散型超急冷合金を実施例2と全
く同様の方法で作成した。ThO2粒子の平均粒径
は2μmであつた。作成された第2相粒子分散型
超急冷合金は幅4mm、厚さ30μm、長さ5mであ
つた。走査型電子顕微鏡観察により、ThO2粒子
が超急冷合金マトリツクス中に3次元的に均一分
散し、孔もなく、又超急冷合金マトリツクスはX
線回析により非晶質相であることを確認した。本
実施例合金においても前記実施例と同様に非晶質
超急冷合金マトリツクスと第2相粒子のそれぞれ
の特性が有機的に複合され、すなわちそれぞれの
機械的性質が相補され、高強度、高靭性を兼ね備
えた複合材料が得られた。また本実施例合金にお
いても実施例2に示したのと同様に降伏応力、ヤ
ング率は単純な複合則に従うことが確認された。
Example 6 A second phase particle-dispersed ultra-quenched alloy of (Ni 78 Si 10 B 12 ) 90 (ThO 2 ) 10 (Ni 78 Si 10 B 12 ) 80 (ThO 2 ) 20 was prepared in exactly the same manner as in Example 2. Created with. The average particle size of the ThO 2 particles was 2 μm. The produced second phase particle dispersed super-quenched alloy had a width of 4 mm, a thickness of 30 μm, and a length of 5 m. Scanning electron microscopy revealed that ThO 2 particles were uniformly dispersed three-dimensionally in the super-quenched alloy matrix, with no pores, and that the super-quenched alloy matrix was
It was confirmed by line diffraction that it was an amorphous phase. In this example alloy, as in the previous example, the characteristics of the amorphous ultra-quenched alloy matrix and the second phase particles are organically combined, that is, the mechanical properties of each are complementary, resulting in high strength and high toughness. A composite material with both of these properties was obtained. In addition, it was confirmed that the yield stress and Young's modulus of the alloy of this example follow a simple compound law as shown in Example 2.

実施例 7 (Fe75Si10B1595(TiC)5 (Fe75Si10B1590(TiC)10 なる第2相粒子分散型超急冷合金を周知の回転液
中紡糸法によりワイヤー状に作成した。なお、イ
ンゴツトは前記第1実施例と同様の手順で作成
し、超急冷凝固時の冷媒液としては水を使用し、
回転ドラムの回転速度は1000rpm、アルゴンガス
噴出速度は回転ドラムの回転速度の約0.6〜0.9倍
であつた。TiC粒子の平均粒径は1μmであつ
た。走査型電子顕微鏡観察により、TiC粒子が超
急冷合金マトリツクス中に3次元的に均一分散
し、孔もなく、超急冷合金マトリツクスはX線回
析により非晶質相であることを確認した。本実施
例合金の形状はワイヤー状であり直径150μm、
長さ4mであつた。本実施例合金においても前記
実施例と同様に良好な機械的性質が得られ、特に
降伏強度が大きく現有最高強度のピアノ線をはる
かにしのぐ500Kg/mm2が得られた。また降伏応
力、ヤング率は実施例2に示した単純な複合則に
従つた。
Example 7 A second phase particle-dispersed ultra-quenched alloy of (Fe 75 Si 10 B 15 ) 95 (TiC) 5 (Fe 75 Si 10 B 15 ) 90 (TiC) 10 was formed into a wire shape by a well-known spinning method. Created in. The ingot was prepared in the same manner as in the first embodiment, and water was used as the refrigerant during ultra-rapid solidification.
The rotational speed of the rotating drum was 1000 rpm, and the argon gas jetting speed was about 0.6 to 0.9 times the rotational speed of the rotating drum. The average particle size of the TiC particles was 1 μm. Scanning electron microscopy revealed that TiC particles were three-dimensionally uniformly dispersed in the super-quenched alloy matrix, with no pores, and X-ray diffraction confirmed that the super-quenched alloy matrix was an amorphous phase. The shape of the alloy in this example is a wire with a diameter of 150 μm.
It was 4m long. The alloy of this example also had good mechanical properties similar to those of the previous example, and in particular had a high yield strength of 500 kg/mm 2 , which far exceeded that of the currently highest strength piano wire. Further, the yield stress and Young's modulus followed the simple compound rule shown in Example 2.

