JPS6353204A - 非晶質合金粉末の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は各種の用途に使用される非晶質合金粉末の製造
方法に関するものである。

（従来の技術） 非晶質合金の粉末を超急冷法、すなわち合金を溶湯から
ノズルを介して噴出し、移動する冷却基板上で急冷して
非晶質化した薄帯を粉砕し粉末化する方法は、米国特許
第４２９０８０８号明細書く特開昭５５−１２８５０６
号公報）、米国特許第４４０６７００号明細書、特開昭
５８−１２０７０３号公報等に開示されている。

非晶質合金薄帯は鋳造まま（ａｓ　ｃａｓｔ）では−最
には延性を有し、１８０°密着曲げでも破壊しない。こ
のため粉砕法で非晶質合金粉末を製造するためには非晶
質合金を脆化させる必要がある。これを行う具体的な手
法として提案されているのが上記の各発明である。すな
わち米国特許第４２９０８０８号明細書に記載されてい
る発明は、非晶質合金薄帯を、脆化を起すために必要な
温度と時間保持した後粉砕装置で粉末化する方法である
。また米国特許第４４０６７００号明細書に記載されて
る発明は、非晶質合金を水素脆化させた後、粉末化する
方法である。

以上の方法は鋳造ままの非晶質薄帯を脆化させることに
よって粉末化を容易にする方法として確かに有効ではあ
る。しかしながら熱処理、水素脆化処理などの工程を必
要とするための、生産性が悪かった。

これを改良するために鋳造工程と粉砕工程を一貫プロセ
スとする改良された装置および方法が特開昭５８−１２
０７０３号公報に記載されている。該公報の記載によれ
ば鋳造から粉砕まで一貫プロセス化はされているが脆化
手段として途中に熱処理手段を含んでいる。熱処理手段
を含まない場合は破断を可能にするためにハンマーミル
やナイフミルのような特殊な装置を使うことを推奨して
いる。これはボールミルのような衝撃力の小さい装置で
は効果が小さいためである。しかしハンマーミルやナイ
フミルは非晶質合金材料が延性を有していることおよび
非晶質特有の硬さのためにミルの摩耗や破損が激しいこ
とが実用上問題である。

また上記特開昭５８−１２０７０３号公報には鋳造まま
の薄帯を脆化するために冷却ホイールの速度を調整する
ことを提案している。しかしこの方法で脆化した薄帯は
一般に少なくとも部分的に結晶が存在していることが多
いため非晶質特有のすぐれた性能が損われる恐れがある
。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は溶湯急冷法によって作製された鋳造ままの非晶
質合金薄帯が非晶質状態を保持したままで充分に脆い薄
帯をつくり、それをボールミルなど通常の粉砕機で粉砕
することによって熱処理を行うことなく容易に非晶質の
粉末を製造する方法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） 本発明は溶湯急冷法によって作製された鋳造ままの非晶
質合金薄帯を粉砕されやすくするために、鋳造前の母合
金に脆化を促進する元素を添加することを特徴とする。

母合金の基本組成は金属と半金属の合金で脆化元素とし
て旧、　Ｚｎ、　Ｃｕ、　Ｐｂ、　Ｓｎ。

Ｂｅｌ＋　Ｓｂ＋　Ｓ＋　Ｓｅ＋　Ｔ’３を０．０１〜
１０原子％含有する。基本組成の金属元素は、Ｆｅ、　
Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｃｒ、　Ｖ。

Ｍｏ＋　Ｗ、　Ｍｎ、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｔｉなど、半
金属はＢ　、　Ｓｔ。

Ｃ、Ｐ　、　Ｇｅである。

上記条件を満す母材から急冷法で作製された薄帯または
線はＸ線回折法で非晶質特有のハロー状パターンを示す
にも拘らず極めて脆（、熱処理を施すことなく粉砕が容
易である。

本発明の非晶質合金は基本成分として金属および半金属
の合金である。合金元素にはＦｅ、　Ｎｉ、　Ｃｏ。

Ｃｒ、　Ｖ　、　Ｍｏ、　Ｗ　、　Ｍｎ、　Ｎｂ、　Ｔ
ａ、　Ｔｉなどの少なくとも一種を含み、半金属はＢ　
、　Ｃ、Ｓｉ　、　Ｐ　、　Ｇｅの一種以上であるそれ
ぞれの元素の含有量は１０４℃／ｓｅｃ以上の冷却速度
で少なくとも９０％が非晶質イ、ヒすることを条件に選
定される。非晶質になりや°すい金属と半金属の比率は
原子数比で（７０〜９０）＝（３０〜１０）の範囲にあ
る。

脆化を起す元素の含有量は元素の種類によって異るが０
．０１〜１０原子％の範囲である。０．０１原子％以下
では脆化の効果が確実ではなく、また１０原子％以上で
は基本成分および半金属成分の量が少くなり非晶質合金
としての本来の性質に影響を及ぼす惧があるのみならず
経済的にも得策ではない。これらの脆化元素の含有量は
Ｓ　、Ｓｅ、　Ｔｅは０．０１〜１原子％程度で充分効
果を発圧する。

またＢｉ、　Ｚｎ、　Ｃｕ、　Ｐｂ、　Ｓｎ、　Ｂｅ、
　Ｓｂは１〜１０原子％含有させることが好ましい。い
ずれにせよこれらの脆化元素の種類と量は非晶質粉末に
要求される性質に依存して決定する。

次に本発明の実施の態様について述べる。まず本発明に
用いる装置の概要を第１図に示す。１゜２は原料を溶解
するための溶解部で、加熱装置１と溶解された原料３で
ある溶湯を保持するためのるつぼ２から成り、るつぼ２
の底面には溶湯を噴出するためのノズル４があり冷却基
板５（一般には金属製ロール）に対向して設定される。

