JPS6238066B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、溶融金属から直接断面が円形な金属
細線を製造する方法に関するものであり、さらに
詳しくは、紡糸ノズルより噴出した溶融金属流を
直ちに走行している冷却液体に接触せしめ急冷固
化することを特徴とする新規な金属細線の製造方
法に関するものである。 溶融金属から、直接金属細線を製造する方法
は、安価な金属細線の製造方法であり、しかも金
属特有の物理的性質を保持し、電気および電子部
品、複合材、繊維素材として扱えることに特長が
あり、また細いために高張力を示す可能性もあ
り、将来有望な各種工業用資材として期待されて
いる。しかも、超急冷して得られた金属細線が円
形断面を有し、非晶質、非平衡結晶質又は微細結
晶質等の構造を有するならば、化学的、電磁気
的、物理的に数多くのより優れた特長を有し、あ
らゆる分野において実用化される可能性が強い。
従来より安価で、しかも一定品質の金属細線を得
るため、多くの製造法が開発されている。これら
の内の一方法として、現在、多量に生産されてい
る合成繊維の溶融紡糸と同様の方式が考えられて
いる。この溶融状態の金属を曳糸することによつ
て細線状の金属を製造する溶融紡糸法について
は、1958年頃からPondらによつて開発が行われ
ていた。この方法は溶融金属を紡糸ノズルから回
転板上に噴出し遠心力で細線を製造するステーブ
ル法と、溶融金属を紡糸ノズルから不活性気体中
に噴出し冷却して連続細線を作る連続法との２つ
の方法が考えられているが、ステーブル法ではリ
ボン状の偏平糸が得られ、特殊な用途以外には用
いられない。また、連続法は粘度の小さい液体状
金属が連続性を保つて流出している間に冷却固化
させなければならないため、主として低融点の金
属に利用されている。 一方、高融点をもつ金属を溶融紡糸して連続細
線を製造するためにガラスの曳糸性を利用した複
合紡糸法も開発されつつある。しかし、上記のい
ずれの方法においても安価で高品質の円形断面を
有する金属細線を工業的に生産するには種々の問
題を有している。この金属の溶融紡糸法について
より具体的に述べると、溶融金属物は高分子重合
体のごとき高粘性溶融物とは異なり、きわめて粘
性が小さい表面張力が大きいため、通常の溶融紡
糸法で連続細線を得るには、噴出した金属流の自
重切断、振動破断の２大要因に関連し金属流の噴
出速度および凝固速度を考慮する必要があり、こ
れらに関する理論的考慮は、例えば「繊維学会誌
VoL28、No.1P23（1972）」で詳細に展開されてい
る。すなわち、ここで最も重要なことは、表面張
力、比重の逆数に比例するような自重切断限界に
対し、溶融金属の温度と雰囲気温度の差に逆比例
するような凝固限界を小さくすること、即ち急速
に冷却固化されることである。このように紡糸ノ
ズルより噴出した非常に不安定な溶融金属流を安
定にする方法も知られている。例えば特公昭45−
24013号公報には、かかる冷却固化にかかわる安
定化手段として、金属と反応性のある雰囲気ガス
中に紡糸し、溶融金属細線表面に酸化あるいは窒
化皮膜を形成する方法が提案されている。ところ
がこの提案について詳細に検討してみると、皮膜
の形成だけでは溶融金属を固化状態と同様に安定
化することはきわめて困難である。すなわち、皮
膜を形成させても溶融金属は自重により不連続的
に変形し、金属表面が連続的に更新されるのに追
従できず、極端な場合には皮膜が十分形成された
部分と、きわめて不十分に形成された部分もしく
は全く形成されない部分とが生成して得られる金
属細線には不都合な不均一性を生じ、金属流の破
壊および切断の原因となる。ましてや、この方法
は酸化あるいは窒化皮膜等を形成する特定の金属
しか採用できない。また、特開昭48−56560号公
報、特開昭48−71359号公報にも泡沫密集体中、
または気泡中に溶融金属を噴出し、冷却固化する
方法が提案されている。しかるに、いずれの冷却