実施例 8 (Ni78Si10B1290(BN)10 (Ni78Si10B1280(BN)20 なる第2相粒子分散型超急冷合金を実施例2と全
く同様の方法で作成した。BN粒子の平均粒径は
1μmであつた。作成された第2相粒子分散型超
急冷合金は幅約4mm、厚さ約30μm、長さ3mの
リボ状であつた。走査型電子顕微鏡観察により、
BN粒子が超急冷合金マトリツクス中に3次元的
に均一分散し、孔もなく、又超急冷合金マトリツ
クスはX線回析により非晶質相であることを確認
した。本実施例合金においても実施例2と同様に
非晶質超急冷合金マトリツクスと第2相粒子のそ
れぞれの特性が有機的に複合され、すなわちそれ
ぞれの機械的性質が相補され高強度、高靭性を兼
ね備えた複合材料が得られた。また本実施例合金
においても実施例2に示したのと同様に降伏応
力、ヤング率は単純な複合則に従うことが確認さ
れた。
Example 8 A second phase particle dispersed super-quenched alloy of (Ni 78 Si 10 B 12 ) 90 (BN) 10 (Ni 78 Si 10 B 12 ) 80 (BN) 20 was created in exactly the same manner as in Example 2. did. The average particle size of the BN particles was 1 μm. The produced second phase particle-dispersed ultra-quenched alloy had a rib shape with a width of about 4 mm, a thickness of about 30 μm, and a length of 3 m. Through scanning electron microscopy,
It was confirmed that the BN particles were three-dimensionally uniformly dispersed in the super-quenched alloy matrix, with no pores, and that the super-quenched alloy matrix was an amorphous phase by X-ray diffraction. In this example alloy, as in Example 2, the respective properties of the amorphous ultra-quenched alloy matrix and the second phase particles are organically combined, that is, the mechanical properties of each are complemented, resulting in high strength and high toughness. A composite material with both properties was obtained. In addition, it was confirmed that the yield stress and Young's modulus of the alloy of this example follow a simple compound law as shown in Example 2.

実施例 9 (Cu60Zr4090(SiC)10 (Cu60Zr4070(SiC)30 なる第2相粒子分散型超急冷合金を実施例2と全
く同様の方法で作成した。なおSiC粒子の平均粒
径は3μmであつた。作成された第2相粒子分散
型超急冷合金は、幅4mm、厚さ30μm、長さ3m
のリボン状であつた。本実施例においても走査型
電子顕微鏡観察によりSiC粒子が均一に3次元的
に超急冷合金マトリツクス中に分散し、孔もな
く、又、超急冷合金マトリツクスはX線回析によ
り非晶質相であることを確認した。本実施例合金
の超急冷合金マトリツクスは実施例1〜4の場合
と異なり、半金属を含まないいわゆる金属―金属
系非晶質合金であり、この種のマトリツクスと粒
子との第2相粒子分散型超急冷合金も作成できる
ことがわかる。本実施例合金においても実施例2
と同様に従来のCu60Zr40非晶質合金よりも、降伏
応力、引張強さが向上した。
Example 9 A second phase particle dispersed super-quenched alloy of (Cu 60 Zr 40 ) 90 (SiC) 10 (Cu 60 Zr 40 ) 70 (SiC) 30 was prepared in exactly the same manner as in Example 2. Note that the average particle size of the SiC particles was 3 μm. The created second phase particle dispersed ultra-quenched alloy has a width of 4 mm, a thickness of 30 μm, and a length of 3 m.
It was ribbon-like. In this example, scanning electron microscopy revealed that the SiC particles were uniformly and three-dimensionally dispersed in the super-quenched alloy matrix, with no pores, and X-ray diffraction revealed that the super-quenched alloy matrix was in an amorphous phase. I confirmed that there is. Unlike the cases of Examples 1 to 4, the super-quenched alloy matrix of this example alloy is a so-called metal-metal amorphous alloy that does not contain a metalloid, and the second phase of this type of matrix and particles is a particle dispersion. It can be seen that type super-quenched alloys can also be created. In this example alloy, Example 2
Similarly, the yield stress and tensile strength were improved compared to the conventional Cu 60 Zr 40 amorphous alloy.