ノズルの形状は様々な形態を取り得るが、例をあげるな
らば、第２図に示すようなものがある。

第２図において（ａｌはテープ状の薄帯をつくるための
スリット状ノズル、（ｂｌはスリット状ノズルを基板の
移動方向（第２図矢印）に複数個配設したものでスリッ
トの間隔は４鶴以下である。（ｂｌのノズルは板厚の大
きな薄帯を製造する際に使われる。

（Ｃ）は多孔ノズルの一形態を示し角形のノズルを幅方
向に多数、角度をもって配列したもので、やはり薄帯を
製造する際に使われる。（ｄｉ、　（ｅｌ、　（ｆ）は
−般には繊維をつくる場合に用いられるが、［ｄｌ、　
（ｆｌについては鋳造条件によっては薄帯の製造も可能
である。ノズルの形態の例を具体的に挙げたが本発明に
おいては特にこれを指定しない。要は粉砕工程における
粉砕が容易でありかつ所望の粒度、形態の粉末の作りや
すいものを選ぶことである。

粉砕工程において長い薄帯あるいは繊維のままでは不便
なことがある。この場合予備粉砕をするとよいが、これ
を省くために短かい薄帯（又はシート）あるいは短繊維
を鋳造工程で直接製造すると効率的である。具体的方法
としては特開昭５９−１５７３２２号公報に開示される
溝付ロールを使用して鋳造する方法がある。第２図のノ
ズルのタイプに依存して、短繊維あるいは短かい薄帯（
シート）が得られる。

本発明の非晶質粉末製造は、熱処理工程を省くことに特
徴がある。すなわち熱処理なしで鋳造ままの薄帯あるい
は繊維が脆性をもつようにするために、原料に脆化元素
を含有させる。脆化元素はすでに述べたようにＢｉ、　
Ｚｎ、　Ｃｕ、　Ｐｂ、　Ｓｎ、　Ｂｅ、　Ｓｂ。

Ｓ　、　Ｓｅ、　Ｔｅの少くとも１種である。含有量は
原子％で０．０１〜１０である。元素によって含有量の
好ましい範囲はすでに述べた通りである。

本発明の方法によれば非晶質合金は鋳造ままで脆性を有
しているので、そのまま粉砕装置で粉砕することが可能
である。したがって鋳造−粉砕一貫工程とすることが可
能である。粉砕工程で用いられる装置には振動ミル、ボ
ールミル、ルーレットミル、ロッドミルなどがあるが、
これらに限定するものではない。

（実施例） 次に実施例をあげて説明する。

実施例１ 合金成分がＦｅＣｒ５Ｂ＋ｚＣｔＳｏ、ｏｚ　（ａｔχ
）で単ロール（Ｃｕ合金製）急冷法（約１０Ｓ℃／ｓｅ
ｃの冷却速度）で作製された幅５０鰭、板厚約３．０μ
ｍの非晶質薄帯を予め１片が５０ｍ程度の長さに切断し
ておき、この切片約１　ｋｇを内容積２１の振動ミルに
約８１φのＡ　ｌ　ｚｏ＊の球とともに装入し、振動さ
せて非晶質の粉末を作製した。作動時間を３０分間で作
製された非晶質粉末の粒度は４２０μｍ以上が重量比で
５．３％、４２０〜１４９μｍが　３０゜２％、１４９
μｍ以下が６４．５％であった。

実施例２ 合金成分が、ＦｅＣｒｔＮｉｚｏＢ＋　ｚｃｔＢｉ３の
単ロール（実施例１と同じ装置）急冷法で作製された幅
２５１員、板厚約４０μｍの非晶質合金薄帯を予め約１
００　＊＊の長さに切断しておき、これを約１　ｋ＋ｒ
、内容積が１１のルーレットミルで２０１１φのステン
レス鋼製の球とともに高速回転させて非晶質の粉末を作
製した。作動時間は１５分であった。作製された非晶質
粉末の粒度は４２０μｍ以上が重量比で、２３．７％、
４２０〜１４９μｍが５０，３％、１４９μｍ以下が２
６％であった。

実施例３ 成分が第１表に示した合金を実施例１および２と同じ手
法で薄帯化した後、小片化し、各１　ｋｇをホールミル
で３０分粉砕した。ポールは約ＩＱｉｍφのＡ　７！２
０３製であった。作製された各成分の粉末の粒度分布は
同じく第１表に示した。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の方法の採用により、非晶質
合金の粉末を、熱処理工程を省略しても容易に粉砕法で
作製することができ、作製された非晶質粉末は磁気研磨
、磁気クラッチ、磁気コア、ブレーキシュー、磁気シー
ルド、電磁波シールド、複合強化材、磁気フィルターな
どにそのままあるいは成形した後に使用できる。用途に
よってはＣｕやＺｎ、　Ｓｎなどの金属メッキや高分子
やゴムなどを被覆した状態で使用するとさらに効果的で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は非晶質合金粉末の原料となる非晶質薄帯または
線の製造装置の概念図、第２図は非晶質薄帯または線の
製造に用いられるノズルの形態の例を示す説明図である
。 １：加熱装置　２：るつぼ　３：溶湯　４：ノズル　５
；冷却ロール 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属−半金属系合金を超急冷法によって非晶質薄
   帯または線を形成し、さらに該薄帯または線を粉砕する
   非晶質合金粉末の製造方法において、金属−半金属系合
   金に少くとも１種の脆化元素を０．０１〜１０原子％含
   有させることを特徴とする非晶質合金粉末の製造方法
2. （２）脆化元素がＢｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｅ
   、Ｓｂ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の非晶質合金粉末の製造方法