KR0149065B1

KR0149065B1 - 무정형 합금리본 제조방법

Info

Publication number: KR0149065B1
Application number: KR1019940020673A
Authority: KR
Inventors: 겐지 오다가와; 히로시 와다나베
Original assignee: 도끼와 히꼬끼찌; 닛폰 케미콘 가부시끼가이샤
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1994-08-22
Publication date: 1998-11-16
Also published as: CN1106071A; EP0640419A1; CA2130597A1; KR950006009A; EP0640419B1; DE69414054T2; US5647921A; CN1040344C; DE69414054D1

Abstract

하기 일반식으로 표시되는 조성을 갖는 용융합금을 노즐팁에 형성된 슬롯을 통하여 주입하는 단일롤법으로 0.05∼3.0중량%의 Be를 함유하는 Cu 합금으로 된 냉각휠상에서 무정형합금리본을 제조하는 방법에 관한 것이다.

(Fe_1-aM_a)_100-x-y-z-bCu_xSi_yB_ZM'_b

(여기서 M은 Co 원소 및/또는 Ni원소, M'는 Nb, Mo, W 및 Ta로 된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소, a, x, y, z 및 b는 0≤a≤0.1, 0.5≤x≤2(원자%), 5≤y≤20(원자%), 5≤z≤11(원자%), 14≤y+z≤25(원자%) 및 2≤b≤5(원자%) 관계를 만족시키고, 각 y대z의 비(y/z)가 0.5≤y/z≤3 범위이다.)

본 방법은 냉각휠상에 형성된 무정형합금리본의 박리위치를 조절할 수 있는 잇점이 있다.

Description

무정형 합금리본 제조방법

제1도는 본 발명에 의한 무정형 합금리본 제조방법의 개념도.

제2도는 본 발명에 사용되는 노즐팁의 확대 횡단면도.

제3도는 단일 롤법에 의해 제조된 무정형 합금리본의 자유표면측에서 취한 X-레이회절 패턴의 개념도.

본 발명은 단일 롤 액체 담금질법에 의해 무정형 합금리본을 제조하는 방법에 관한 것이다.

고포화자속밀도를 나타내는 각종 타입의 연자성 합금이 트랜스포머, 자기헤드, 쵸크코일등에 사용하기 위한 자기코아 재료로서 개발되어 있다.

예를 들어 일본특허공보 4(1992)-4393에는 하기식으로 표시되는 조성을 가지며, 또한 1000Å 이하의 평균 입도사이즈를 갖는 미세결정입자를 적어도 50% 갖고 나머지가 무정형으로 구성된 조직을 갖는 연자성합금이 개시되어 있다.

(Fe_1-aM_a)_100-x-y-z-bCu_xSi_yB_ZM'_b

상기식으로 M은 Co 및/또는 Ni, M'는 Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti 및 Mo로 된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소이며, a, x, y, z 및 b는 0≤a≤0.5, 0.1≤x≤3, 0≤y≤30, 0≤z≤25, 5≤y±z≤30 및 0.1≤b≤30의 관계를 만족시킨다. 이 미소결정의 연자성합금은 저코아손과 저자왜 현상을 나타내는 것으로 개시되어 있다.

상기 조성을 갖는 미소결정의 연자성 합금들중에서 M'가 Nb, W, Ta 및 Mo로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고, a, x, y, z 및 b가 a=0, 0.5≤x≤2.5, 5≤y≤20, 5≤z≤11, 14≤y+z≤25 및 2≤b≤5의 관계를 만족시키는 것들은 특히 고포화자속밀도를 갖고 있지 않을 뿐만 아니라 저코아손과 저자왜 현상값을 갖고 있지 않음이 와이,요시자와와 케이.아마구찌의 일특허공보 4(1992)-4394, 와이.요시자와와 케이.아마구찌의의 일본잡지 마그네틱 소사이어티(Magnetic Socity) 13,231(1989), 와이.요시자와와 케이.아마구찌의의 잡지 the Japan Institute of Metals, 53,241(1989), Material Science and Engineering, A133, 176(1991)에 충분히 설명되어 있다.

상기 미소결정의 연자성합금을 제조하는 기본 방법은 일본특허공개공보 3(1991)-219009에 개시되어 있다.