実施例 10 (Fe82B1899(Fe)1 (Fe82B1898(Fe)2 なる第2相粒子分散型超急冷合金を実施例2と全
く同様の方法にて作成した。Fe粒子の平均粒径
は5μmであつた。本実施例においも走査型電子
顕微鏡観察によりFe粒子は均一に3次元的に分
散していることを確認した。又、超急冷合金マト
リツクスは、インバー合金である。Fe―B基非
晶質合金としては高い飽和磁束密度をもちトラン
ス用の材料としての応用が期待されている。トラ
ンス材として要求される磁気特性は高い飽和磁
束密度、低い鉄損、高い透磁率、低い磁
歪、少ない磁気劣化などである。現在非晶質ト
ランス材料が珪素鋼板より有利である点は、上記
特性のうち及びを備えているからである。他
の点については今後の問題として残されている。
Example 10 A second phase particle-dispersed ultra-quenched alloy of (Fe 82 B 18 ) 99 (Fe) 1 (Fe 82 B 18 ) 98 (Fe) 2 was prepared in exactly the same manner as in Example 2. The average particle size of the Fe particles was 5 μm. In this example as well, it was confirmed by scanning electron microscopy that the Fe particles were uniformly and three-dimensionally dispersed. Further, the super-quenched alloy matrix is an invar alloy. As an Fe-B-based amorphous alloy, it has a high saturation magnetic flux density and is expected to be used as a material for transformers. The magnetic properties required for transformer materials include high saturation magnetic flux density, low iron loss, high magnetic permeability, low magnetostriction, and little magnetic deterioration. The current advantages of amorphous transformer materials over silicon steel sheets are that they possess both of the above properties. Other points remain as future issues.

本実施例ではFe粒子を体積含有率で1%あた
り複合することにより、マトリツクス非晶質合金
よりも3%高い飽和磁束密度が得られた。
In this example, by combining Fe particles at a volume content of 1%, a saturation magnetic flux density 3% higher than that of the matrix amorphous alloy was obtained.

実施例 11 (Zr45Nb40Si1580(NbN)20 なる第2相粒子分散型超急冷合金を実施例2と全
く同様の方法で作成した。NbN粉末の平均粒径は
3μmであつた。
Example 11 A second phase particle dispersed ultra-quenched alloy (Zr 45 Nb 40 Si 15 ) 80 (NbN) 20 was prepared in exactly the same manner as in Example 2. The average particle size of the NbN powder was 3 μm.

本実施例合金の走査型電子顕微鏡による組成像
観察から、NbN粒子が超急冷合金マトリツクス中
に3次元的に均一に分散し、孔もなく、超急冷合
金マトリツクスはX線回析により非晶質相である
ことを確認した。
Observation of the composition image of this example alloy using a scanning electron microscope revealed that NbN particles were uniformly dispersed three-dimensionally in the ultra-quenched alloy matrix, with no pores, and the ultra-quenched alloy matrix was found to be amorphous by X-ray diffraction. It was confirmed that it was the phase.

実施例 12 (Co70.5Fe4.5Si15B1099(C) (Co70.5Fe4.5Si15B1095(C) (Co70.5Fe4.5Si15B1090(C)10 なる第2相粒子分散型超急冷合金を実施例2と全
く同様の方法で作成した。C粒子の平均粒径は1
μmであつた。作成された第2相粒子分散型超急
冷合金は幅4mm、厚さ30μm、長さ4mのリボン
状であつた。このリボンの走査型顕微鏡観察によ
り、C粒子は超急冷合金マトリツクス中に3次元
的に均一分散し、また孔もなく緻密で、超急冷合
金マトリツクスはX線回析により非晶質であるこ
とを確認した。
Example 12 (Co 70 . 5 Fe 4 . 5 Si 15 B 10 ) 99 (C) 1 (Co 70 . 5 Fe 4 . 5 Si 15 B 10 ) 95 (C) 5 (Co 70 . 5 Fe 4 . 5 A second phase particle-dispersed ultra-quenched alloy of Si 15 B 10 ) 90 (C) 10 was prepared in exactly the same manner as in Example 2. The average particle size of C particles is 1
It was μm. The produced second phase particle-dispersed ultra-quenched alloy had a ribbon shape with a width of 4 mm, a thickness of 30 μm, and a length of 4 m. Scanning microscope observation of this ribbon revealed that the C particles were uniformly dispersed three-dimensionally in the super-quenched alloy matrix, and it was dense with no pores, and X-ray diffraction revealed that the super-quenched alloy matrix was amorphous. confirmed.