方法も冷却固化速度がかなり遅く、噴出金属流の
安定化にはまだ不十分である。最近、紡糸ノズル
より噴出した溶融金属を自重切断、振動破断する
以前に高速回転している固体ロール表面に接触さ
せて急速に急冷固化させ、均一な連続細線を製造
する、いわゆる液体急冷法も種々検討され提案さ
れている。この方法は冷却速度が10⁵℃／秒前後
と非常に大きいため、リボン状の高品質の非晶質
金属、非平衡結晶質金属、又は微細結晶質金属を
安定に得るには非常に有効な手段であるが、偏平
な細線しか得られず、特殊用途以外に用いられな
い。したがつて、この方法では断面が円形な金属
細線を得ることができない。また、特開昭49−
135820号公報には、円形断面を有する金属細線を
製造するために、溶融金属流を液状媒体からなる
急冷区域に通して固化する方法が提案されている
が、その骨子とするところは、急冷区域で紡糸
ノズルより噴出された時の溶融金属流と冷却液状
媒体とが並流であり、急冷区域で紡糸ノズルよ
り噴射された溶融金属流と冷却液状媒体の速度は
冷却液媒体の自重落下速度を利用するため、せい
ぜい180ｍ／分で、これ以上高速にできず、急冷
固化速度をより向上させることが困難である。 しかも、この方法の最大の欠点は、冷却液媒体
を自重落下を利用して流すため、冷却液媒体の乱
れを調整することが困難であり、特に冷却液媒体
の速度を速くすると、冷却液媒体の乱れが非常に
大きくなり、溶融金属流をこの冷却液媒体に接触
させて直接急冷固化しても、線径斑の大きい、彎
曲した短切状の金属細線しか得られず実用性がな
い。ましてや前述のような高品質、実性能の非晶
質、非平衡結晶質又は微細結晶質構造を有する金
属細線を得るには、10⁴℃／秒以上の冷却速度
で、溶融金属流を急冷固化しなければならず、こ
のような溶融金属流と冷却液状媒体とが急冷区域
内で並流かつ同速でしかも低速なるため、冷却速
度がまだ不充分で、高品質の円形断面を有する非
晶質、非平衡結晶質又は微結晶質金属細線を得る
ことができない。又、冷却液状媒体の速度が遅い
ため、運動エネルギーが（速度×質量）小さくな
り、紡糸ノズルより噴出された溶融金属との衝
突、冷却媒体の沸騰、蒸発、対流により冷却液媒
体およびこの液面が乱れ、円形断面を有する高品
質の金属細線を得ることができない。同様に特開
昭51−69430号公報には、均一な円形断面を有す
る連続金属細線を製造するため、溶融金属流を冷
却媒体に接触させて冷却固化するに際し、冷却液
体と紡糸ノズルより噴出された溶融金属流との接
触角を20℃以下となし、かつ該冷却液体の流速Ｖ
（ｍ／分）をＶ_M＜Ｖ≦５／2V_M〔但し、Ｖ_Mは紡
糸ノズルより噴出された溶融金属流の速度（ｍ／
分）〕に調節する方法が提案されている。しか
し、この方法は溶融金属流と冷却液体との衝突を
できるだけ小さく抑え、均一な円形断面を有する
連続金属細線を製造するには好ましいが完全に冷
却液体の乱れを制御するまでに至つておらず、し
かも溶融金属流と冷却液体とのなす角度が小さい
ため、より速い冷却速度を必要とする非晶質又は
非平衡結晶質形成能を有する金属の冷却には、ま
だ冷却速度が不充分であり、化学的、電磁気的、
物理的等に優れた性能を有した高品質の非晶質金
属又は非平衡結晶質構造を有した金属細線を得る
には困難である。しかも、前述の特開昭49−
135820号公報の方法と同様に冷却液体の流速を速
くすると冷却液体が乱れる欠点を有している。更
に、特開昭56−64948号公報の如く紡糸ノズルか
ら噴出した溶融金属を冷却液を含有する回転体中
に導いて冷却固化させるいわゆる回転液中紡糸法
は、冷却液体より高速化しても遠心力の作用で冷
却液体が安定し、冷却速度が優れているため、円
形な断面を有した高品質の金属細線を少量製造す
るのに好ましい方法である。しかしながら、この
方法では遠心力で冷却液体層を回転円筒内に維持
し、しかも冷却固化した金属細線を回転円筒内壁
に連続して集積捲取るため、冷却液体層の深さ、
捲取速度、冷却液体の温度等が変化し、一定品質
の金属細線を連続的に多量に製造するには多くの
