KR20160086946A - A method and system for fabricating bulk metallic glass sheets - Google Patents

A method and system for fabricating bulk metallic glass sheets Download PDF

Info

Publication number
KR20160086946A
KR20160086946A KR1020167016497A KR20167016497A KR20160086946A KR 20160086946 A KR20160086946 A KR 20160086946A KR 1020167016497 A KR1020167016497 A KR 1020167016497A KR 20167016497 A KR20167016497 A KR 20167016497A KR 20160086946 A KR20160086946 A KR 20160086946A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metallic glass
bulk
bulk metallic
rollers
feedstock
Prior art date
Application number
KR1020167016497A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
얀 슈로어스
제 리우
마이클 카닉
웬 첸
푸나닷 보르디니티카셈
로드리고 미구엘 오제다 모타
지티사 케트카요
닝 리
Original Assignee
예일 유니버시티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 예일 유니버시티 filed Critical 예일 유니버시티
Publication of KR20160086946A publication Critical patent/KR20160086946A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B3/00Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/003Making ferrous alloys making amorphous alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06Lubricating, cooling or heating rolls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/003Selecting material
    • B21J1/006Amorphous metal
    • C22C1/002
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/11Making amorphous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/003Amorphous alloys with one or more of the noble metals as major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/005Amorphous alloys with Mg as the major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/02Amorphous alloys with iron as the major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/04Amorphous alloys with nickel or cobalt as the major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/10Amorphous alloys with molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, titanium, or zirconium or Hf as the major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 박막의 큰 영역 금속 유리 시트를 제조하기 위한 낮은 힘 및 안정화된 조건 하에 금속 유리를 변형시키는 방법 및 하드웨어에 관한 것이다. 이는 통상적으로 예열 방법과 결합된 열가소성 압연 및 연신의 결합을 기본으로 한다. 변형의 주요 방식은 두께, 점도 및 결정화 시간과 같은 BMG 조건에 좌우된다.The present invention relates to a method and hardware for transforming a metallic glass under low force and stabilized conditions for producing a large area metallic glass sheet of thin film. This is typically based on the combination of thermoplastic rolling and stretching combined with the preheating method. The main mode of modification depends on BMG conditions such as thickness, viscosity and crystallization time.

Description

벌크 금속 유리 시트의 제조 방법 및 시스템{A METHOD AND SYSTEM FOR FABRICATING BULK METALLIC GLASS SHEETS}Technical Field [0001] The present invention relates to a bulk metal glass sheet,

관련 출원에 대한 교차 참조Cross-reference to related application

본원은 2013년 12월 20일자로 제출된 미국 가출원 제61/919,158호 및 2014년 7월 17일자로 제출된 미국 가출원 제62/025,558호의 이익을 주장하며, 이들 각각의 내용은 이의 전문이 본원에 참조로 포함되어 있다. This application claims benefit of U.S. Provisional Application No. 61 / 919,158, filed December 20, 2013, and U.S. Provisional Application No. 62 / 025,558, filed July 17, 2014, each of which is incorporated by reference herein in its entirety Are included by reference.

발명의 분야Field of invention

본 발명은 일반적으로 금속 유리 시트, 스트립 및 리본을 제조하기 위한 금속 유리(metallic glasses)를 변형시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates generally to a method and apparatus for transforming metallic glasses for making metallic glass sheets, strips and ribbons.

연방정부 후원 연구 또는 개발에 관한 진술서A statement of federal sponsorship research or development

본 발명은 미군 연구소(the United States Army Research Office)에 의해 수여된 W911NF-11-I-0380 하에 정부 지원으로 수행되었다. 미국 정부는 본 발명에서 특정 권리를 갖는다.The present invention was conducted with Government support under W911NF-11-I-0380 awarded by the United States Army Research Office. The United States government has certain rights in this invention.

벌크 고형화 비정질 합금(bulk solidifying amorphous alloy) 조성물로도 공지된, 벌크 금속 유리(bulk metallic glasse, BMG)는, 이들의 우수한 특성, 예를 들면, 높은 항복강도(yield strength), 큰 탄성 변형(elastic strain) 한계 및 높은 내식성(corrosion resistance)으로 인해, 다양한 적용을 위한 유망한 물질로서 여겨지는 비정질 금속 합금 물질의 한 부류이다.Bulk metallic glass (BMG), also known as bulk solidifying amorphous alloy composition, has excellent properties, such as high yield strength, large elastic strain, strain limit and high corrosion resistance, it is a class of amorphous metal alloy materials which are considered as promising materials for various applications.

BMG의 고유한 특성은 이것이 과냉각된 액체 영역(super-cooled liquid region: SCLR)인, ΔTsc를 갖는다는 것이며, ΔTsc는 점성 액체 형태의 안정성의 상대적 치수이다. SCLR은 특정 BMG 합금의 결정화 개시, Tx와 유리 전이 온도, Tg 사이의 온도차로 정의된다. 이들 값은 통상적으로 표준 열량측정 기술, 예를 들면, 20℃/분에서 DSC(시차 주사 열량측정법) 측정을 사용하여 측정될 수 있다.An inherent property of BMG is that it has a ΔTsc, which is a super-cooled liquid region (SCLR), and ΔTsc is the relative dimension of the stability of the viscous liquid form. SCLR is defined as the temperature difference between crystallization initiation, Tx and glass transition temperature, and Tg of a particular BMG alloy. These values can usually be measured using standard calorimetry techniques, for example, DSC (Differential Scanning Calorimetry) measurements at 20 ° C / min.

일반적으로, 큰 ΔTsc는 낮은 임계 냉각 속도와 관련되지만, 상당한 양의 스캐터(scatter)는 40℃ 초과의 ΔTsc 값에서 존재한다. ΔTsc가 40℃ 초과, 바람직하게는 60℃ 초과, 더욱 더 바람직하게는 70℃ 이상인 벌크-고형화 비정질 합금이 매우 바람직하며 그 이유는 상대적인 변형 용이성 때문이다. 과냉각된 액체 영역에서 벌크 고형화 합금은 고점성 액체와 같이 거동한다. 광범위하게 과냉각된 액체 영역을 갖는 벌크 고형화 합금의 점도는 유리 전이 온도에서 1012Pa·s로부터 107Pa·s로, 일부 경우에 105Pa·s로 감소한다. 벌크 고형화 합금을 결정화 온도를 초과하여 가열하면 합금의 결정화 및 우수한 특성의 직접적인 손실을 야기하며, 이는 더 이상 성형될 수 없다.Generally, a large ΔTsc is associated with a low critical cooling rate, but a significant amount of scatter is present at a ΔTsc value of greater than 40 ° C. Bulk-solidified amorphous alloys with ΔTsc above 40 ° C., preferably above 60 ° C., even more preferably above 70 ° C., are highly desirable because of their relative ease of deformation. In the subcooled liquid region, bulk solids behave like high viscosity liquids. The viscosity of bulk solidified alloys with widely supercooled liquid regions decreases from 10 12 Pa · s to 10 7 Pa · s at the glass transition temperature and in some cases to 10 5 Pa · s. Heating the bulk solidified alloy above the crystallization temperature causes crystallization of the alloy and a direct loss of good properties, which can no longer be molded.

비정질 금속 합금의 초소성 성형(superplastic forming: SPF)은 SCLR로 비정질 금속 합금을 가열하고 인가된 압력 하에 성형하는 것을 포함한다. 상기 방법은 열가소성 물질의 가공과 유사하며, 여기서, 점성과 반비례하는 성형성(formability)은 온도가 증가함에 따라 증가한다. 그러나, 열가소성 물질과 대조적으로, 높은 점성의 비정질 금속 합금은 준안정하고 결국에는 결정화된다.Superplastic forming (SPF) of amorphous metal alloys involves heating an amorphous metal alloy with SCLR and molding under an applied pressure. The process is analogous to the processing of thermoplastics, where the formability in inverse proportion to the viscosity increases with increasing temperature. However, in contrast to thermoplastics, high viscosity amorphous metal alloys are metastable and eventually crystallized.

비정질 금속 합금의 결정화는 몇몇 이유로 피해야 한다. 우선, 이는 비정질 금속 합금의 역학적 특성을 손상시킨다. 가공 관점에서, 결정화는 열간-성형 조작을 위한 가공 시간을 제한하며, 그 이유는 결정성 물질에서의 유동이 액체 비정질 금속 합금에서의 것보다 10배까지 더 높기 때문이다. 다양한 비정질 금속 합금의 결정화 키네틱(kinetic)은 기재된 점도 범위에서 수분 내지 수시간의 가공 시간을 가능하게 한다. 이것은 초소성 성형 방법을 편리한 시간 척도로 수행될 수 있는 미세하게 조정가능한 공정으로 만들며, 그물 모양의 복잡한 기하학적 구조를 가능하게 한다. Crystallization of amorphous metal alloys should be avoided for several reasons. First, it impairs the mechanical properties of the amorphous metal alloy. From a processing viewpoint, crystallization limits the processing time for hot-forming operations because the flow in the crystalline material is up to 10 times higher than in liquid amorphous metal alloys. The crystallization kinetic of various amorphous metal alloys allows processing times of several minutes to several hours in the stated viscosity range. This makes the superplastic forming process a finely tunable process that can be performed on a convenient time scale and enables a complex geometric structure in a net shape.