次に結晶質超急冷合金と第2相粒子とからなる
第2相粒子分散型超急冷合金の例をあげる。
Next, an example of a second phase particle dispersed super rapidly solidified alloy consisting of a crystalline super rapidly solidified alloy and second phase particles will be given.

実施例 13 実施例2と同様の方法で非平衡オーステナイト
相であるFe89.4Mo9C1.6にNbC粒子を分散させた
第2相粒子分散型超急冷合金を作成した。すなわ
ち (Fe39.4Mo9C1.698(NbC)2 (Fe39.4Mo9C1.695(NbC)5 (Fe39.4Mo9C1.690(NbC)10 なる合金である。得られた合金の走査型顕微鏡に
よる組成像観察からNbC粒子は超急冷合金マトリ
ツクス中に3次元的に均一分散しており、孔もな
く、また超急冷合金マトリツクスは超微細結晶粒
の組織をもつ非平衡γ―オーステナイト単相であ
ることが確認された。この超急冷合金マトリツク
スを構成している非平衡γ―オーステナイト相は
結晶質合金であるため、非晶質合金よりも熱的安
定性が高く、結晶質合金としては高強度、高靭性
であるが非晶質合金より劣り、その強度は100〜
150Kg/mm2程度で非晶質合金の約半分である。本
実施例合金においてはNbC体積率を5%、あるい
は10%とした場合強度は200〜300Kg/mm2と高く鉄
基非晶質合金に匹適する。さらにマトリツクスと
してγ―オーステナイトをもつので非晶質金属よ
り高い熱安定性を有していた。
Example 13 In the same manner as in Example 2, a second phase particle-dispersed ultra-quenched alloy was prepared in which NbC particles were dispersed in Fe 89 . 4 Mo 9 C 1 . 6 , which is a non-equilibrium austenite phase. That is, (Fe 39 . 4 Mo 9 C 1 . 6 ) 98 (NbC) 2 (Fe 39 . 4 Mo 9 C 1 . 6 ) 95 (NbC) 5 (Fe 39 . 4 Mo 9 C 1 . 6 ) 90 (NbC ) 10 is an alloy. Observation of the composition image of the obtained alloy using a scanning microscope revealed that the NbC particles were uniformly dispersed three-dimensionally in the ultra-quenched alloy matrix, with no pores, and the ultra-quenched alloy matrix had a structure of ultra-fine crystal grains. It was confirmed that it was a non-equilibrium γ-austenite single phase. Since the non-equilibrium γ-austenite phase that makes up this ultra-quenched alloy matrix is a crystalline alloy, it has higher thermal stability than an amorphous alloy, and has high strength and toughness as a crystalline alloy. Inferior to amorphous alloys, its strength is 100~
It is about 150Kg/mm2, which is about half that of amorphous alloys. In this example alloy, when the NbC volume fraction is 5% or 10%, the strength is as high as 200 to 300 Kg/mm 2 and is comparable to iron-based amorphous alloys. Furthermore, since it has γ-austenite as a matrix, it has higher thermal stability than amorphous metals.

超急冷合金マトリツクス中に第2相粒子を分散
させる方法として、前記超急冷合金マトリツクス
を構成する溶融状態の合金母材に第2相粒子を添
加することも考えられる。この方法において第2
相粒子を合金中に均一分散させるためには、合金
母材の噴出口近傍で第2相粒子を噴射させること
になるが、これでは特にノズル部の構造が複雑に
なるという欠点を有している。
As a method of dispersing the second phase particles in the super-quenched alloy matrix, it is also possible to add the second phase particles to the molten alloy base material constituting the super-quenched alloy matrix. In this method the second
In order to uniformly disperse the phase particles in the alloy, the second phase particles are injected near the injection port of the alloy base material, but this has the disadvantage that the structure of the nozzle part becomes particularly complicated. There is.