기본방법은 상기 조성을 갖는 용융물을 담금질하여 무정형 합금을 형성하는 단계와 열처리하여 1000Å이하의 평균 입도사이즈를 갖는 미세 결정입자를 형성하는 단계로 된다. 그러나, 상기 단계들 각각을 어떻게 행하는지에 대해서는 상기 공보에 개시되어 있지 않다. 또한 미소결정의 연자성 합금리본의 제1제조단계로서 무정형 리본을 대량 생산하는 기술에 관해서는 실용적인 방법이 알려져 있지 않아 미소결정의 연자성 합금리본의 제조에 사용한 적합한 무정형 합금리본의 공업적 대량생산이 어려운 것으로 알려져 있다.

본 발명자들은 단일 롤법에 따라 상기 조성을 갖는 무정형 합금리본의 제조시에 Fe-Si-B 합금에 비해 회전냉각 휘일로 부터 자발적으로 박리될 가능성이 있으며, 또한 박리위치가 불규칙적이므로 공업적 규모로 대량 생산하기 어렵고, 냉각휠로 부터 리본의 불규칙적인 박리위치 때문에 권취등에 의해 리본을 회수하기 어려우므로 기본의 생산성이 극도로 저하됨을 알았다.

상술한 문제점을 제거하기 위한 방법으로서 냉각휠의 표면상에 형성된 금속필라멘트를 냉각 휘일과 롤러간에 샌드위치 시키는 방법이 미국특허 제3,856,074호에 제안된 바 있다.

한편, 미국특허 제3,862,658호에는 냉각휠의 표면상에 형성되는 금속필라멘트에 제트가스를 송풍하거나 벨트 또는 롤러와 냉각휠간에 금속필라멘트를 샌드위치시킴으로써 냉각휠과 금속필라멘트의 접촉기간을 증가시킨 방법이 제안된 바 있다.

또한 미국특허 제4,202,404호에는 냉각휠과 이 냉각휠의 표면의 1/3 이상을 덮는 유연성 벨트간에 금속필라멘트를 샌드위치시키는 방법이 제안된 바 있다.

상기 특히 명세서에는 냉각휠 재료로서 Be 함유 Cu합금의 사용에 관해 개시되어 있다.

상술한 모든 종래의 방법들은 특수장치를 사용해야 되므로 제조코스트를 증가시키는 단점이 있다.

또한 일특허공개공보 55(1980)-165261에는 상기 리본과 냉각휠간의 부착력을 증진시키기 위한 수단으로써 용융금속과 적심성이 높은 Fe 또는 Cr 등의 금속코팅을 그 표면상에 갖는 Cu-Ag 합금으로 된 냉각휠의 사용이 개시되어있다.

그러나 이러한 제안은 냉각휠의 내마모성과 생산비의 측면에서 결점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로, 본 밥명의 목적은 냉각휠 노즐을 통하여 용융합금을 주입하여 형성된 무정형 합금리본이 상기 냉각휠에 만족스럽게 부착되어 무정형 합금리본이 냉각휠로부터 박리되는 위치를 정확히 조정할 수 있는 단일롤법으로 무정형 합금리본을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 의하면 필수적으로 하기 일반식으로 표시되는 조성을 갖는 용융합금을 노즐팁에 형성된 슬롯을 통하여 주입하는 단일롤법으로 0.05∼3.0중량%의 Be을 함유하는 Cu 합금으로 된 냉각휠상에서 무정형 합금리본을 제조하는 방법을 제공한다.

(Fe_1-aM_a)_100-x-y-z-bCu_xSi_yB_ZM'_b

여기서 M은 Co 및/또는 Ni원소, M'는 Nb, Mo, W 및 Ta로 된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소, a, x, y, z 및 b는 0≤a≤0.1, 0.5≤x≤2(원자%), 5≤y≤20(원자%), 5≤z≤20(원자%), 14≤y+z≤25(원자%) 및 2≤b≤5(원자%) 관계를 만족시키고, 각 y대z의 비(y/z)가 0.5≤y/z≤3 범위이다.

본 발명에서 상기 일반식으로 표시되는 조성이 a=0인 용융합금을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 합금조성비 y대 z(y/z)가 0.7≤y/z≤2인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에서 무정형 합금리본의 제조를 하기 조건하에서 행하는 것이 바람직하다:

회전냉각휠의 표면속도(주면속도)(R):

10≤R≤40 (m/sec) (sec=초)

(여기서, 회전냉각휠의 표면속도(주면속도)는 용융합금과 접촉하는 회전냉각휠의 주속을 의미한다) 및

용융합금주입압(P)(게이지):

P≤0.6 (kgf/㎠).