열가소적으로 성형될 비정질 금속 합금의 능력은, 온도 의존적 점도 및 결정화 시간 간의 상호작용과 직접적으로 관련된 파라미터인, 이의 성형성으로 기재된다. 결정화는 비정질 금속 합금의 TPF 동안 피해야 하며, 그 이유는 이것이 비정질 금속 합금의 특성을 손상하고 이의 성형을 지연시키기 때문이다. 따라서, 비정질 금속 합금의 TPF 동안 경과된 총 시간은 결정화에 대한 시간보다 더 짧아야 한다.The ability of an amorphous metal alloy to be thermoplasticly formed is described as its formability, a parameter directly related to the interaction between temperature dependent viscosity and crystallization time. Crystallization should be avoided during the TPF of the amorphous metal alloy because this impairs the properties of the amorphous metal alloy and delays its formation. Thus, the total time elapsed during the TPF of the amorphous metal alloy should be less than the time for crystallization.

시트는 최종 제품으로서 또는 추가 가공을 위한 공급원료로서 금속의 가장 중요한 형태 중 하나이다. 특히, 금속 유리의 경우, 시트가 매우 바람직하며, 그 이유는 시트가 1차원에서 박막이며, 이러한 기하학적 구조에서, 벌크 금속 유리(BMGs)는 종종 굽힘 연성(bending ductility)을 나타내기 때문이다. 예를 들면, 두께가 ~ 1mm인 중간 범위 BMG는 굽힘 연성을 나타내는 것으로 나타났다.The sheet is one of the most important forms of metal as a final product or as a feedstock for further processing. In particular, in the case of metallic glass, the sheet is highly desirable because the sheet is a thin film in one dimension, and in this geometry, bulk metallic glasses (BMGs) often exhibit bending ductility. For example, medium-range BMGs with a thickness of ~ 1 mm were found to exhibit bending ductility.

그러나, BMG 시트, 특히 거대 BMG 시트의 제조는 간단하지 않으며, 선행 기술에서는 크기가 약 10 cm x 10 cm를 초과하는 시트에 대해서는 입증되지 않았다.However, the production of BMG sheets, particularly large BMG sheets, is not simple and has not been demonstrated in the prior art for sheets larger than about 10 cm x 10 cm.

통상적인 캐스팅은 압연 공정을 통해 제조되는 BMG 시트의 제조에 적합하지 않으며, 그 이유는 상기 공정이 모순되는 요건 - 한편으로는 결정화를 피하기 위한 신속한 냉각 및 다른 한편으로는 전체 금형 캐비티(mold cavity)를 충전하기 위한 느린 냉각을 필요로 하기 때문이다. 트윈-롤(twin-roll) 캐스팅은 고 진공 또는 보호적 대기 하에서 수행되어야 하며, 간단하지 않은 조절 문제를 갖는다. BMG의 냉간 압연은 매우 제한적이며, 그 이유는 실온에서 BMG는 전단 밴드의 형성을 통해 매우 국소화되게 가소적으로 변형되고, 여기서 대부분의 변형은 국소화되며, 이는 압연에 필요한 균질한 변형과 반대된다. 그 결과, 냉간 압연 동안 달성된 변형은 매우 비-균질하고, 약 1mm가 넘는 두께의 공급원료 물질의 경우, 직접적인 균열을 야기한다.Conventional casting is not suitable for the production of BMG sheets produced through the rolling process, because the process is contradictory - on the one hand, rapid cooling to avoid crystallization and on the other hand the entire mold cavity, Lt; RTI ID = 0.0 > cooling < / RTI > Twin-roll casting has to be performed under a high vacuum or protective atmosphere, and has a non-simple adjustment problem. Cold rolling of BMG is very limited because at room temperature BMG is slightly deformed to a very localized state through the formation of shear bands, where most deformation is localized, which is counter to the homogeneous strain required for rolling. As a result, the deformation achieved during cold rolling is very non-homogeneous and, in the case of feedstock materials of thicknesses greater than about 1 mm, causes direct cracking.

특정 BMG의 과냉각된 액체 영역 내의 온도(Tg < T < Tx)에서의 변형이 또한 성형 및 가공을 위해 연구되었다. BMG는, 실제적인 변형 속도를 위한 과냉각된 액체 영역 내의 온도에서, 실온 항복 강도의 ~ 1/100인, 낮은 응력에서 균질하게 변형되며, 이러한 낮은 유동 응력(flow stress)으로의 접근법은 박막 BMG 디스크를 제조하는데 연구되었다.Deformation at the temperature (T g < T < T x ) within the subcooled liquid region of a particular BMG was also studied for molding and processing. The BMG is homogeneously deformed at low stress, which is ~ 1/100 of the room temperature yield strength, at a temperature within the subcooled liquid region for the actual strain rate, .

과냉각된 액체 영역 내에서 BMG를 압연하려는 시도가 이루어졌다. 가장 성공적인 것은 가열이 롤러를 통해 공급원료와 함께 통과되는 가열 플레이트에 의해 수행되는 접근법이었다. 그러나 여기서, BMG는 샌드위치된 가열 플레이트와 영구적으로 접촉되며, 이에 의해 BMG를 가열한다. 이와 같이, 금형(롤)과 물질 간의 접촉 면적의 감소라는 압연의 주요 이점이 없어지고, 변형은 상당히 제한된다. 이 방법에 의해 달성되는 가장 크고 가장 박막인 조각은 대략 7cm x 5cm이며, 두께는 약 0.4mm이다. 공급원료가 금형(가열 플레이트)과 영구적으로 접촉되기 때문에, 이 기술에 의해 거대 박막 시트를 달성하는 것은 가능하지 않다.Attempts have been made to roll BMG in a supercooled liquid region. The most successful approach was to be performed by a heating plate through which the heat is passed through the roller with the feedstock. Here, however, the BMG is permanently in contact with the sandwiched heating plate, thereby heating the BMG. Thus, the main advantage of rolling, which is the reduction of the contact area between the mold (roll) and the material, is eliminated, and the deformation is considerably limited. The largest and thinnest piece achieved by this method is approximately 7 cm x 5 cm and the thickness is approximately 0.4 mm. Since the feedstock is in permanent contact with the mold (heating plate), it is not possible to achieve a giant thin sheet by this technique.

BMG가 금형과 영구적으로 접촉되는 열가소성 성형 공정의 경우, 반경의 증가는 정압의 경우 시간^1/8에 비례한다. 따라서, 비현실적으로 긴 시간(최대 가공 시간을 한정하는, 결정화 시간을 훨씬 초과할 때까지)이 거대 반경을 달성하는데 필요하거나 비현실적으로 고압이 필요하다. 따라서, 전체 BMG가 금형과 접촉하는 기술은 거대 박막 BMG 시트를 제조하는데 적합하지 않다.For thermoplastic forming processes where BMG is permanently in contact with the mold, the increase in radius is proportional to the time ^ 1/8 for static pressure. Thus, an unrealistically long time (until the crystallization time far exceeds the maximum machining time) is necessary or impractically high to achieve this large radius. Therefore, the technique in which the entire BMG contacts the mold is not suitable for manufacturing a large thin BMG sheet.

전문이 본원에 참조로 포함된, 프레스트(Prest) 등의 미국 특허 제8,485,245호는, 용융 BMG 합금을, 플로트 챔버(float chamber)에서 BMG 용융물보다 더 높은 밀도 및 더 낮은 온도를 갖는 용융 금속욕에 부어서 BMG 용융물을 확산 및 고형화시키고 BMG 시트를 형성하는 방법을 기재한다. 이 공정은 주로 BMG 용융물의 고형화에 의존한다.U.S. Patent No. 8,485,245 to Prest et al., Which is hereby incorporated by reference in its entirety, teaches that a molten BMG alloy can be cast into a molten metal bath having a higher density and lower temperature than a BMG melt in a float chamber Pouring and solidifying the BMG melt and forming a BMG sheet. This process mainly depends on the solidification of the BMG melt.

그러나, 수득된 평형 시트의 두께가 BMG 용융물과 용융조의 표면 장력 및 중력에 의해 한정되기 때문에 두께를 조절하는 것이 어렵다. 또한, 불활성 기체 분위기 및/또는 진공이 용융 합금 챔버 및 플로트 챔버에서 요구된다.However, since the thickness of the obtained equilibrium sheet is limited by the surface tension and gravity of the BMG melt and the molten bath, it is difficult to control the thickness. In addition, an inert gas atmosphere and / or vacuum is required in the molten alloy chamber and float chamber.

전문이 본원에 참조로 포함된, 호프만(Hofmann) 등의 미국 특허 공보 제2013/0025746호는, 불활성 분위기 하에서 BMG 용융물의 트윈 롤 캐스팅을 통해 BMG 시트를 제조하는 방법을 기재한다. 상기 방법은 용융 BMG 용융물을 냉간 롤에 주입하여 금속 유리 용융물을 시트로 고형화시킴을 포함한다. 추가의 옵션으로서, 배출 BMG 시트는 추가로 이후 세트의 롤에 의해 더 박막의 시트로 열가소적으로 성형될 수 있다.U.S. Patent Publication No. 2013/0025746 to Hofmann et al., The disclosure of which is incorporated herein by reference, describes a method of making a BMG sheet through twin roll casting of BMG melt under an inert atmosphere. The method comprises injecting a molten BMG melt into a cold roll to solidify the metal glass melt into a sheet. As a further option, the discharged BMG sheet may be further thermoplastically formed into a sheet of thinner film by a subsequent set of rolls.