問題を含蓄している。また、回転円筒の大きさ、
巾に制限があるため、必らずバツチ運転となり、
工業化規模での連続生産運転は非常に難しい。 本発明の目的は、純粋な金属、微量の不純物を
含有する金属、２種以上の元素からなるあらゆる
合金金属に採用でき、これらの溶融物から断面が
円形な非常に高品質の金属細線を直接、製造する
方法を提供するにある。本発明の他の目的は、溶
融金属の噴質流の安定化に特別の方法が頼ること
を必要としない前記溶融物から高品質の金属細線
を経済的に製造する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、準安定合金、たとえば非晶
質合金、非平衡結晶質合金、微結晶質合金および
普通の手段では金属細線に容易にできない非延性
合金から金属細線を直接、経済的に製造する方法
を提供することにある。さらに本発明の他の目的
は、経済的に工業規模での多錘連続生産運転が可
能な金属細線の製造方法を提供するにある。 本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研
究した結果、溶融金属流を非常に安定して走行し
ている冷却液体層に接触させ、急冷固化させる
と、円形断面を有する高品質の金属細線が得られ
ることを見い出し、本発明を完成した。 すなわち本発明は、溶融金属を紡糸ノズルより
噴出し、走行している溝付コンベアベルト上に形
成された冷却液体層に接触させて急冷固化するこ
とを特徴とする円形断面を有する金属細線の製造
方法及び溶融金属を紡糸ノズルより噴出し、紡糸
ノズルと磁力装置との間を走行している溝付コン
ベアベルト上に形成された冷却液体層に接触させ
て急冷固化することを特徴とする円形断面を有す
る金属細線の製造方法である。 本発明に適用される金属としては、純粋な金
属、微量の不純物を含有する金属、あるいはあら
ゆる合金があげられるが、特に急冷固化すること
により優れた性質を有する合金、例えば非晶質相
を形成する合金又は非平衡結晶質相を形成する合
金等が最も好ましい合金である。その非晶質相を
形成する合金の具体例としては、たとえば「サイ
エンス」第８号、1978年62〜72頁、日本金属学会
会報15巻第３号、1976年151〜206頁や、「金属」
1971年12月１日号、73〜78頁等の文献や特開昭49
−91014号、特開昭50−101215号、特開昭49−
135820号、特開昭51−3312号、特開昭51−4017
号、特開昭51−4018号、特開昭51−4019号、特開
昭51−65012号、特開昭51−73920号、特開昭51−
73923号、特開昭51−78705号、特開昭51−79613
号、特開昭52−5620号、特開昭52−114421号、特
開昭54−99035号等多くの公報に記載されている
通りである。それらの合金の中で、非晶質形成能
が優れ、しかも実用的合金としての代表例として
は、Fe−Si−Ｂ系、Fe−Ｐ−Ｃ系、Fe−Ｐ−Ｂ
系、Co−Si−Ｂ系、Ni−Si−Ｂ系等が挙げられ
るが、その種類は金属−半金属の組合せ、金属−
金属の組合せから非常に多く選択できることはい
うまでもない。ましてや、その組成の特徴を生か
して従来の結晶質金属では得られない優れた特性
を有する合金の組立ても可能である。又非平衡結
晶質相を形成する合金の具体例としては、たとえ
ば特開昭56−3651号公報、「鉄と鋼」第66巻
（1980）第３号、382〜389頁、「日本金属学会誌」
第44巻第３号、1980年245〜254頁、
「TRANSACTIONS OF THE JAPAN
INSTITUTE OF METALS」VOL20No.８、
AUgust1979 468〜471頁、日本金属学会秋期大
会一般講演概要集（1979年10月）350頁、351頁に
記載のFe−Cr−Al系合金、Fe−Al−Ｃ系合金
や、日本金属学会秋期大会一般講演概要集（1981
年11月）423〜425頁に記載のMn−Al−Ｃ系合