본 발명에서 무정형 합금리본 제조를 하기 조건에서 행하는 것도 바람직하다:

냉각휠의 표면속도(R):

10≤R≤40 (m/sec)

캐스팅온도(Tc):

1150≤Tc≤1600(℃)

용융합금주입압(P)(게이지):

P≤0.6 (kgf/㎠)

노즐팁의 슬롯폭(d):

0.2≤d≤0.9(mm), 및

노즐팁과 냉각휠간의 갭(g):

0.05≤g≤0.3(mm).

본 발명에서 무정형 합금리본 제조를 하기 조건에서 행하는 것이 특히 바람직하다:

냉각휠의 표면속도(R):

15≤R≤30 (m/sec)

캐스팅온도(Tc):

1150≤Tc≤1500(℃)

용융합금주입압(P)(게이지):

P≤0.4 (kgf/㎠)

노즐팁의 슬롯폭(d):

0.3≤d≤0.6(mm), 및

노즐팁과 냉각휠간의 갭(g):

0.08≤g≤0.2(mm)

본 발명에 의한 무정형 합금리본 제조방법을 더 구체적으로 기술하겠다.

제1도는 본 발명에 의한 무정형합금리본 제조방법의 개념도이고, 제2도는 본 발명에서 사용되는 노즐팁의 확대 단면도이다.

제1도, 제2도에 나타낸 바와 같이 본 발명에 의한 무정형합금리본 제조방법에 있어서, 회전냉각휠(3)상의 노즐(1)팁에 형성된 슬롯(2)을 통하여 용융합금(5)을 주입하여 무정형합금리본(7)을 제조한다.

여기서 사용된 무정형합금리본은 용어학상 상기 합금내의 결정(결정체)상의 비, Xc(%)(합금구조에서 결정상의 용적분율)가 30% 이하의 합금리본을 의미한다.

상기 결정체 함량은 하기식으로 정의된다.

여기서 Sc는 결정상에 의한 회절피크 영역을 표시하고, S_A는 제3도에 나타낸 바와 같이 단일롤법에 의해 제조된 무정형합금리본의 자유측면으로부터 취한 X-레이회절패턴의 무정형상에 의한 넓은 회절패턴 영역을 표시한다.

Xc가 30% 이하인 무정형합금리본은 그의 기계적 강도가 우수하기 때문에 자동으로 권취하거나 쉽게 자를수 있다. 상기 무정형합금리본의 열처리는 미소결정침전물을 동일하게 생성시켜 생성합금리본은 우수한 자기특성을 갖는다. 무정형합금리본을 지속적으로 대량생산 한다는 관점에서 본 발명의 무정형합금리본의 Xc는 5% 이하, 특히 0%인 것이 바람직하다.

본 발명의 무정형합금리본의 제조에 적당한 합금은 하기 일반식으로 표시되는 Fe합금이다.

(Fe_1-aM_a)_100-x-y-z-bCu_xSi_yB_ZM'_b

상기식에서 M은 Co(원소) 및/또는 Ni원소, M'는 Nb, Mo, W 및 Ta로 된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소이다. 또한 x, y, z 및 b는 원자%로 표시된다.

통상 a는 0≤a≤0.1, 바람직하기로는 0≤a≤0.05, 보다 바람직하기로는 a=0의 관계를 만족시킨다.

통상 x는 0.5≤x≤2(원자%), 바람직하기로는 0.5≤x≤1.5(원자%)의 관계식을 만족시킨다.

통상, y는 5≤y≤20(원자%)의 관계를 만족시키고, z는 5≤z≤11(원자%)의 관계를 만족시킨다. 통상 b는 2≤b≤5(원자%), 바람직하기로는 2≤b≤4(원자%)의 관계를 만족시킨다.

또, y 및 z는 14≤y+z≤25(원자%)의 관계를 만족시킨다. 상기 조성요건 이외에 본 발명에서 사용되는 합금의 y대z(y/z)의 원자% 비는 0.5≤y/z≤3, 바람직하기로는 0.7≤y/z≤2 관계를 만족시킨다.

상기 일반식에 포함된 원소이외에 본 발명에서 사용되는 합금은 V, Cr, Mn, Ti, Zr, Hf, C, Ge, P, Ga로 되는 군으로부터 선택된 원소와 Au 및 백금족 원소가 필요에 따라 5원자% 함유할 수도 있다.

상기 조성을 갖는 각 합금은 하기의 냉각휠에 고부착특성을 갖는다. 또한 고포화자속밀도와 저자왜를 갖는 무정형합금리본을 상기 조성을 갖는 각합금으로부터 제조할 수 있다.