이 공정에서, BMG 용융물은 우선 고형화 캐스팅을 위한 냉간 롤을 통해 이어서 열간 압연을 위한 이후의 세트의 열간 롤(hot roll)을 통해 가공된다. 이러한 트윈 롤 캐스팅 방법은 BMG 용융물을 시트로 고형화시키며, 진공 또는 불활성 분위기 하에서 수행되어야 한다. 또한, 트윈 롤 캐스팅을 통한 BMG 시트의 두께는, 이것이 종종 균일하지 않기 때문에 바람직하지 않으며, 전형적 두께는 약 200μm 미만이다. 트윈 롤 캐스팅 후 이후 세트의 롤에 의한 열가소성 압연은 또한 추가로 박막을 변형시키고 더 박막의 시트를 달성하기 위한 매우 높은 압연 응력을 필요로 한다.In this process, the BMG melt is first processed through a cold roll for solidification casting followed by a subsequent set of hot rolls for hot rolling. This twin roll casting method solidifies the BMG melt into a sheet and must be carried out under vacuum or an inert atmosphere. In addition, the thickness of the BMG sheet through twin roll casting is undesirable because it is often not uniform, and typical thickness is less than about 200 [mu] m. Thermoplastic rolling by twin roll casting followed by rolls of sets also requires a very high rolling stress to further deform the thin film and achieve a thinner sheet.

전문이 본원에 참조로 포함된, 쓰치야(Tsuchiya) 등의 미국 특허 공보 제2014/0064043호는 BMG 용융물의 시트로의 단일-롤 캐스팅에 이어서 BMG 시계 스프링의 표면 위의 캐스팅 유도된 핀홀(pinhole)을 제거하기 위한 BMG 시트의 초소성 압연에 의해 시계 스프링을 제조하는 방법을 기재한다.U.S. Patent Publication No. 2014/0064043 to Tsuchiya et al., Which is incorporated herein by reference, discloses a single-roll casting of BMG melt into a sheet followed by casting induced pinholes ) Of the BMG sheet is subjected to super-plastic rolling to produce a clock spring.

호프만과 유사하게, 상기 공정은 냉간 롤로부터 열간 롤로 진행되며, 불활성 분위기 하에 BMG 용융물의 고형화에 의존한다. 이는 BMG의 표면 위에 또는 내부에 공기가 남아있는 상태에서 BMG가 고형화될 때 BMG 시트의 표면 위에 핀홀을 야기한다. 두께도 또한 조절가능하지 않다(즉, 균일하지 않으며 전형적으로 약 200μm 미만이다). 초소성 열간 압연 단계는 단지 BMG 시트 표면의 평활화를 위해 고안되었으며; 열간 압연 동안 높은 등방 응력(hydrostatic stress)으로 인해 시트를 변형시킬 수 없다. 결국, 단축 열가소성 연신이 적용되지 않는다.Similar to Hoffman, the process proceeds from a cold roll to a hot roll and depends on the solidification of the BMG melt under an inert atmosphere. This causes pinholes on the surface of the BMG sheet when the BMG is solidified with air remaining on or inside the BMG surface. The thickness is also not adjustable (i. E. It is not uniform and typically less than about 200 [mu] m). The superplastic hot rolling step is only designed for smoothing the BMG sheet surface; The sheet can not be deformed due to high hydrostatic stress during hot rolling. As a result, uniaxial thermoplastic stretching is not applied.

전문이 본원에 참조로 포함된, 칼텐뵉(Kaltenboeck) 등의 미국 특허 제8,613,814호 및 존슨(Johnson) 등의 미국 특허 공보 제US 2014/0047888호는 1000분의 1초 내에 신속한 축전기 방전(capacitor discharging) 기술을 사용하여 벌크 금속 유리를 신속하게 가열하고 단조하는 방법을 기재한다. 이 방법이 BMG를 매우 신속하게 연화시킬 수 있더라도, 이 공정을 위한 열가소성 변형 또는 단조 응력은, 단조 하의 높은 등방 응력 및 짧은 시간 척도 내에서의 높은 변형률로 인해 매우 높으며, 이에 따라 거대 BMG 시트의 제조에서의 이의 용도를 제한한다.U.S. Patent No. 8,613,814 to Kaltenboeck et al., And U.S. Patent Application Publication No. US 2014/0047888 to Johnson et al., Which are hereby incorporated by reference in their entirety, disclose a technique for rapid capacitor discharge ) Technology to rapidly heat and forge bulk metal glass. Although this method can soften BMG very quickly, the thermoplastic or forge stresses for this process are very high due to high isotropic stresses under forging and high strains within a short time scale, and thus the manufacture of large BMG sheets The use of which is limited.

따라서, 당해 분야에는, 임의의 두께 및 크기를 갖는 벌크 금속 유리 시트(bulk metallic glass sheet)를 제조하기 위해, 현실적인 조건하에(예를 들면, 공기 중에서 그리고 현실적인 실현가능한 압력하에) 제어가능한 방식으로 금속 유리를 변형시킬 수 있는 방법에 관한 필요성이 남아있다.Accordingly, there is a need in the art to provide a method and apparatus for producing bulk metallic glass sheets of any thickness and size, in a controllable manner under realistic conditions (e.g., in air and at realistic feasible pressure) There remains a need for a method of transforming glass.

벌크 금속 유리 시트를 제조하는 것이 본 발명의 목적이다.It is an object of the present invention to produce bulk metallic glass sheets.

균일한 두께를 갖는 벌크 금속 유리 시트를 제조하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다.It is yet another object of the present invention to produce a bulk metallic glass sheet having a uniform thickness.

유리한 가공 조건하에 거대 벌크 금속 유리 시트를 제조하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다.It is yet another object of the present invention to produce a large bulk metallic glass sheet under advantageous processing conditions.

복합 패턴을 갖는 벌크 금속 유리 시트를 제조하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다.It is yet another object of the present invention to produce a bulk metallic glass sheet having a composite pattern.

벌크 금속 유리 스트립을 제조하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다.It is another object of the present invention to produce bulk metallic glass strips.

열간 압연(hot rolling)에 의해 벌크 금속 유리 시트들을 접속하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다.It is another object of the present invention to connect bulk metal glass sheets by hot rolling.

벌크 금속 유리 시트 및 스트립을 제조하기 위한 시스템이 본 발명의 또 다른 목적이다.A further object of the present invention is a system for producing bulk metallic glass sheets and strips.

이를 위해서, 한 양태에서, 본 발명은 일반적으로 To this end, in one aspect,

a) 벌크 금속 유리 공급원료를 연화하기에 충분하지만 벌크 금속 유리의 소비된 결정화 시간에 크게 기여하지 않는 온도로 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 예열하는 단계; 및a) preheating the bulk metallic glass feedstock to a temperature sufficient to soften the bulk metallic glass feedstock, but which does not contribute significantly to the spent crystallization time of the bulk metallic glass; And

b) 상기 예열된 벌크 금속 유리 공급원료를, 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 유지시킨 가열된 롤러의 세트 사이에서 열가소적으로 압연시키는 단계b) thermo-graphically rolling said preheated bulk metal glass feedstock between a set of heated rollers maintained at the processing temperature of said bulk metal glass

를 포함하는, 벌크 금속 유리 시트의 제조 방법으로서,A method for producing a bulk metallic glass sheet,

상기 벌크 금속 유리 공급원료의 두께를 감소시켜 벌크 금속 유리 시트를 제조하는, 벌크 금속 유리 시트의 제조 방법에 관한 것이다.And reducing the thickness of the bulk metallic glass feedstock to produce a bulk metallic glass sheet.

본 발명은 또한 일반적으로 벌크 금속 유리 시트 제조용 시스템으로서, 상기 시스템이The present invention also relates generally to a system for producing bulk metallic glass sheets,

a) 예열 플레이트의 세트로서, 상기 예열 플레이트의 세트가 그 사이에 벌크 금속 유리 공급원료를 샌드위칭할 수 있어서, 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 연화시키기에 충분하지만 상기 벌크 금속 유리의 소비된 결정화 시간에 크게 기여하지 않는 온도로 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 예열하는, 예열 플레이트의 세트;a) a set of preheating plates, said set of preheating plates being capable of sandwiching a bulk metallic glass feedstock therebetween, so that the crystallization time of the bulk metallic glass is sufficient to soften the bulk metallic glass feedstock, A preheating plate for preheating the bulk metal glass feedstock to a temperature which does not contribute significantly to the temperature of the preheating plate;

b) 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 유지시킨 회전가능한 가열된 롤러의 세트로서, 상기 가열된 롤러의 세트가 회전함에 따라, 상기 가열된 롤러가 예열 플레이트의 단계로부터 수용된 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 가열된 롤러 사이에서 열가소적으로 압연시켜, 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 벌크 금속 유리 시트로 박막화하는, 회전가능한 가열된 롤러의 세트; 및b) a set of rotatable heated rollers held at the working temperature of said bulk metal glass, said heated rollers being capable of moving said bulk metal glass feedstock received from the step of the preheating plate A set of rotatable heated rollers thermoplasticly rolling between heated rollers to thin the bulk metal glass feedstock into bulk metal glass sheets; And

c) 상기 가열된 롤러의 세트로부터 방출된 상기 압연된 벌크 금속 유리를 제어된 속도하에 연신시킬 수 있는 연신 메카니즘c) a stretching mechanism capable of stretching the rolled bulk metal glass emitted from the set of heated rollers at a controlled rate;

을 포함하는, 벌크 금속 유리 시트 제조용 시스템에 관한 것이다.To a system for producing bulk metallic glass sheets.