本発明は前述のような構成になつており、超急
冷合金を構成する合金母材のインゴツトを作成す
る段階で予め第2相粒子が添加されるから、第2
相粒子の添加が容易で、超急冷合金の製造装置が
複雑になるようなことはない。
The present invention has the above-mentioned structure, and since the second phase particles are added in advance at the stage of creating an ingot of the alloy base material constituting the ultra-quenched alloy, the second phase particles are added in advance.
It is easy to add phase particles, and the manufacturing equipment for super-rapidly solidified alloys does not become complicated.

また、第2相粒子は溶融後の合金母材に対して
強制的に噴射されるから、合金母材中では粒子が
互に集合して粗大化することなく個々に微細状態
で分散される。そのため合金母材中での浮上速度
が遅いから、偏析することがなく、分散状態が極
めて均一で、しかも粒子間隔が短い。このような
ことから、機械的強度などにおいて優れた性質を
有する第2相粒子分散型超急冷合金を提供するこ
とができる。
Further, since the second phase particles are forcibly injected into the alloy base material after melting, the particles are individually dispersed in a fine state in the alloy base material without agglomerating and becoming coarse. Therefore, since the floating speed in the alloy base material is slow, there is no segregation, the dispersion state is extremely uniform, and the particle spacing is short. For this reason, it is possible to provide a second phase particle dispersed ultra-rapidly solidified alloy having excellent properties such as mechanical strength.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は本発明の実施例に係る第
2相粒子分散型超急冷合金の製造方法を説明する
ための原理図、第3図は製造された第2相粒子分
散型超急冷合金リボンの拡大断面図、第4図は耐
摩耗性を示す特性図、第5図は本発明の実施例に
係る第2相粒子分散型超急冷合金のWC添加率に
対する複合材料のヤング率推移を示す特性図であ
る。 1……合金母材、4……第2相粒子、8……イ
ンゴツト、13……リボン、14……超急冷合金
マトリツクス。
1 and 2 are principle diagrams for explaining the manufacturing method of the second phase particle-dispersed super-quenched alloy according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is the produced second-phase particle-dispersed super-quenched alloy. An enlarged cross-sectional view of the alloy ribbon, Figure 4 is a characteristic diagram showing wear resistance, and Figure 5 is the change in Young's modulus of the composite material with respect to the WC addition rate of the second phase particle dispersed ultra-quenched alloy according to the example of the present invention. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Alloy base material, 4... Second phase particles, 8... Ingot, 13... Ribbon, 14... Ultra-quenched alloy matrix.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 非晶質、結晶質、又はそれらの混合相からな
る超急冷合金マトリツクス中に、第2相粒子を少
なくとも1種3次元的に均一に分散させてなる第
2相粒子分散型超急冷合金の製造方法において、
前記超急冷合金マトリツクスを構成する合金母材
を加熱溶融したのち、その合金母材が擬固する前
に、不活性ガスからなる噴射媒体とともに前記第
2相粒子を前記合金母材に対して噴射分散せし
め、その後冷却して第2相粒子を含有したインゴ
ツトをつくり、このインゴツトを第2相粒子が溶
解しない程度に再溶融したのち超急冷擬固させ
て、超急冷合金マトリツクス中に第2相粒子を3
次元的に均一に分散させたことを特徴とする第2
相粒子分散型超急冷合金の製造方法。 2 前記超急冷合金マトリツクスがコバルトを主
成分とするコバルト系非晶質合金であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の第2相粒子
分散型超急冷合金の製造方法。 3 前記超急冷合金マトリツクスが鉄を主成分と
する鉄系非晶質合金であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の第2相粒子分散型超急冷
合金の製造方法。 4 前記超急冷合金マトリツクスがニツケルを主
成分とするニツケル系非晶質合金であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の第2相粒子
分散型超急冷合金の製造方法。 5 前記第2相粒子が炭素または炭化物であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の第2
相粒子分散型超急冷合金の製造方法。 6 前記第2相粒子が炭化タングステンであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の第2
相粒子分散型超急冷合金の製造方法。 7 前記第2相粒子が窒化物であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の第2相粒子分散
型超急冷合金の製造方法。 8 前記第2相粒子が酸化物であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の第2相粒子分散
型超急冷合金の製造方法。 9 前記第2相粒子がホウ化物であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の第2相粒子分
散型超急冷合金の製造方法。 10 前記第2相粒子がシリケイトであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の第2相粒
子分散型超急冷合金の製造方法。 11 前記第2相粒子が金属であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の第2相粒子分散
型超急冷合金の製造方法。 12 前記不活性ガスがアルゴンであることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の第2相粒子
分散型超急冷合金の製造方法。 13 前記インゴツトの再溶融物が、高速回転し
ている2つのロールの接合面に噴出されて超急冷