본 발명의 사용에 적합한 냉각휠(냉각휠의 전부품 또는 적어도 용융합금과 접촉하는 냉각휠)은 0.05∼3.0중량%, 바람직하기로는 0.1∼2.0중량%의 Be를 함유하는 Cu 합금으로 구성된다.

여기서 사용된 Be을 0.05∼3.0중량% 함유하는 Cu합금이라는 용어는 주필수성분으로 Cu를 포함하고, 0.05∼3.0중량%의 Be와 그 나머지는 Cu로 된 Cu-Be 합금 뿐만 아니라 Cu 및 0.05∼3.0중량%의 Be과 Fe, Co, Ni 등의 다른 원소 1중량% 이하로 각각 구성된 합금을 포함한다.

상기 합금중 각각 0.05∼3.0중량%, 바람직하기로는 0.1∼2.0중량%의 Be과 그 나머지 Cu로 된 Cu-Be 합금이 본 발명에서 특히 바람직하다.

본 발명에 사용하기에 적당한 냉각휠을 0.05∼3.0중량%의 Be을 함유하는 Cu 합금이기 때문에 상기 조성을 갖는 합금에 대한 부착특성이 우수하다. 그리고 상기 냉각휘로 부터의 무정형합금리본의 자발적인 박리가 적게 발생하여 (큰 부착각) 상기 무정형합금리본이 상기 냉각휠로부터 박리되는 위치를 정확히 조정할 수 있다. 또한 상기 냉각휠과 상기 조성의 용융합금간의 부착특성이 우수하기 때문에 표면에서 그들간의 열전도성이 높아 용융합금의 냉각속도가 높다. 그러므로 표준조건하에서 무정형합금리본을 쉽게 제조할 수 있어 무정형합금리본의 산업상 대량생산이 가능하다.

본 발명에서 사용되는 냉각휠은 높은 열전도성을 갖는 Cu 합금으로 구성되기 때문에 용융합금 냉각에 있어 우수하다. 또한 0.05∼3.0중량%의 Be을 합유하는 상기 Cu 합금은 높은 비이커(Vicker)경도를 갖기 때문에 냉각휠의 내마모성이 우수하다.

본 발명에서 사용되는 냉각휠은 냉각휠의 냉각능력을 증진시키기 위한 강냉수단 즉, 냉각휠 내측에 물등의 액체를 통과시키는 수단을 구비할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 회전되는 냉각휠상에 용융합금(5)의 주입시에 회전냉각휠의 표면속도(R)가 10∼40m/sec, 특히 10∼35m/sec 범위인 것이 바람직하다.

회전냉각휠(3)상에 용융합금(5)의 주입시에 냉각휠(3)의 표면속도(R)가 10∼40m/sec 범위로 회전할 때, Fe 기재 무정형합금리본을 형성하기에 충분한 냉각속도를 얻을 수 있어 상기 형성된 리본은 냉각휠로부터 원심력에 의해서 박리되지 않는다.

본 발명에서 노즐(1)의 팁에 형성된 슬롯(2)을 거쳐 용융합금이 주입되는 주입압(P)(게이지압)이 0.6kgf/㎠ (0∼0.6kgf/㎠)이하, 바람직하게는 0.5kgf/㎠ (0∼0.5kgf/㎠)이하, 더 바람직하게는 0.4kgf/㎠ (0∼0.4kgf/㎠)이하인 것이 요망된다. 노즐(1)의 팁에 형성된 슬롯(2)을 거쳐서 용융합금이 주입되는 주입압(P)(게이지압)이 0.6kgf/㎠ 이하일때, 형성된 무정형합금리본은 냉각휠에 만족스러운 부착을 확보할 수 있는 두께를 갖는다.

또, 상기에서 얻은 두께는 소망하는 무정형합금리본을 형성하기에 만족스러운 냉각속도를 확보할 수 있는 두께이다.

제조될 무정형합금리본의 조정에 따르나 캐스팅온도(Tc)는 용융합금 온도로 1150∼1600℃, 더 바람직하기로는 1150∼1500℃ 범위가 바람직하다.

상기 캐스팅온도(Tc)가 1150∼1600℃ 범위일때 용융합금의 점도가 낮아 용융합금을 노즐을 통하여 손쉽게 주입할 수 있다. 또한 냉각휠상에 주입된 용융합금은 무정형합금리본을 엿성하는데 만족스러운 냉각 속도를 유지할 수 있다.