본 발명의 더 철저한 이해를 위해, 첨부된 도면들과 함께 다음의 설명들을 참조하며, 여기서,
도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d는 금속 유리를 이의 과냉각 액체 상태에서 박막화(thinning)하는 각종 방법을 묘사한다.
도 2는 BMG 가공 기술의 2가지 방법을 묘사한다.
도 3a 및 도 3b는 성형성 및 가공 온도 사이의 관계를 입증한다.
도 4a 및 도 4b는, 무시할만한 연신력(stretching force)에 의한, 열간 압연 과정에서 달성될 수 있는 최대 변형에서의 예열의 효과를 묘사한다.
도 5는 본 발명의 가공 프로토콜과 함께 단일 단계 (통상의) 가공 프로토콜의 온도 프로토콜을 묘사한다.
도 6은 Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 BMG에 대한 시간-온도-변화(transformation) 다이어그램을 묘사한다.
도 7은 압연된 Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 BMG 시트의 최대 치수를 묘사한다.
도 8은 연신법과 조합된 압연 시스템의 도식을 묘사한다.
도 9는 동일한 속도(3mm/s)에 대한 압연력(rolling force) 및 연신력(stretching force)의 비교를 묘사한다.
도 10은 열가소성 압연(thermoplastic rolling)에서의 최대 전단 응력 및 최대 정수압(hydrostatic pressure)의 비교를 시트 두께의 함수로서 묘사한다.
도 11a는 압연된 상태의 Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 BMG 시트를 묘사하며 도 11은 표면 산화를 제거한 후의 Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 BMG 시트를 묘사한다.
도 12는 본 발명에 따르는 BMG 물질을 위한 압연 장치를 묘사한다.
도 13은 본 발명에 따르는 압연 장치의 중요 부품들의 분해도를 묘사한다.
도 14는 본 발명에 따르는 예열 플레이트의 예이다.
도 15는 압연된 상태의 Pd43Ni10Cu27P20 샘플을 묘사한다.
도 16은 패턴화된 롤러를 사용하여 면내 또는 면외에서 BMG 시트에 패턴을 생성시키는 예를 나타낸다.
도 17은 열가소성 압축 또는 취입 성형법을 사용하여 BMG 시트에 패턴을 생성시키는 예를 나타낸다.
도 18은 본 발명에 따라 가공된 BMG 시트에 패턴화된 안경테의 예를 묘사한다.
도 19는 벌크 금속 유리 공급원료 물질의 샌드위치를 압연시켜 상기 물질의 샌드위치를 전체적으로(a) 또는 부분적으로(b) 접속하고 변형시키는 것을 묘사한다.
또한, 모든 소자들이 각각의 도면에 표시되지는 않았지만, 동일한 참조번호를 갖는 소자들은 모두 유사한 또는 동일한 부품들을 가리킨다.
For a more thorough understanding of the present invention, reference is now made to the following descriptions taken in conjunction with the accompanying drawings,
Figures 1a, 1b, 1c and 1d depict various methods of thinning a metal glass in its supercooled liquid state.
Figure 2 depicts two methods of BMG processing techniques.
Figures 3a and 3b demonstrate the relationship between moldability and processing temperature.
Figures 4a and 4b illustrate the effect of preheating at the maximum strain that can be achieved in a hot rolling process, with negligible stretching force.
Figure 5 depicts the temperature protocol of a single step (conventional) machining protocol with the machining protocol of the present invention.
Figure 6 depicts a time-temperature-transformation diagram for Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 BMG.
Figure 7 depicts the maximum dimensions of a rolled Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 BMG sheet.
Figure 8 depicts a schematic of a rolling system combined with a stretching method.
Figure 9 depicts a comparison of a rolling force and a stretching force for the same speed (3 mm / s).
Figure 10 depicts a comparison of maximum shear stress and maximum hydrostatic pressure as a function of sheet thickness in thermoplastic rolling.
11A depicts a Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 BMG sheet in a rolled state and FIG. 11 depicts a Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 BMG sheet after removal of surface oxidation.
Figure 12 depicts a rolling apparatus for a BMG material according to the present invention.
Figure 13 depicts an exploded view of important parts of a rolling device according to the invention.
14 is an example of a preheating plate according to the present invention.
Figure 15 depicts a Pd 43 Ni 10 Cu 27 P 20 sample in the rolled state.
16 shows an example in which a pattern is formed on a BMG sheet in-plane or out-of-plane using a patterned roller.
17 shows an example in which a pattern is formed on a BMG sheet using a thermoplastic compression or blow molding method.
Figure 18 depicts an example of a spectacle frame patterned on a BMG sheet processed according to the present invention.
Figure 19 depicts rolling a sandwich of bulk metallic glass feedstock material to connect (a) or partially (b) sandwich and deform the sandwich of the material.
Also, not all elements are shown in the respective figures, but elements having the same reference numbers all refer to similar or identical parts.

본 발명은 일반적으로 금속 유리를 적은 힘 및 안정된 조건하에 변형시켜 대면적 벌크 금속 유리 시트 및 벌크 금속 유리 스트립 및 리본을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. "시트(sheet)"는 벌크 금속 유리로 이루어진 넓은 신장(stretch) 또는 표면을 의미한다. "스트립(strip)" 또는 "리본(ribbon)"은 벌크 금속 유리로 이루어진 길고 좁은 조각을 의미한다. 상기 2가지 경우에서, 상기 벌크 금속 유리 시트 또는 스트립은 약 1mm 미만의 두께를 갖도록 제조된다.FIELD OF THE INVENTION [0002] The present invention relates generally to methods and apparatus for fabricating large area bulk metal glass sheets and bulk metal glass strips and ribbons by modifying the metal glass under low force and steady conditions. "Sheet" means a wide stretch or surface of bulk metallic glass. "Strip" or "ribbon" means a long, narrow strip of bulk metallic glass. In both cases, the bulk metallic glass sheet or strip is made to have a thickness of less than about 1 mm.

상기한 바와 같이, 열가소성 압연을 기본으로 하는 선행 기술에서, 롤(roll)은 통상적으로 차가우며(~ 실온), 이는 목적하는 압연 온도보다 훨씬 낮다. 이에 따라, 압연하면, 상기 BMG는 차갑고 이의 유동 응력은 급속히 증가한다. 본 발명의 중요 측면은 반대 경우를 설정하는 것으로, 상기 BMG 공급원료 온도는 상기 롤에 접근하는 경우 증가하며, 온도가 증가하는 양은 상기 롤과 접촉하기 전에 성형성의 소비를 고려하여 최적화된다. 이는 압연 온도에 도달하기 위해 요구되는 시간을 최소화시키며 압연 동안에 큰 변형을 허용하기 위한 점도를 최적화시키며, 이는 분리 및 층류(laminar flow)를 가능하게 한다.As noted above, in the prior art based on thermoplastic rolling, the rolls are typically cold (~ room temperature), which is much lower than the desired rolling temperature. Thus, when rolling, the BMG is cold and its flow stress rapidly increases. An important aspect of the present invention is to set the opposite case wherein the BMG feedstock temperature is increased when approaching the roll and the amount of increase in temperature is optimized taking into account the consumption of formability prior to contact with the roll. This minimizes the time required to reach the rolling temperature and optimizes the viscosity to allow for large deformation during rolling, which enables separation and laminar flow.

놀랍게도, 현실적인 전단 변형에 도달하기 위해 필요한 정수압으로 인해, 열간 압연만을 사용하여 크고 얇은 BMG 시트를 수득하는 것은 어려운 것으로 밝혀졌다(여기서 η는 점도이고, U는 압연 속도이고, R 및 h는 롤러의 반경 및 시트 두께이다). 상기 전단 변형은 압력 구배에만 의존하기 때문에 상기 정수압은 손실로서 고려될 수 있으며; 체결력(clamping force)의 절대 다수는 상기 BMG를 어떠한 영구 변형도 없이 오직 유체정역학적으로(hydrostatically) 압착시킨다. 통상의 크기 및 두께 감소를 위해, 정수압은 가해진 힘의 대부분을 소비하며, 열간 압연 밀에 대해 현실적으로 달성가능한 체결력에 의해 생성될 수 있는 압력을 넘어선다. 요컨대, 열가소성 압연은, 107Paㆍs 미만의 현실적으로 달성가능한 점도를 갖는 매우 적은 금속 유리에 대해서도, 약 0.05cm 미만의 두께를 갖는 20cm×20cm의 크기를 초과하는 BMG 시트의 제조를 그 자체로 허용하지 않는다.Surprisingly, it has been found difficult to obtain a large and thin BMG sheet using only hot rolling, due to the hydrostatic pressure necessary to achieve realistic shear deformation (where? Is the viscosity, U is the rolling speed and R and h are the Radius and sheet thickness). Since the shear strain depends only on the pressure gradient, the hydrostatic pressure can be considered as loss; The absolute majority of the clamping force hydrostatically squeezes the BMG only hydrostatically without any permanent deformation. For normal size and thickness reduction, the hydrostatic pressure consumes most of the applied force and exceeds the pressure that can be generated by the clamping force that is practically achievable for the hot rolling mill. In short, the thermoplastic rolling can produce a BMG sheet that itself exceeds a size of 20 cm x 20 cm with a thickness of less than about 0.05 cm, even for very few metallic glasses having a practically achievable viscosity of less than 10 7 Pa 揃 s Do not allow it.