金、Fe−Cr−Al系合金、Fe−Mn−Al−Ｃ系合
金等があげられる。 本発明でいう走行している溝付コンベアベルト
上に形成された冷却液体層（以下走行冷却液体層
という）とは、コンベアベルトの表面に冷却液体
を保持するための溝を設け、この溝に冷却液体を
満たした状態でコンベアベルトを走行させること
によつて形成される層をいう。この走行冷却液体
層の厚さとしては、たとえば１cm以上あればよ
く、長さとしては、走行冷却液体層が安定してお
れば５cm以上であればよい。しかも、より均一な
高品質の金属細線を得るには、この冷却液体層を
より安定にすることが最も重要であり、冷却液体
層が乱れると線径斑が大きく、彎曲した不連続な
金属細線しか得られない。より冷却液体層を安定
に保持するための方法は種々考えられるが、特に
効果的方法として、溝付コンベアベルトを内側に
彎曲した状態で走行させ、冷却液体層を遠心力に
より溝付コンベアベルトの表面に押しつけるよう
にすると非常に効果的である。しかも、このよう
に冷却液体層に遠心力が作用している点で、溶融
金属を紡糸ノズルより噴出し、冷却固化すると、
溶融金属流も遠心力の作用により、冷却液体層に
深く浸入した後、溝付コンベアベルト底部に強く
把持され、溶融金属流は安定し、しかも冷却速度
が向上するため、非常に高品質の金属細線を製造
することができる。 また、磁性体合金（たとえば鉄、コバルト、ニ
ツケルおよびそれらの合金）を紡糸ノズルより噴
出して、走行している冷却液体層に接触させて急
冷固化するに際し、遠心力等によつて走行冷却液
体層を安定に保持すると同時に、磁力装置を溝付
コンベアベルトの底部又は走行冷却液体層に対
し、紡糸ノズルと反対側に設置することにより、
磁力により金属細線を走行冷却液体中に安定して
吸引、浸漬させることができ、より高品質の金属
細線を得ることができる。。しかも連続で均一な
金属細線を製造するためには、紡糸ノズルより噴
出された溶融金属硫の速度（Ｖ_J）と走行冷却液
体層の速度（Ｖ_W）との関係、紡糸ノズルより噴
出される溶融金属流と走行冷却液体層との接触す
る角（θ）および紡糸ノズルと走行冷却液体層表
面までの距離が重要であることはいうまでもな
い。即ち、溶融金属流の速度（Ｖ_J）が走込冷却
液体層の速度（Ｖ_W）より大きい（Ｖ_J＞Ｖ_W）時
は得られる金属細線は斑の大きい彎曲した細線と
なる傾向があり、Ｖ_J＜Ｖ_W≦1.3V_Jの時は線径斑
の小さい均一な連続金属細線となり、1.3V_J＜Ｖ
_Wの時は線径斑は小さいが切断が発生し、短切状
の金属細線となる傾向がある。特に冷却速度をあ
げて高品質の非晶質金属細線或は非平衡結晶質金
属細線等を得るには、冷却液体層の走行速度（Ｖ
_W）を200ｍ／分以上、溶融金属流と走行冷却液体
層との接触角（θ）を30゜以上、より好ましくは
Ｖ_Wを400ｍ／分以上、θを40゜以上にすることが
望ましい。又逆に、冷却速度をそれほど期待せず
に、均一な金属細線を得るには、Ｖ_W、θを小さ
くすることが好ましい。即ち、本発明による方法
を採用することにより、用いる金属の種類、冷却
固化後の金属細線の性能に適した冷却固化条件を
任意に組合せることにより種々の特性、目的に合
つた金属細線を得ることができる。 本発明に用いられる冷却液としては、例えば純
粋な液体、溶液、エマルジヨン等があげられ、噴
出した溶融金属と反応して安定な表面を形成する
もの、あるいは噴出した溶融金属と化学的に非反
応性なものであればよい。特にその冷却液中で急
冷却して、断面が円形な金属細線を得るには、適
切な冷却速度能を有するものを選定すると同時
に、走行冷却液体層が安定して乱れないものが望
ましい。特に冷却速度能をあげるには常温または
常温以下の水または金属塩等を溶解した電解質水
溶液を用いることが好ましい。一般に溶融金属を
冷却液に接触させて急冷する過程はだいたい３つ
の段階に分かれていると考えられている。第１段
階では、冷却液の蒸気膜が金属全体を覆う期間
で、冷冷却は蒸気膜を通して放射によつて行われ
るので、冷却速度は比較的遅い。第２段階では、