상기 합금은 예를 들어 고주파 가열로 용융시킬 수 있다. 일반적으로 Ar 가스등의 불활성 가스하에서 용융합금의 주입을 행할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 노즐(1)은 그의 팁에 슬롯(2)을 구비하고 있다. 상기 용융합금 슬롯(2)을 거쳐 주입된다.

노즐(1)의 팁에 있는 슬롯(2)의 폭은 0.2∼0.9mm, 특히 0.3∼0.6mm가 바람직하다.

상기 노즐(1)의 팁에 있는 슬롯(2)의 폭(d)이 0.2∼0.9mm 범위일 때, 상기 형성된 무정형합금리본은 냉각휠에 대해 만족스러운 부착을 확보할 수 있는 두께를 갖는다. 또한 상기 무정형합금리본을 형성하는데 만족스런 냉각속도를 확보할 수 있는 두께를 얻을 수 있다.

상기 슬롯(2)이 형성된 노즐팁간의 갭(g)은 0.05∼0.3mm, 특히 0.8∼0.2mm 범위가 바람직하다. 상기 노즐(1)의 팁간 갭(g)이 0.05∼0.3mm 범위일 때, 상기에서 형성된 합금리본은 냉각휠(3)에 대해 만족스런 부착을 확보할 수 있는 두께를 갖고, 용융합금의 고화정면이 노즐과 접촉되어 상기 노즐의 팁이 파괴되는 위험을 상기 갭에서 회피할 수 있다.

본 발명의 무정형합금리본의 제조를 예를 들어 진공, 대기 또는 질소, 아르곤 등의 불활성 분위기에서 행할 수 있다. 산업상의 대량생산에서 제조장비의 단순화 측면에서 조작을 대기중에서 행할 수 있어 바람직하다. 상기한 제조시에 노즐팁과 냉각휠에 He 또한 N₂가스등의 임의가스를 송풍하면서 수행해도 좋다.

본 발명의 제조방법에 있어서, 상기에서 생성된 무정형합금리본은 냉각휠에 만족스럽게 부착되어 박리위치를 공기나이프등으로 강제박리시켜 조절할 수 있다.

예를 들어 Fe-Cu-Si-B-Nb 합금의 무정형합금리본을 본 발명에 따라 산업적으로 대량 생산할 수 있다. 이렇게 제조된 무정형합금리본을 열처리하여 미세결정 입자를 형성시켜, 미소결정 연자성 합금을 얻었다.

본 발명에 의한 무정형합금리본 제조방법에서 특정량의 Be를 함유하는 Cu 합금으로 된 냉각휠과 특정조성을 갖는 용융합금을 조합 사용한다.

그리고 상기에서 무정형합금리본과 냉각휠간의 부착력이 우수하여 냉각휠로 부터의 무정형합금리본의 박리위치를 정확하게 제어할 수 있다. 따라서 권취등에 의한 무정형합금리본의 회수가 용이하여 무정형합금리본의 대량생산을 실현할 수 있다. 또, 내표면에서 용융합금과 냉각휠간의 열전도가 좋아 용융합금의냉각속도가 높다. 그러므로 표준조건하에서 무정형합금리본을 손쉽게 제조할 수 있고, 그의 산업상 대량생산이 가능하다.

[실시예]

하기 실시예를 참조하여 본 발명을 더 구체적으로 설명하겠으나 이것이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

[실시예1]

다양한 조성의 합금으로 합금리본을 형성하고, 무정형합금리본을 제조하기 위한 최적의 조성을 찾기 위해 냉각휠에 대한 합금리본의 부착 특성을 평가하기 위한 수단으로 각각의 합금리본의 접착각(θ)을 측정했다. 또한 상기에서 형성된 각각의 합금리본의 X-레이 회절패턴을 얻어 리본내에서 결정상의 존재 또는 부존재를 조사했다.

특히 약 25㎛의 두떼를 갖는 합금리본을 하기식으로 표시되는 각 조성을 갖는 각각의 합금으로부터 제조했다.

Fe_96-y-zCu₁, Si_yB_ZNb₃(원자%)

y와 z는 표1에 특정되어 있고, 단일롤법에 따라 하기의 특정조건하에서 접착각(θ)을 측정했다.

또한 각 합금리본의 X-레이회절패턴을 얻었다.

상기 결과를 표1에 나타냈다.

상기 리본의 두께가 약 25㎛가 되도록 각 조성에 대해 용융합금주입압(P)을 미세하게 조절했다.