본 발명의 발명자들은, BMG의 연신 변형(stretching deformation)이, 가해진 모든 힘들이 필수적으로 변형에 사용되는 변형력의 효과적인 사용이라는 것을 밝혀내었다. 그러나, 연신만을 사용하는 경우, 특히 큰 연신력에서, 불안정성(네킹(necking))이 관찰된다. 결과로서, 도 1a에 예시된 바와 같이, 두께 변화는 허용되지 않을 정도로 높으며 다중 통과 가공에서 악화된다.The inventors of the present invention have found that the stretching deformation of the BMG is an effective use of the strain applied to all the forces which are necessarily applied to the deformation. However, when only stretching is used, instability (necking) is observed, especially at a large stretching force. As a result, as illustrated in Fig. 1A, the thickness variation is unacceptably high and deteriorates in multi-pass machining.

그러나, 네거티브 온도 구배(negative temperature gradient) 아래의 제어된 속도(힘이 아님)하의 열간 압연 및 연신 중의 하나 이상이 조합되면, 상기 벌크 금속 유리를 변형시키기 위한 힘은 급격히 감소하여, 크고 얇은 시트가 달성될 수 있다. 추가로, 상기 조합은, 상기 제조된 시트의 매우 적은 두께 변화와 함께, 높은 안정성을 초래한다.However, if one or more of hot rolling and drawing under a controlled speed (not force) below a negative temperature gradient is combined, the force to deform the bulk metallic glass is sharply reduced, and a large, thin sheet Can be achieved. In addition, the combination results in high stability, with very little thickness variation of the sheet produced.

급속 냉각은 BMG의 기계적 특성에 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다. 그러나, 고체화 동안의 변형 또한 기계적 특성에 영향을 끼칠 수 있는 것으로는 보고되어 있지 않다. 본 발명의 발명자는, 본 명세서에 기재된 방법으로, 상기 샘플이 고체화될 때까지 변형됨을 발견하였다. 또한, 고체화 동안 연신된 샘플에 있어서, 연신되지 않은 샘플에 비해 더 큰 굽힘 연성이 측정된다.Rapid cooling is known to affect the mechanical properties of BMG. However, deformation during solidification is also not reported to affect mechanical properties. The inventors of the present invention have found that by the method described herein, the sample is deformed until solidified. In addition, for the sample stretched during solidification, greater bending ductility is measured relative to the sample that has not been stretched.

본 발명은, 일반적으로, 제어가능한 치수를 갖는 금속 유리 시트를 제조하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 금속 유리는 적은 힘 및 안정된 조건하에 변형되어 대면적의 얇은 금속 유리 시트를 제조한다. 본 발명은 크고(예를 들면, 특정한 BMG에 따라, 적어도 20cm×40cm) 얇은(즉, 특정한 BMG에 따라, 약 1mm 미만, 바람직하게는 약 0.5mm 미만, 가장 바람직하게는 약 0.1mm 미만의 두께, 및 심지어 더 얇은 두께) 금속 유리 시트를 제조하는 능력을 갖는다.The present invention relates generally to methods and systems for producing metallic glass sheets having controllable dimensions. The metal glass is deformed under low force and stable conditions to produce a large-area thin metal glass sheet. The present invention is based on the discovery that thin (i.e., less than about 1 mm, preferably less than about 0.5 mm, and most preferably less than about 0.1 mm thick, depending on the particular BMG) of a large (e.g., at least 20 cm x 40 cm, , And even thinner thickness) metal glass sheets.

본 발명은, 연신 변형과 임의로 그러나 바람직하게 조합된 열가소성 압연 기술을 기반으로 한다. 이는, 예열 방법과 조합된 열가소성 압연 및 연신 중의 하나 이상의 조합을 기반으로 한다. 우세한 변형 방식은 두께, 점도 및 결정화 시간과 같은 BMG 조건에 의존적이다. 본 명세서에 기재된 방법은, 아래에 추가로 기재되는 바와 같이 낮은 성형성을 갖는 BMG로부터 만들어진 특히 크고 얇은 시트를 갖는 시트의 제조 과정에서의 결정화를 방지한다. 예열을 통해, 소비되는 사용가능한 가공 시간이 감소하며, 이는 두꺼운 공급원료 물질의 사용을 허용한다. 열간 압연 동안의 변형은, 두께를, 매우 제한된 변형만을 필요로 하는 것 미만으로 감소시키는데에 사용되며; 최소한의 요구사항은 두께의 동요(perturbation)의 평활화(smoothing)이다.The present invention is based on a thermoplastic rolling technique, optionally but preferably combined with stretching deformation. This is based on a combination of one or more of thermoplastic rolling and stretching in combination with the preheating method. The dominant mode of deformation is dependent on BMG conditions such as thickness, viscosity and crystallization time. The process described herein prevents crystallization during the manufacture of sheets having particularly large, thin sheets made from BMG having low moldability, as further described below. Through preheating, the available process time consumed is reduced, which allows the use of thicker feedstock materials. Deformation during hot rolling is used to reduce the thickness to less than that requiring only very limited deformation; The minimum requirement is the smoothing of the perturbation of the thickness.

따라서, 한 양태에서, 본 발명은 일반적으로 Thus, in one aspect,

a) 벌크 금속 유리 공급원료를 연화하기에 충분하지만 벌크 금속 유리의 소비된 결정화 시간에 크게 기여하지 않는 온도로 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 예열하는 단계; 및a) preheating the bulk metallic glass feedstock to a temperature sufficient to soften the bulk metallic glass feedstock, but which does not contribute significantly to the spent crystallization time of the bulk metallic glass; And

b) 상기 예열된 벌크 금속 유리 공급원료를, 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 유지시킨 가열된 롤러의 세트 사이에서 열가소적으로 압연시키는 단계b) thermo-graphically rolling said preheated bulk metal glass feedstock between a set of heated rollers maintained at the processing temperature of said bulk metal glass

를 포함하는, 벌크 금속 유리 시트의 제조 방법으로서,A method for producing a bulk metallic glass sheet,

상기 벌크 금속 유리 공급원료의 두께를 감소시켜 벌크 금속 유리 시트를 제조하는, 벌크 금속 유리 시트의 제조 방법에 관한 것이다.And reducing the thickness of the bulk metallic glass feedstock to produce a bulk metallic glass sheet.

제1 가공 단계에서, 상기 금속 유리는 0.8Tg < T예열 < 1.4Tg (Tg: 20K/min으로의 가열 동안의 유리 전이 온도(℃))의 온도로 가열되어, 후속 압연 단계를 위해 상기 공급원료 BMG를 예열시킨다. 당해 예열 단계는 압연에 요구되는 가열 시간을 감소시키며 상기 BMG를 연화시키고, 이는 롤러와 BMG 공급원료 사이의 효과적인 열전달 및 이에 따른 0.7Tx < T가공 < 1.3Tx (Tx: 20K/min으로의 가열 동안의 결정화 온도(℃))의 롤러 온도로의 급속 가열을 허용한다. 상기 시트가, 예를 들면 두께가 1mm 미만인 경우 여러 번의 통과에 의해 이미 얇으면, 당해 예열 단계는 덜 효과적으로 된다(또는 심지어 생략될 수 있다). 후속적으로, 상기 BMG 공급원료는 0.7Tx < T가공 < 1.3Tx에서 열간 압연된다.In a first process step, the metallic glass is 0.8T g <T preheating <1.4T g: is heated to a temperature of (T g heated glass transition temperature (℃) for the to 20K / min), for a subsequent rolling step Preheat the feedstock BMG. Art preheating phase and reduces the heating time required for rolling, softening the BMG, which roller and the supply BMG effective heat transfer between the raw material and therefore 0.7T x <T Processing <1.3T x (T x according to: a 20K / min (&Lt; RTI ID = 0.0 &gt; C)) &lt; / RTI &gt; If the sheet is already thin, for example by several passes if the thickness is less than 1 mm, the preheating step becomes less effective (or even omitted). Subsequently, the BMG feedstock was hot rolled at 0.7T x &lt; T processing &lt; 1.3T x .