蒸気膜が破れ、激しい沸騰が連続的に起こり、熱
は主として蒸発熱として奪われるので冷却液速度
は最も早い。第３段階では沸騰が止まり冷却は伝
導と対流によつて行われるので、冷却速度は再び
小さくなる。すなわち、急速な冷却を行うために
は、(イ)第１段階をできるだけ短くして、早く第２
段階に達するような冷却液を選ぶこと、(ロ)なるべ
く早く人為的な手段によつて冷却液または冷却し
ようとする溶融金属をすみやかに動かし、第１段
階の蒸気膜を破壊し、早く第２段階の冷却に移ら
せることが最も有効である。その一例として、強
烈に撹拌した水の冷却速度は静止水に比べ約４倍
以上になることで十分理解できる。要するに冷却
速度を上昇するには冷却液体として、沸騰点が高
く蒸発潜熱が大きいこと、蒸気または気泡の逸散
が早く、流動性がよいことなどが必要条件とな
る。もちろんその他に安価なこと、変質しないこ
となどの問題のあることはいうに及ばない。しか
も人為的に早く第１段階の蒸気膜を破壊させて第
２段階の冷却に移らせ、冷却速度をあげるには、
比熱の大なる冷却液を用いること、冷却液体層の
速度（Ｖ_W）を速くすること、紡糸ノズルより噴
出される溶融金属流の速度（Ｖ_J）を速くするこ
と、噴出された溶融金属流と走行冷却液体層との
なす接触角（θ）を大きくすること、紡糸ノズル
と走行冷却液体層との距離を近くすることが望ま
しい。 次に本発明を図面により詳細に説明する。第１
図および第２図は本発明を実施するための一実施
態様を示す装置の概略図で、第１図は溝付コンベ
アベルトを溶融金属噴出部近傍で、水平走行させ
た装置で、第２図は溝付コンベアベルトを溶融金
属噴出部近傍で内側に彎曲走行させた装置であ
り、第３図は第１図及び第２図のＡ−A′断面図
を示したものである。１は溝付コンベアベルトで
第３図に示すように表面に２つのフランジを有
し、内部に１７の冷却液体層を形成させることが
でき、２は溝付コンベアベルト１の駆動プーリー
で、速度を自由に調整できる駆動源と連結されて
おり、３，３′，３″はターンプーリー、４は溝付
コンベアベルト１の走行路を固定するためのガイ
ドローラーである。これらの機構により溝付コン
ベアベルト１は、３→４→２→３′→３″→３と走
行する。１０は溝付コンベアベルト１の溝の冷却
液体を供給するための冷却液供給ノズルである。
また、溝付コンベアベルトの材質としては、彎曲
走行が可能なものであればいかなるものでもよい
が、たとえばゴム、スチール、プラスチツク等が
好ましい。その溝付コンベアベルトの長さとして
は、冷却液供給ノズル１０より供給された走行冷
却液体層を安定する程度あればよく、たとえば１
ｍ以上、好ましくは２ｍ以上あればよい。又、コ
ンベアベルト上の溝の形状としては、深さ１cm以
上の走行冷却液体層を形成できるものであればど
のような形状の溝でもよい。たとえば台形、矩
形、半円形或はそれらの組合せの形状からなる溝
であればよい。１２は液体バツクル、１３は冷却
液受槽タンク、１４は冷却液輸送ポンプ、１５は
流量計、１６は冷却器で、１１は金属細線用捲取
機である。６は原料金属を溶解するための加熱
器、７は溶融ルツボ、８は溶融金属原料、１８は
溶融ルツボ７先端に取付けられた紡糸ノズル９よ
り噴出し、１７の冷却液体層に接触して急冷固化
された金属細線である。５は走行溝付コンベアベ
ルト１の下部に配置された磁力装置（磁石）で、
金属細線１８を磁力によつて下方に引きよせ、走
行溝付コンベアベルト１の底面に接触把持させ、
一定速度で金属細線１８を引取り、かつ磁力の吸
引力により紡糸ノズル９より噴出された溶融金属
流を安定して、走行冷却液体層１７に接触、浸漬
する作用を有し、優れた均一冷却効果が期待でき
る。特に走行冷却液体層１７が乱れたり、溶融金
属流と、走行冷却液体層１７とのなす接触角
（θ）が小さい時（θ＜20゜）、紡糸ノズル９より
噴出された溶融金属流の速度（Ｖ_J）より走行冷
却液体層１７の走行速度（Ｖ_W）がより速い（Ｖ_W
＞1.3V_J）時、或は走行冷却液体層１７の速度