제조시 비디오카메라로 합금리본의 상태를 촬영하고 비디오 사진으로 접착각(θ)을 측정함으로써 각 합금리본의 접착각(θ)를 결정했다. 제1도를 참조하면 상기 접착각(θ)은 노즐슬롯의 중심과 냉각휠의 중심을 지나는 선과 상기에서 형성된 합금리본이 냉각휠로부터 박리개시되는 지점과 냉각휠의 중심을 지나는 선에 의해 형성된 각으로 정의된다.

상기 접착각(θ)의 정량적 관찰에 의한 상한은 약 60이고, 상기 관찰된 접착각이 60°를 초과하면 60°로 표시한다.

[제조조건]

냉각휠의 재질

0.4중량%의 Be을 함유한 Cu-Be 회전냉각휠의 표면속도(R):

30m/sec

캐스팅온도(Tc):

1450℃

용융합금주입압(P)(게이지):

0.30∼0.35(kgf/㎠)

노즐팁과 냉각휠간의 갭(g):

0.2mm 및

대기 : 공기

이 결과는 표1의 실시예1란에 특정된 조성을 갖는 모든 합금은 접착각(θ)이 60°이상이고, 각 리본과 냉각휠간의 부착 특성이 우수함을 나타낸다.

또한 X-레이회절 측정은 상기에서 형성된 모든 리본이 실제로 무정형임을 나타낸다.

[비교예 1]

표1에 특정된 Si와 B성분을 갖는 합금을 사용하는 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 2㎛ 두께의 각 합금리본을 제조하였다. 상기 롤상의 각각의 합금리본 접착각(θ)을 측정하고, 상기에서 제조된 각각의 합금리본의 X-레이회절패턴을 얻었다.

상기 결과를 표1에 나타냈다.

표1의 비교예1란에 특정된 조성을 갖는 합금은 접착각(θ)이 작고 리본과 내각휠간의 부착력이 불량함을 나타낸다.

또한 상기 X-레이 회절측정은 상기에서 제조된 각각의 합금리본이 적어도 30%의 결정상을 함유하고 있음을 보여준다.

[비교예 2]

실시예 1에서 사용된 합금조성에서 선택된 4개의 시료를 사용하고 냉각휠로써 동재 냉각휠을 사용하는 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 약 25㎛ 두께의 각 합금리본을 제조했다.

상기 냉각휠상의 각 합금리본의 접착각(θ)을 측정하고, 상기에서 제조된 각각의 합금리본의 X-레이회절패턴을 얻었다.

상기 결과를 표1에 나타냈다.

표1의 비교예2란에 특정된 조건하에서 제조된 합금리본은 접착각(θ)이 작고, 상기 리본과 냉각휠간의 부착력이 불량함을 나타낸다. 또한 X-레이회절측정은 상기에서 제조된 각 합금리본이 적어도 30%의 결정상을 함유하고 있음을 보여준다.

여기서 S는 결정상에 의한 회절피크영역을 나타내고, S는 상기 합금리본의 자유측 표면으로부터 취한 X-레이회절패턴의 무정형상에 의한 넓은 회절패턴영역을 나타낸다.

무정형합금리본 제조에서 14≤+z≤25(원자%)와 0.5≤y/z≤3(여기서 y 및 z는 각각 Si와 B함량을 표시한다)의 관계을 만족시키는 조성을 갖는 합금을 단일롤법에 따라 0.05∼0.3중량%의 Be을 함유하는 Cu-Be 합금으로 된 냉각휠에 적용하면, 상기 리본과 냉각휠간의 부착특성이 우수하고, 접착성이 좋다는 것을 표1에서 명백히 알 수 있다.

[실시예 2]

다른 제조조건을 하기한 바와같이 설정하면서 캐스팅온도(Tc), 냉각휠의 표면속도(R), 용융합금주입압(P)을 표2에 특정한 바와 같이 변경하면서 단일 롤법에 따라서 하기식으로 표시된 조성합금으로부터 무정형합금리본을 제조했다:

Fe_73.5Cu₁Si_13.5B₉Nb₃(원자%)

상기 롤상이 각 합금리본의 접착각(θ)과 상기에서 형성된 각 합금리본의 두께(h)를 실시예1과 동일한 방법으로 측정했다. 또한 각 합금리본의 X_c는 실시예1과 동일한 방법으로 결정하였다.

상기 결과를 표2에 나타냈다.