열간 압연은 상기 공급원료를 박막화하는데 사용되지만, (필수적으로 얇은 시트에 대해)

Figure pct00001
(여기서, R은 롤러의 반경이고 △h 및 h는 각각 두께 감소 및 필름 두께이다)인 경우에 매우 효과적이지 않게 되는데, 그 이유는, 정수압이 윤활 근사 영역(lubrication approximation region)에서 매우 급속하게 증가하기 때문이다. 통상적으로, 당해 영역에서의 가소성 변형에 대한 압연력의 기여도는 10% 미만이다. 그러나, 열간 압연으로부터의 또 다른 이점은, "네킹"을 일으키는 임의의 동요(최초 두께 변화)이며, 불안정성이 감소할 수 있고, 이는 후속 연신 가공의 안정화를 돕는다.Hot rolling is used to thin the feedstock, but (essentially for a thin sheet)
Figure pct00001
(Where R is the radius of the roller and h and h are the thickness reduction and the film thickness, respectively), because the hydrostatic pressure increases very rapidly in the lubrication approximation region . Typically, the contribution of the rolling force to plastic deformation in the area is less than 10%. However, another benefit from hot rolling is any fluctuation (initial thickness variation) that causes "necking &quot;, which can reduce instability, which aids stabilization of subsequent stretching.

가열된 롤러의 세트로부터 상기 벌크 금속 유리 시트를 배출하면, 상기 벌크 금속 유리 시트는 연신력으로 임의로, 그러나 바람직하게 노출된다. 놀랍게도, 당해 연신력은, 동일한 변형율을 달성하기 위해 금속 유리의 열간 압연에 요구되는 체결력보다 통상적으로 훨씬 적다. 당해 연신력은 온도 구배에 적용되며 상기 벌크 금속 유리 시트는 온도 구배에 대해 이동한다. 이는 상기 가공을 안정화시키며 상기 연관된 박막화 동안에 발생하는 불안정성을 예방한다.Upon ejection of the bulk metal glass sheet from a set of heated rollers, the bulk metal glass sheet is optionally, but preferably expediently, stretched. Surprisingly, the stretching force is typically much less than the clamping force required for hot rolling of the metallic glass to achieve the same strain rate. The stretching force is applied to a temperature gradient and the bulk metallic glass sheet moves relative to the temperature gradient. This stabilizes the process and prevents instability that occurs during the associated thinning.

연신을 안정화하기 위한 일 요건은 하중 제어 상태(force controlled conditions)가 아닌, 속도 제어 상태(velocity controlled conditions) 하에서 연신이 발생하는 것이다. 따라서, 열간 압연(hot-rolling) 동안 유사한 변형률(deformation rate)을 달성하기 위하여 대단히 큰 정수압(hydrostatic pressure)이 작용해야 하는 동안, 모든 연신력은 인장 변형(tension deformation)에 사용된다. 정수압을 만들기 위하여 가해지는 힘은 공급원료를 박막화하지 않으며 손실로 고려될 수 있다. 따라서, 연신력은 열간 압연 동안, 특히 BMG 공급원료가 박막화 이후 단계들 동안 가해지는 체결력보다 극적으로 작다.One requirement for stabilizing the stretch is that stretching occurs under velocity controlled conditions rather than force controlled conditions. Thus, all stretching forces are used for tension deformation, while very large hydrostatic pressure must act to achieve a similar deformation rate during hot-rolling. The force applied to make hydrostatic pressure does not thin the feedstock and can be considered a loss. Thus, the stretching force is dramatically smaller during hot rolling, especially for the BMG feedstock than during the post-thinning steps.

그 결과, 본원에 기술된 복합된 압연 및 연신 공정으로 얇고 큰 BMG 시트가 달성될 수 있다. 따라서, 열가소성 기반 압연(thermoplastic based rolling)만으로는 가능하지 않았을 보다 효과적인 변형력의 사용 및 보다 넓은 범위의 BMG 합금(즉, 심지어 최대 1010 Pa·s의 (실제로 달성가능한) 최소 점도를 가지는 것들)이 시트 내에 형성될 수 있다.As a result, the combined rolling and drawing processes described herein can achieve thin and large BMG sheets. Thus, the use of more effective deformation forces, which would not have been possible with thermoplastic based rolling alone, and the use of a wider range of BMG alloys (i.e. those with a minimum viscosity of even 10 10 Pa s As shown in FIG.

놀랍게도, 변형이 자유 부피(free volume)의 생성을 통하여 또는 이와 동등하게 전단 탄성률(shear modulus) 이상으로 체적 탄성률(bulk modulus)의 비율을 높여서 BMG의 기계적 성질에 또한 영향을 준다는 것이 발견되었다. 연신 동안의 고형화는 BMG가 단순히 열간 압연된 경우에 비하여 보다 연성의 BMG를 초래한다. 따라서, 비록 전형적인 처리 조건 동안 이들이 취성이 될지라도, 본원에 기술된 방법은 증가된 연성을 가지는 BMG를 만들 수 있다. 예를 들어, 연신 압연(stretch rolling)이 Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 벌크 금속 유리 합금의 0.8 mm 리본의 굽힘 연성을 2% 이하에서부터 3% 초과까지 증가시키는 것으로 발견되었다.Surprisingly, it has been found that the deformation also affects the mechanical properties of BMG by increasing the ratio of bulk modulus through generation of free volume or equivalently above shear modulus. Solidification during stretching results in more ductile BMG than when BMG is simply hot rolled. Thus, even though they become brittle during typical processing conditions, the methods described herein can produce BMG with increased ductility. For example, stretch rolling has been found to increase the bending ductility of a 0.8 mm ribbon of Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 bulk metal glass alloy from less than 2% to more than 3%.

이러한 방법 구현화는 공급원료가 롤에 접촉되기에 앞서 성형성의 소비를 최소화하고, 열간 압연 처리 단계를 이용한 보다 두꺼운 공급원료를 위하여 및 안정화되는 온도 구배에서 속도 제어 연신을 통하여 요구되는 변형 응력(deformation stresses)을 최소화한다.The implementation of this method minimizes the consumption of formability prior to the feedstock being contacted with the roll, and the deformation stresses required for thicker feedstocks using the hot rolling process step and through speed controlled stretching in a stabilized temperature gradient ).

도 1a, 1b, 1c 및 1d는 이들의 과냉각된 액체 상태(supercooled liquid state)에서 그리고 연신이 (하중 제어보다는) 속도 제어를 통하여 달성되는 금속 유리를 박막화하는 다양한 방법을 도시한다. 도 1a(케이스 1)은 공급원료의 전반적인 네킹(necking) 및 불균일한 두께를 야기하는, 균일한 온도에서 지속적인 연신을 도시한다. 도 1b(케이스 2)는 연신만을 이용한 온도 구배 필드를 도시한다. 도 1b에 나타나는 바와 같이, BMG 공급원료 상의 전형적인 표면 결함의 존재가 온도 구배 아래에서 열간 압연 없는 연신 동안 "동요"로 작용한다. 이러한 동요는 연신 동안 계속 증가해, 국소 네킹 거동을 초래할 수 있다. 도 1c(케이스 3)은 온도 구배 아래에서 열간 압연 없는 연신에 의하여, 매우 한정된 변형(strain)이 만들어져 열간 압연 내 매우 높은 정수압에 의한 BMG 공급원료를 변형시킬 수 있음을 도시한다. 마지막으로, 도 1d(케이스 4)는 열간 압연 및 연신의 결합에 의하여, 동요가 상당히 제거될 수 있으며 정상 상태의 열가소성 변형을 가지는 보다 높은 변형이 달성될 수 있음을 도시한다.Figures 1a, 1b, 1c and 1d illustrate various methods of thinning metal glasses in their supercooled liquid state and in which stretching is achieved through speed control (rather than load control). Figure 1A (Case 1) shows continuous stretching at a uniform temperature, causing overall necking and uneven thickness of the feedstock. FIG. 1B (Case 2) shows the temperature gradient field using only stretching. As shown in Figure IB, the presence of typical surface defects on the BMG feedstock acts as "agitation" during drawing without hot rolling under a temperature gradient. These fluctuations continue to increase during stretching, resulting in localized necking behavior. Figure 1c (Case 3) shows that a very limited strain can be produced by stretching without hot rolling under a temperature gradient to deform BMG feedstock due to very high hydrostatic pressure in hot rolling. Finally, Fig. 1d (case 4) shows that, by the combination of hot rolling and stretching, higher deformation can be achieved with steady-state thermoplastic deformation, which can significantly eliminate fluctuations.

도 2는 BMG 처리 기술의 두 가지 방법을 도시한다. 루트 1은 BMG를 형성하기 위한 액체 멜트의 빠른 담금질에 의존하는 액체 캐스팅법(liquid casting process)이고, 루트 2는 과냉각된 액체 상태 내의 BMG의 열가소성 형성에 의존한다.Figure 2 shows two methods of BMG treatment techniques. Route 1 is a liquid casting process that relies on rapid quenching of the liquid melt to form BMG, and Route 2 relies on the thermoplastic formation of BMG in the subcooled liquid state.