（Ｖ_W）が速く（Ｖ_W＞600ｍ／分）、かつ紡糸ノズ
ル９から噴出される金属細線の線径が小さい（紡
糸ノズル孔径（Do）が0.08mmφ以下）場合は、
金属細線１８が走行冷却液体層１７の表面に浮上
し易くなり、均一な急冷効果を期待することが困
難となる傾向があるが、図の如く、磁力装置５を
走行冷却液体層１７に対し紡糸ノズル９と反対側
に設置することにより改良することができる。ま
た、テープ状、薄片状の磁石を溝付コンベアベル
トの底部に直線設置することも有効な手段であ
る。更に第２図に示す如く、ガイドローラー４の
固定により、紡糸ノズル９直下近傍付近で溝付コ
ンベアベルト１を任意の曲率で内側に彎曲した状
態で走行させることにより、遠心力の作用で、溝
付コンベアベルト１上の冷却液体層１７をより安
定に保持すると同時に、紡糸ノズル９より噴出さ
れた溶融金属流が安定して走行冷却液体層１７に
接触、浸漬させることができ、より優れた冷却速
度（10⁴／sec以上）も期待できる。即ち、遠心力
の効果は走行冷却液体層１７の安定化、溶融金属
流の安定化、冷却速度の向上等が期待でき、より
均一な高品質の金属細線を得るのに適している。
遠心力を大きくするためには、溝付コンベアベル
トの曲率半径を小さくし、走行速度を大きくする
ことにより達成されるが、あまり曲率半径を小さ
くし、走行速度を大きくすると、溝付コンベアベ
ルトの寿命、機械的振動等の問題が発生するた
め、溝付コンベアベルトの曲率半径は10cm以上、
特に20〜80cmが好ましく、速度は1000ｍ／分以下
が好ましい。 更にこの装置を用いて金属細線を製造する場合
の製造条件について詳細に述べると、まず、溝付
コンベアベルト１を２の駆動プーリーにより走行
させるが、その走行速度（Ｖ_W）は７の溶融ルツ
ボの先端に取付けられた紡糸ノズル９より噴出さ
れる溶融金属流の速度（Ｖ_J）に対応して調整す
るが、製造目的とする金属細線の形状、性能、用
途等によつて任意に選定すべきである。即ち、Ｖ
_J≧Ｗ_Wでは彎曲した線径斑の大きい金属細線、Ｖ
_J＜Ｖ_W≦1.3V_Jでは均一な線径斑の小さい連続金
属細線、Ｖ_W＞1.3V_Jでは均一な線径の切断した
金属細線を得ることができる。 しかも、非晶質金属細線又は非平衡結晶質金属
細線等を得るには冷却速度をできるだけ速くし、
10⁴℃／秒以上にすることが望ましく、そのため
にはＶ_Wをできるだけ大きく、好ましくは300ｍ／
分以上、溶融金属流と走行冷却液体層１７との接
触角（θ）を大きく、好ましくはθ＞30゜で、し
かも紡糸ノズル９の孔径（Do）を小さく、好ま
しくはDo≦0.40mmφに選択することがより望ま
しい。次に溝付コンベアベルト１に対しターンプ
ーリー３の位置で、冷却液供給ノズル１０を溝付
コンベアベルト１の溝の間に設置し、冷却液体を
走行コンベアベルト上の溝に供給し、走行冷却液
体層１７を形成させる。この走行冷却液体層１７
は、溝付コンベアベルト１により搬送され、溝付
コンベアベルト１上であたかも静止水のように安
定になる。 この溝付コンベアベルト１はガイドローラー４
を任意に固定することにより任意の曲率で走行さ
せることが可能である。特に走行冷却液体層１７
を溝付コンベアベルト１上に安定に保持するため
には、第２図に示す如く、内側に曲率をもたせて
溝付コンベアベルト１を走行させることが好まし
い。そして、安定した走行冷却液体層１７に紡糸
ノズル９より溶融金属を噴出し急冷固化させる。
急冷固化した金属細線１８は遠心力又は５の磁力
装置により溝付コンベアベルト１の底面に押しつ
けられ、駆動プーリー２の位置で冷却液体及び金
属細線は慣性力により溝付コンベアベルト１より
排出される。この金属細線１８は捲取機１１によ
り捲取られる。排出された冷却液体は液体バツフ
ル１２により冷却液受槽タンク１３に集められた
後、冷却液輸送ポンプ１４で流量計１５、冷却器
１６を通して冷却液供給ノズル１０に再度送られ
る。一般に、冷却速度を高くした高品質の非晶質
又は非平衡結晶質構造を有する金属細線が得やす