제조조건

냉각휠의 재질:

0.4중량%의 Be을 합유한 Cu-Be 합금

노즐팁(d)의 슬롯폭(d):0.3mm

노즐팁과 냉각휠(g)간의 갭:0.2mm 및

대기 : 공기

[실시예 3]

캐스팅온도(Tc), 냉각휠의 표면속도(R) 및 용융합금의 주입압(P)를 표3에 특정된 바와같이 변경하는 외에는 실시예2와 동일한 방법으로 단일롤법에 따라서 하기식으로 표시된 조성합으로부터 무정형합금리본을 제조했다:

Fe₇₆Cu₁Si₁₁B₉Nb₃(원자%)

상기 롤상의 각 합금리본의 접착각(θ)과 상기에서 형성된 합금리본의 두께(h)를 실시예1과 동일한 방법으로 측정했다. 또, 상기 각 합금리본의 결정함량(X_c)은 실시예1과 동일한 방법으로 결정했다.

상기 결과를 표3에 나타냈다.

[실시예 4]

캐스팅온도(Tc), 냉각휠의 표면속도(R) 및 용융합금주입압(P)을 표 4에 특정된 바와같이 변경하는 외에는 실시예2와 동일한 방법으로 단일롤법에 따라서 하기식으로 표시된 조성합금으로부터 무정형합금리본을 제조했다.

Fe₇₉Cu₁Si₈B₉Nb₃(원자%)

상기 롤상의 각 합금리본의 접착각(θ)과 상기에서 형성된 각 합금리본의 두께(h)를 실시예1과 동일한 방법으로 측정했다. 또, 상기 각 합금리본의 결정함량(X_c)은 실시예1과 동일한 방법으로 결정했다.

상기 결과를 표4에 나타냈다.

표2와 4는 냉각휠의 표면속도(R)와 주입압(P)이 각각 10≤R≤40 (m/sec) 및 P≤0.6 (kgf/㎠)(게이지압)을 만족할 때 무정형합금리본과 냉각휠간에서 특히 우수한 부착특성을 얻을 수 있음을 나타낸다.

[실시예5∼20]

하기의 특정조건하에서 표5에서 특정된 조성합금으로부터 단일롤법에 의해 무정형합금리본을 제조했다. 상기 롤상의 각 합금리본의 접착각(θ)를 실시예1와 동일한 방법으로 측면했다. 또 실시예5∼20에서 얻은 각 합금리본의 X를 실시예1과 동일한 방법으로 측정했다. 측정된 X모두는 0%였다.

상기 결과를 표5에 나타냈다.

캐스팅 온도를 합금조성에 따라 조절하면서 무정형합금리본의 평균 두께가 25∼30㎛가 되게 하기에 특정한 바와같이 용융합금의 주입압(P)을 조정했다.

냉각휠의 재질:

0.4중량%의 Be를 함유한 Cu-Be합금

냉각휠의 표면속도(R): 30(m/sec)

캐스팅온도(Tc): 표5에 특정됨

용융합금주입압(P)(게이지): 표5에 특정

노즐팁의 슬롯폭(d): 0.3(mm)

노즐팁과 냉각휠간의 갭(g): 0.2(mm), 및

대기: 공기

각종 대기와 하기의 특정조건하에서 단일롤법에 따라 하기식으로 표시된 조성의 합금으로부터 약 25∼30㎛ 두께를 각각 갖는 무정형합금리본을 제조했다.

Fe_96-y-zCu₁SiyB_zNb₃(원자%)

상기 롤상의 각 합금리본의 접착각(θ)과 상기 합금리본의 두께(h)를 실시예1과 동일한 방법으로 측정했다. 또 상기에서 얻은 각 합금리본의 결정함량(X_c)을 실시예1과 동일한 방법으로 결정했다.

상기 결과를 표6에 나타냈다.

제조조건

냉각휠의 재질:

0.4중량%의 Be를 함유한 Cu-Be합금

냉각휠의 표면속도(R): 30(m/sec)

캐스팅온도(Tc): 1450℃

용융합금주입압(P)(게이지): 0.35(kgf/㎠)

노즐팁의 슬롯폭(d): 0.3(mm), 및

노즐팁과 냉각휠간의 갭(g): 0.2(mm)

표6은 상기 제조를 비공기의 대기하에서 행할지라도 무정형합금리본은 냉각휠에 만족스럽게 접착됨을 나타낸다.

[실시예 22]

노즐팁과 냉각휠의 다양한 갭(g)과 하기의 특정된 조건하에서 단일롤법에 따라 하기식으로 표시된 조성합금으로부터 약 25-30㎛의 두께를 각각 갖는 무정형합금리본을 제조했다:

Fe₇₆Cu₁Si₁₁B₉Nb₃(원자%)

상기 결과를 표7에 나타냈다.