액체 상태 처리에 기반하는, 예를 들어 트윈롤 캐스팅법(twin roll casting), 싱글롤 캐스팅법(single roll casting), 사출성형(injection molding) 또는 욕 내로 용융 멜트를 붓는, BMG 시트를 가공하기 위한 선행 기술의 기법은 모두 루트 1의 처리 방법에 의하여 실시된다. 상기 언급된 바와 같이, 루트 1에는 여러가지 주된 난점이 있는데, 예를 들어 (액체 온도 이상의) 매우 높은 온도, 결정화를 회피하기 위한 빠른 냉각 (좁은 처리창(processing window)), 높은 진공 또는 불활성 대기에 대한 요구, 매우 한정된 제어이다.For processing BMG sheets based on liquid state treatments, for example twin roll casting, single roll casting, injection molding or pouring of melt melt into baths, All of the techniques of the prior art are carried out by the processing method of route 1. As mentioned above, Route 1 has several major difficulties, including very high temperatures (e.g., above the liquid temperature), fast cooling (narrow processing window) to avoid crystallization, high vacuum or inert atmospheres Demand, very limited control.

이에 반하여, 루트 2의 처리 방법에 기반하여 BMG 시트를 가공하는 데에는 많은 이점들이 있는데, 이는 보다 낮은 온도 및 보다 넓은 처리창을 포함한다. 나아가, 루트 2 처리 기술은 공기 중에서 수행될 수도 있다.On the other hand, there are many advantages in machining a BMG sheet based on the processing method of route 2, which includes a lower temperature and a wider processing window. Further, the route 2 processing technique may be performed in air.

열가소적으로 BMG를 처리하는 능력은 온도 의존 성형성 F = t cryst/η으로 수량화된다. 도 3a 및 3b에서 나타나는 바와 같이, 성형성은 증가하는 처리온도와 함께 증가한다. 이러한 거동은 놀라운 것이고 BMG들 사이에서 어디에나 있는 것으로 나타난다. 넓은 범위의 BMG가 연구되었는데, 이중 일부는 문헌[Pitt, E.B., G. Kumar, and J. Schroers, Temperature dependence of the thermoplastic formability in bulk metallic glasses. Journal of Applied Physics, (2011) 110 (4)]에 요약된다.The ability to thermally process BMG is quantified as temperature dependent formability F = t crist / η. As shown in Figs. 3A and 3B, moldability increases with increasing process temperature. This behavior is surprising and appears to be everywhere among BMGs. A wide range of BMGs have been studied, some of which are described in Pitt, EB, G. Kumar, and J. Schroers, Temperature dependence of the 온도oplastic form in bulk metallic glasses . Journal of Applied Physics, (2011) 110 (4).

이러한 거동은 큰, 고품질의, 얇은 시트의 실제적인 가공을 위한 본원에 기술된 처리 프로토콜에 영향을 주었다. 결과적으로, 금속 유리를 열가소적으로 변형하는 동안 변형을 최대화하기 위하여, 금속 유리의 성형성이 모두 온도의 강력한 기능인 결정화 시간 및 점도의 함수임을 도시하는 도 3a에 나타나는 바와 같이, 높은 온도가 선택되었다. 놀랍게도, 고려되는 모든 BMG에 대하여, 성형성은 증가하는 처리 온도와 함께 증가하였다. 그러나, 증가하는 온도와 함께, 결정화 시간은 감소하였다. 따라서, 큰 시트를 압연하기 위해서는, 결정화를 회피하는 동시에 높은 온도에 접근하기 위한 노력이 이루어져야 한다. 실험적으로 이러한 높은 성형 상태를 구현하는 것은 매우 도전적인 것일 수 있다.This behavior has affected the processing protocols described herein for the practical processing of large, high quality, thin sheets. As a result, in order to maximize the deformation during thermoplastic deformation of the metal glass, a high temperature was selected, as shown in Figure 3a, which shows that the moldability of the metallic glass is a function of both the crystallization time and the viscosity, which are all powerful functions of temperature . Surprisingly, for all BMG considered, moldability increased with increasing process temperature. However, with increasing temperature, the crystallization time decreased. Therefore, in order to roll a large sheet, efforts must be made to approach high temperatures while avoiding crystallization. Experimentally implementing such a high forming state can be very challenging.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 압연-전 조건(pre-rolling condition)을 최적화하는 처리 프로토콜을 사용한다. 성형성은 낮으나, BMG 공급원료는 압연 온도(즉, 특정 온도 범위 내의 처리 온도)로의 급속 가열이 가능하도록 충분히 연화하고, 또한 임의적으로, 그러나 바람직하게는, 연신 변형을 주된 변형 공정으로 사용한다. 연신 변형은 열간 압연 동안의 변형에 비하여 훨씬 낮은 힘을 요구하며, 따라서, 보다 낮은 온도에서 변형하고 성형성을 보존할 수 있다.To solve this problem, the present invention uses a processing protocol that optimizes the pre-rolling condition. The moldability is low, but the BMG feedstock is soft enough to allow rapid heating to the rolling temperature (i. E., The processing temperature within a certain temperature range) and optionally, but preferably, the stretch strain is used as the main deformation process. Stretching deformation requires much lower force than deformation during hot rolling, and therefore, it can deform at lower temperatures and preserve moldability.

BMG 공급원료의 예열은 전반적으로 선행 기술의 공정에 의하여 수득 가능한 보다 큰 가능한 변형을 초래하는 본원에 기재된 방법의 효과적인 제1 처리 단계이다. 미미한 연신 압연력(측방 시트 크기)을 가지는 열간 압연 동안 달성 가능한 최대 변형에 대한 예열의 효과는 도 4a 및 4b에서 도식적으로 나타나 있다.The preheating of the BMG feedstock is an effective first treatment step of the process described herein which results in a larger possible variation generally obtainable by prior art processes. The effect of preheating on the maximum deformation attainable during hot rolling with a slight draw roll force (lateral sheet size) is schematically illustrated in Figures 4a and 4b.

도 4a는 임의의 예열을 사용하지 않고 열간 압연 동안 달성 가능한 최대 변형을 도시한다. 도 4a에 나타난 바와 같이, BMG 공급원료의 예열 없이는, 요망되는 압연 온도로 느리게 가열될 뿐이고, 이는 성형성이 소비될 동안 BMG 공급원료의 느린 변형을 초래한다. Figure 4a shows the maximum deformation that can be achieved during hot rolling without using any preheating. As shown in Figure 4a, without preheating of the BMG feedstock, it is only slowly heated to the desired rolling temperature, which results in slow deformation of the BMG feedstock during the time the moldability is consumed.

이에 반하여, 도 4b에 나타난 바와 같이, BMG 공급원료가 T예열에서 T압연로 예열되는 경우, 성형성을 보존하는 BMG의 보다 빠른 변형이 생기며, 이는 보다 크고, 얇은 BMG 시트의 가공을 가능하게 한다. 예열 단계는 BMG를 충분히 연화시켜 롤러가 BMG와 밀착을 형성하고, 따라서 BMG를 더욱더 빠르게 가열하도록 한다.On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the BMG feedstock is preheated from T preheating to T rolling , there is a faster deformation of the BMG that preserves moldability, which allows processing of larger, thin BMG sheets . The preheating step softens the BMG sufficiently to allow the roller to adhere tightly to the BMG, thus allowing the BMG to heat up more rapidly.

가장 높은 성형성의 BMG에 있어, 압연 동작(rolling operation) ~f=10-4 Pa- 1는 실제로 구현될 수 있다. 이는 106 Pa·s의 점도에서 대략 1 분 처리 시간에 상응한다. 전형적인 열가소성 처리 프로토콜에서, 공급원료는 처리 온도로 가열된다. 이러한 처리는 대략 1분을 소비한다. 그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, 단지 일부분만이 성형성의 소비에 기여한다. 이는 세트 온도에 가까운 온도 영역 Tset ± 10%에 해당한다. 단지 작은 부분만이 고려되어야 하는 이유는 온도의 증가와 함께 결정화 시간이 빠르게 감소하고, 세트 온도에 근접할 때 가열 속도가 감소하기 때문이다. 가열 속도는 공급원료 온도 및 세트 온도의 차이에 비례한다. 이에 반하여, 본 발명에서는, 이상적인 압연 온도로 직접 가열하는 대신 BMG 공급원료는 먼저 일반적으로 보다 낮은 온도로 예열된다. 결정화 시간은 더 길어지고, 따라서, 도 3a 및 3b에서 도시된 바와 같이 성형성의 현저하게 작은 부분이 소비된다.In sex highest forming BMG, rolling behavior (rolling operation) ~ f = 10 -4 Pa - 1 may be actually implemented. This corresponds to a treatment time of approximately 1 minute at a viscosity of 10 6 Pa · s. In a typical thermoplastic processing protocol, the feedstock is heated to the treatment temperature. This process consumes approximately one minute. However, as shown in Fig. 5, only a part contributes to the moldability consumption. This corresponds to a set temperature T set ± 10% close to the set temperature. Only a small fraction should be considered because the crystallization time decreases rapidly with increasing temperature and the heating rate decreases as it approaches the set temperature. The heating rate is proportional to the difference between the feedstock temperature and the set temperature. In contrast, in the present invention, instead of direct heating to an ideal rolling temperature, the BMG feedstock is first preheated to a generally lower temperature. The crystallization time becomes longer, and therefore, a remarkably small portion of the moldability is consumed as shown in Figs. 3A and 3B.