いため、常温以下に冷却した電解質水溶液、例え
ば、10〜25％重量の塩化ナトリウム水溶液、５〜
15％重量のカ性ソーダ水溶液、５〜25％重量の塩
化マグネシウム、塩化リチウム水溶液、50％重量
の塩化亜鉛水溶液が好ましい。流量計１５は走行
冷却液体層１７の深さを調整するもので、この冷
却液体層の深さは１cm以上が好ましく、又走行冷
却液体層１７と紡糸ノズル９との距離はできるだ
け小さく、１〜５mmに保つことが望まれる。 本発明における断面が円形な金属細線とは、同
一断面の最長軸直径（Rmax）と最短軸直径
（Rmin）の比Rmin／Rmaxが0.6以上の真円度の
ものをいう。 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 第１図に示した如く、溝付コンベアベルトが紡
糸ノズル直下近傍において水平に走行している装
置を用い、Fe75原子％、Si10原子％、B15原子％
組成からなる合金をアルゴン雰囲気中で1300℃で
溶融した後、紡糸ノズル孔径（Do）0.20mmφよ
りアルゴンガス圧5.0Kg／cm²で、温度４℃、深さ
2.5cm、速度600mm／分で走行している溝付コンベ
アベルト上に形成された冷却水体層に対し、60゜
の接触角（θ）で噴出して冷却固化させた後、捲
取機１１にて連続的に巻取つた。 紡糸ノズルと走行冷却液体層との距離は1.5mm
に保持した。この時の紡糸ノズルから噴出された
溶融金属流の速度Ｖ_Jは、520ｍ／分（単位時間当
りの溶融金属の吐出量Q₁（ｇ／分）を測定し、
Q₁＝π（Ｄ_０／２）^２・Ｖ_J・ρ_０の関係式よりＶ_Jを 算出した。但し、D₀は紡糸ノズル孔直径（cm）、
ρ_０は合金の密度を表わす。）であつた。 得られた金属細線の平均直径は0.170mmφで、
真円度は0.95であり、ほぼ真円に近い円形断面形
状を有して、長さ方向の太さ斑は4.0％で高品質
の連続金属細線が得られた。しかも引張り破壊強
さ355Kg／mm²、破断伸びは3.5％の高強力、高タフ
ネス金属細線であつた。 この細線をさらに常温で、ダイヤモンドダイス
を用いて、直径0.140mmφまで伸線加工したとこ
ろ、引張り破断強さは390Kg／mm²、破断伸びは5.0
％と向上し、非常に均一な外観の金属細線が得ら
れた。しかもこの金属細線をFeKα照射を用いた
Ｘ線回折で結晶性について検査したところ、非晶
質状態の特徴のある広い回折ピークのみが観察さ
れた。 尚、長さ方向の太さ斑の測定は10ｍ試長中ラン
ダムに10点直径を測定し、直径の最大と最小との
差を平均直径で割りそれを100倍して求めた。 実施例 ２ 第２図に示した如く、溝付コンベアベルトが紡
糸ノズル直下近傍において、曲線半径75cmで彎曲
走行している装置を用い、Fe45原子％、Mn38原
子％、Al10原子％、C7原子％組成からなる非平
衡結晶質形成能を有する合金をアルゴン雰囲気中
で1400℃で溶融した後、孔径0.15mmφの紡糸ノズ
ルよりアルゴンガス圧4.5Kg／cm²で、500ｍ／分の
速度で走行している溝付コンベアベルト上の溝
に、−20℃の10％重量の塩化マグネシウム水溶液
からなる深さ3.0cmの走行冷却液体層に対し、80
゜の接触角（θ）で噴出して冷却固化させた後、
捲取機にて連続的に捲取つた。 この時の紡糸ノズルと走行冷却液体層との距離
は2.0mmに保持した。又紡糸ノズルより噴出され
た溶融金属流の速度（Ｖ_J）は425ｍ／分であつ
た。 得られた金属細線の平均直径は0.130mmφであ
り、引張り破断強さ95Kg／mm²、伸び35％、真円度
0.90、太さ斑5.0％の非常にねばい金属細線を得
た。 この金属細線を室温中でダイヤモンドダイスを
用いて、直径0.050mmφまで冷間伸線したとこ
ろ、引張り破断強さは260Kg／mm²、伸びは1.3％の
高強力、極細金属細線を得た。 この金属細線をFeKα照射を用いたＸ線回折で
結晶相の固定および結晶粒径を電顕観察で測定し
たところ、約1.5μｍ以下の微結晶粒径からな