상기 제조를 비공기의 대기하에서 행할지라도 무정형합금리본은 냉각휠에 만족스럽게 접착된다.

[제조조건]

냉각휠의 재질:

0.4중량%의 Be를 함유한 Cu-Be합금 , 냉각휠의 표면속도(R): 30(m/sec)

용융합금주입압(P)(게이지): 0.35(kgf/㎠)

노즐팁의 슬롯폭(d): 0.3(mm) 및

노즐팁과 냉각휠간의 갭(g): 0.2(mm)

[실시예 23]

하기의 특정된 조건하에서 단일롤법에 따라 하기식으로 표시된 조성합금으로부터 약 25-30㎛의 두께를 각각 갖는 무정형합금리본을 제조했다:

FeCuSiyBNb(원자%)

(여기서 y 및 z는 표8에 측정됨)

상기 롤상의 각 합금리본의 접착각(θ)과 상기 합금리본의 두께(h)를 실시예1과 동일한 방법으로 측정했다. 또 상기에서 얻은 각 합금리본의 결정함량(X)을 실시예1과 동일한 방법으로 결정했다.

상기 결과를 표8에 나타냈다.

0.4중량%의 Be을 함유하는 Cu-Be합금으로 된 냉각휠의 사용함으로써 무정형합금리본은 냉각휠에 만족스럽게 접착된다.

[제조조건]

냉각휠의 재질:

1.9중량%의 Be를 함유한 Cu-Be합금, 냉각휠의 표면속도(R): 30(m/sec),

캐스팅온도(Tc): 1450℃,

용융합금주입압(P)(게이지): 0.30(kgf/㎠),

노즐팁의 슬롯폭(d): 0.3(mm) 및,

노즐팁과 냉각휠간의 갭(g): 0.15(mm)

Claims

회전냉각휠의 표면속도(R): 10≤R≤40 (m/sec), 캐스팅온도(Tc): 1150≤Tc≤1600(℃), 용융합금주입압(P)(게이지): P≤0.6 (kgf/㎠), 노즐팁의 슬롯폭(d): 0.2≤d≤0.9(mm) 및 노즐팁과 냉각휠간의 갭(g): 0.05≤g≤0.3(mm)의 조건하에서 하기 일반식으로 표시되는 조성을 갖는 용융합금을 노즐팁에 형성된 슬롯을 통하여 Be를 0.05∼3.0중량% 함유하는 Cu 합금으로 된 냉각휠상에 분사하여 단일롤법에 의해 무정형합금리본을 제조하는 것이 특징인 무정형합금리본 제조방법.

(Fe_1-aM_a)_100-x-y-z-bCu_xSi_yB_ZM'_b

상기식에서 M은 Co 원소 및/또는 Ni원소, M'는 Nb, Mo, W, Zr, Hf, Ti 및 Ta로 된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소, a, x, y, z 및 b는 0≤a≤0.1, 0.5≤x≤2(원자%), 5≤y≤20(원자%), 5≤z≤11(원자%), 14≤y+z≤25(원자%) 및 2≤b≤5(원자%) 관계를 만족시키고, 각 y대z의 비(y/z)가 0.5≤y/z≤3 범위이다.
제1항에 있어서, 상기 용융합금이 하기 일반식으로 표시되는 조성을 갖는 것이 특징인 무정형합금리본제조방법.

Fe_100-x-y-z-bCu_xSi_yB_ZM'_b

상기식에서 M'은 Nb, Mo, W 및 Ta로 된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소, x, y, z,b는 0.5≤x≤2(원자%), 5≤y≤20(원자%), 5≤z≤11(원자%), 14≤y+z≤25(원자%) 및 2≤b≤5(원자%) 관계를 만족시키고, y대z의 비(y/z)는 0.5≤y/z≤3 범위이다.
제1항에 있어서, 상기 합금조성의 y대z의 비(y/z)가 0.7≤y/z≤2 범위인 것이 특징인 무정형합금리본방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무정형합금리본의 제조를 하기 조건; 회전냉각휠의 표면속도(R): 15≤R≤30 (m/sec), 캐스팅온도(Tc): 1150≤Tc≤1500(℃),

용융합금주입압(P)(게이지): P≤0.4 (kgf/㎠), 노즐팁의 슬롯폭(d): 0.3≤d≤0.6(mm) 및 노즐팁과 냉각휠간의 갭(g): 0.08≤g≤0.2(mm)하에서 행하는 것이 특징인 무정형합금리본제조방법.