凝固されることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の第2相粒子分散型超急冷合金の製造方
法。 14 前記インゴツトの再溶融物が、高速回転し
ている1つのロールの周面に噴出されて超急冷凝
固されることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の第2相粒子分散型超急冷合金の製造方法。
[Scope of Claims] 1. Second phase particles comprising at least one kind of second phase particles uniformly dispersed three-dimensionally in an ultra-quenched alloy matrix consisting of an amorphous, crystalline, or mixed phase thereof. In the method for producing a dispersed super-quenched alloy,
After heating and melting the alloy base material constituting the super-quenched alloy matrix, and before the alloy base material is pseudo-solidified, the second phase particles are injected onto the alloy base material together with an injection medium made of an inert gas. The ingot is dispersed and then cooled to create an ingot containing the second phase particles, which is remelted to such an extent that the second phase particles do not dissolve, and then ultra-quenched and pseudo-solidified to form the second phase in the ultra-quenched alloy matrix. 3 particles
The second method is characterized in that it is dimensionally uniformly dispersed.
A method for producing a phase particle dispersed ultra-quenched alloy. 2. The method for producing a second phase particle dispersed super rapidly solidified alloy according to claim 1, wherein the super rapidly solidified alloy matrix is a cobalt-based amorphous alloy containing cobalt as a main component. 3. The method for producing a second phase particle dispersed super rapidly solidified alloy according to claim 1, wherein the super rapidly solidified alloy matrix is an iron-based amorphous alloy containing iron as a main component. 4. The method for producing a second phase particle dispersed super rapidly solidified alloy according to claim 1, wherein the super rapidly solidified alloy matrix is a nickel-based amorphous alloy containing nickel as a main component. 5. The second aspect of claim 1, wherein the second phase particles are carbon or carbide.
A method for producing a phase particle dispersed ultra-quenched alloy. 6. The second aspect of claim 5, wherein the second phase particles are tungsten carbide.
A method for producing a phase particle dispersed ultra-quenched alloy. 7. The method for producing a second phase particle dispersed ultra-rapidly solidified alloy according to claim 1, wherein the second phase particles are nitrides. 8. The method for producing a second phase particle dispersed ultra-quenched alloy according to claim 1, wherein the second phase particles are oxides. 9. The method for producing a second phase particle dispersed ultra-rapidly solidified alloy according to claim 1, wherein the second phase particles are a boride. 10. The method for producing a second phase particle dispersed ultra-rapidly solidified alloy according to claim 1, wherein the second phase particles are silicate. 11. The method for producing a second phase particle dispersed super-quenched alloy according to claim 1, wherein the second phase particles are metal. 12. The method for producing a second phase particle-dispersed ultra-quenched alloy according to claim 1, wherein the inert gas is argon. 13. Claim 1, characterized in that the re-melted ingot is jetted onto the joint surface of two rolls rotating at high speed and solidified by ultra-rapid cooling.
A method for producing a second phase particle-dispersed ultra-quenched alloy as described in 2. 14. The second phase particle-dispersed superstructure according to claim 1, wherein the re-melted ingot is jetted onto the circumferential surface of one roll rotating at high speed and solidified by ultra-rapid cooling. Method for producing rapidly solidified alloys.
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