る、ねばいNi₃Al型の非平衡化学物相からなつて
いた。 実施例 ３ 実施例１と同一の装置を用い、Al80原子％、
Cu20原子％組成からなる合金をアルゴン雰囲気
中で650℃で溶融した後、紡糸ノズル孔径0.30mm
φよりアルゴンガス圧1.0Kg／cm²で、種々の速度
（Ｖ_W）で走行している溝付コンベアベルト上に形
成された温度10℃、深さ1.5cmの冷却液体層に対
し、接触角（θ）をも変え、噴出して冷却固化し
た時の金属細線の線径斑、真円度、連続性につい
て測定した結果を表１にまとめて示す。 この時の紡糸ノズルより噴出された溶融金属流
の速度（Ｖ_J）は200ｍ／分であつた。

【表】 低融点合金なるがため、試験No.５、６の如く接
触角（θ）を大きくすると、線径斑は大きく、真
円度は低下する傾向が認められた。また冷却液体
層の速度（Ｗ_W）を溶融金属の速度（Ｖ_J）より小
さい試験No.１は線径斑は非常に大きく、しかも彎
曲した金属細線となつた。逆にＶ_W＞1.3V_Jであ
る試験No.３は連続した金属細線は得られず、短切
状のものであつた。さらに試験No.２は均一な連続
金属細線で、引張り強さ55Kg／mm²、伸び3.0％の
微結晶質金属細線を得た。 即ち、表１に示した如く、金属細線の使用目的
に応じ、冷却固化条件を選択することにより、
種々の性能、形状を有した金属細線を得ることが
できた。 実施例 ４ 第２図に示す如く、溝付コンベアベルトが紡糸
ノズル直下近傍において、曲率半径30cmで彎曲走
行し、しかも直接溝付コンベアベルトの内側底部
にリボン状磁石を取付けた装置を用い、Co72.5
原子％、Si12.5原子％、B15原子％組成からなる
合金をアルゴン雰囲気中で1300℃で溶融した後、
紡糸ノズル孔径（D₀）0.13mmφよりアルゴンガス
圧4.5Kg／mm²で、温度４℃、深さ2.5cm、速度500
ｍ／分で走行している溝付コンベアベルト上に形
成された冷却液体層に対し75゜の接触角で噴出し
て冷却固化させた後、捲取機１１にて連続的に巻
取つた。 このときの紡糸ノズル走行冷却液体層との距離
は1.0mmに保持した。また、紡糸ノズルから噴出
された溶融金属流の速度（VJ）は475ｍ／分であ
つた。 得られた金属細線の平均直径は0.125mmφで、
真円度は0.98であり、長さ方向の太さ斑は1.5％
と非常に高品質の均一で連続した非晶質金属細線
であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明を実施するための
一実施態様を示す装置の概略図で、第３図は第１
図及び第２図のＡ−A′線断面図である。 １……溝付コンベアベルト、２……駆動プーリ
ー、３，３′，３″……ターンプーリー、４……ガ
イドローラー、５……磁力装置、６……加熱器、
７……溶融ルツボ、８……溶融金属原料、９……
紡糸ノズル、１０……冷却液供給ノズル、１１…
…捲取機、１２……液体バツフル、１３……冷却
液受槽タンク、１４……冷却液輸送ポンプ、１５
……流量計、１６……冷却器、１７……冷却液体
層、１８……金属細線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属を紡糸ノズルより噴出し、走行して
   いる溝付コンベアベルト上に形成された冷却液体
   層に接触させて急冷固化することを特徴とする円
   形断面を有する金属細線の製造方法。 ２ 溝付コンベアベルト上に形成された冷却液体
   層が、溝付コンベアベルトの彎曲走行による遠心
   力で該コンベアベルト上に押しつけられた走行冷
   却液体である特許請求の範囲第１項記載の製造方
   法。 ３ 溶融金属を紡糸ノズルより噴出し、紡糸ノズ
   ルと磁力装置との間を走行している溝付コンベア
   ベルト上に形成された冷却液体層に接触させて急
   冷固化することを特徴とする円形断面を有する金
   属細線の製造方法。 ４ 磁力装置を溝付コンベアベルトの底部に設置
   させる特許請求の範囲第３項記載の製造方法。