도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 이용되는 2-단계 공정 때문에, 가열 동안의 성형성의 소비가 급격하게 감소될 수 있다. 현재의 공정에서, 가열 속도는 (미미한 성형성 소비를 가지는) T예열에 접근할 때 감소하고, T예열에서 T압연로의 상이한 가열 메카니즘에 의하여 현저한 성형성이 소비되는 온도 영역에서 증가한다.As shown in Fig. 5, the consumption of moldability during heating can be drastically reduced due to the two-step process used in the present invention. In the current process, the heating rate decreases when approaching T preheating (with minimal formability consumption) and increases in the temperature range where significant formability is consumed by the different heating mechanisms from T preheating to T rolling .

본 발명은 결정화 시간과 온도의 지수 의존성에 대하여 이점을 가진다. 공급원료 BMG는 결정화 시간이 매우 긴 온도(즉, 결정화 시간이 하루 또는 그 이상의 순서인, Tg)로 가열된다. 그러나, 온도의 관점에서, 이러한 온도는 처리 온도에 가깝다. 따라서, 처리 온도를 달성하기 위한 예열된 공급원료의 온도는 가열된 롤러의 세트를 통하여 수십 도로만 증가해야 하며, 이는 예열된 공급원료 BMG를 가열된 롤러의 세트에 투입하여 달성할 수 있다. 그 후에, 냉각은 처리 환경의 자연스러운 대류에 달성되거나, 배출되는 시트에 기체 또는 액체를 가하여 증강될 수 있다. 따라서, 예열 단계의 사용은 단지 작은 전체 변형을 초래하며 또한 롤러에 손상을 초래할 수 있다. 따라서, 벌크 금속 유리는 처리 온도에서 가능한 시간과 비교하여 장시간 동안, 일 실시예에서는 적어도 5 배의 시간 이상, 바람직하게는 적어도 10 배의 시간 이상 유지할 수 있는 온도로 예열된다. 다시 말해, 벌크 금속 유리 공급원료는 벌크 금속 유리 공급원료를 연화하기에 충분하지만 벌크 금속 유리의 소비된 결정화 시간에 현저하게 기여하지 않는 온도로 예열된다. 동시에, 이러한 예열 온도는 온도의 측면에서 압연 온도에 가깝고, BMG 공급원료는 순조롭게 열가소적으로 변형될 수 있도록 충분히 연화하였다.The present invention has advantages over the exponential dependence of crystallization time and temperature. The feedstock is heated to a BMG (a, T g that is, the crystallization times a day or more in order) the crystallization time is very long temperature. However, in terms of temperature, this temperature is close to the processing temperature. Thus, the temperature of the preheated feedstock to achieve the treatment temperature has to increase only a few tens of degrees through the set of heated rollers, which can be achieved by putting the preheated feedstock BMG into a set of heated rollers. Thereafter, cooling may be achieved by natural convection of the treatment environment, or by the addition of gas or liquid to the discharged sheet. Thus, the use of the pre-heating step results in only a small total deformation and can also cause damage to the roller. Thus, the bulk metal glass is preheated to a temperature that can be maintained for an extended period of time, in one embodiment at least 5 times, preferably at least 10 times, compared to the time available at the processing temperature. In other words, the bulk metal glass feedstock is preheated to a temperature that is sufficient to soften the bulk metal glass feedstock, but does not significantly contribute to the spent crystallization time of the bulk metal glass. At the same time, this preheat temperature is close to the rolling temperature in terms of temperature, and the BMG feedstock is soft enough to allow smooth thermoplastic deformation.

도 6은 Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 BMG의 시간-온도-변이 다이어그램을 도시한다. 도 6에 나타난 바와 같이, 온도의 증가와 함께 결정화 시간은 빠르게 감소한다.FIG. 6 shows a time-temperature-transition diagram of Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 BMG. As shown in Fig. 6, the crystallization time decreases rapidly with increasing temperature.

도 7은 상이한 온도에서 최대 압연된 Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 BMG 시트를 도시한다. 초기 공급원료는 모두 1.7 mm 두께, 지름 14 mm의 디스크이다. 결정화에 앞선 통과횟수가 나타나 있다. 도 7에 나타난 바와 같이, Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 BMG를 이용하여, 압연의 관점에서 가능한 가장 높은 두께 감소 및 가능한 가장 얇은 샘플을 수득하기 위하여 440℃가 최고의 처리 온도임이 측정되었다.Figure 7 shows a Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 BMG sheet that has been rolled at different temperatures. The initial feedstock is all 1.7 mm thick, 14 mm diameter discs. The number of passes before crystallization is shown. As shown in FIG. 7, using Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 BMG, it was determined that the highest treatment temperature was 440 ° C in order to obtain the highest thickness reduction possible from the viewpoint of rolling and the thinnest possible sample.

일반적으로, 압연은 여러 번의 통과로 수행되며, 이는 3 내지 15 회의 통과의 범위일 수 있다. 440℃에서, 결정화 전에 Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 BMG는 5-6 분의 처리창을 나타낸다. 단일 단계 가열 공정 동안, 440℃에서 총 5-6분의 시간 중에서, 각각의 통과에 ~25초가 소비되었다. 실제 압연(공급원료와 롤러가 접촉함)은 예를 들어, 시트 길이, 롤러 반경, 압연 속도에 의존하며, 일반적인 BMG 압연에 있어, 실제 압연은 약 10초가 걸렸다. 따라서, 10회 통과를 통한 압연은 대략 6분의 처리 시간을 소비하며, BMG 샘플이 이미 결정화를 시작했을 것임을 의미한다. 따라서 BMG 샘플 결정화에 앞서 단지 약 9회 통과가 최대이다. 만일 비-이상적인 낮은 처리 온도, 예를 들어, 420℃가 선택되면, 8분의 처리 시간이 이용가능하며, 따라서 결정화에 앞서 10회 이상의 통과가 수행될 수 있다. 그러나, 이러한 낮은 온도에서 현저하게 증가되는 점도 때문에, 달성되는 변형은 낮다. 기타 온도는 또한 도 7에 나타나 있다.Generally, the rolling is carried out with several passes, which may range from 3 to 15 passes. At 440 [deg.] C, Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 BMG before crystallization represents a 5-6 minute treatment window. During the single stage heating process, ~ 25 seconds were consumed in each pass during a total of 5-6 minutes at 440 ° C. Actual rolling (feedstock and roller contact) depends, for example, on sheet length, roller radius, rolling speed, and for typical BMG rolling, the actual rolling takes about 10 seconds. Thus, rolling through 10 passes consumes approximately 6 minutes of processing time, which means that the BMG sample has already begun to crystallize. Therefore, only about 9 passes are the maximum prior to BMG sample crystallization. If a non-ideal low processing temperature, for example 420 DEG C, is selected, a processing time of 8 minutes is available, and thus more than 10 passes can be performed prior to crystallization. However, because of the significantly increased viscosity at these low temperatures, the strain achieved is low. Other temperatures are also shown in FIG.

본 발명에서, 예열 온도는 높지만 소비된 결정화 시간에 크게 기여하지 않을 정도로 충분히 낮은 온도로 최적화된다. 이 온도는 가공/압연 온도에 근접하기 때문에 상기 온도는 가공 온도로 신속하게 상승될 수 있다. In the present invention, the preheating temperature is high but is optimized to a temperature low enough not to contribute significantly to the spent crystallization time. Since the temperature is close to the processing / rolling temperature, the temperature can be quickly raised to the processing temperature.

이 가공 단계에서 신속하게 가열되는 이유는 다음과 같다:The reason for this rapid heating in this processing step is as follows:

(1) 온도는 이미 가공 온도, 전형적으로 > T압연 - 약 20% 내지 약 35%, 보다 바람직하게는 약 30%에 근접한다.(1) the temperature is already close to the processing temperature, typically > T rolling - from about 20% to about 35%, more preferably about 30%.

(2) BMG 공급원료의 예열된 상태의 유연도(softness)는 전체 접촉 라인의 밀접한 접촉을 초래하기 때문에, 신속한 열 전이가 성취될 수 있다.(2) Since the preheated softness of the BMG feedstock results in close contact of the entire contact line, rapid thermal transfer can be achieved.

예를 들면, BMG가 압연된 390℃에서 예열된 다음 440℃에서 압연되는 경우, 결정화는 예열 단계 없이, 440℃에서 5 내지 6분의 결정화 시간 규모보다 훨씬 더 긴 35분 후에 일어난다. 따라서, 성형성의 소모는 예열 온도로 가열하는 동안 급격하게 감소되고 압연 단계 동안 소모될 수 있다. 예를 들면, 본원 명세서에 기재된 방법을 사용함으로써, BMG 공급원료는 단일 단계 공정에 대한 약 10회 통과와 비교하여 결정화 전에 약 16회 통과 이하로 압연될 수 있다. For example, when BMG is preheated at 390 ° C rolled and then rolled at 440 ° C, the crystallization takes place after 35 minutes, which is much longer than the crystallization time scale at 440 ° C for 5 to 6 minutes, without the preheating step. Thus, the consumption of formability can be drastically reduced during heating to the pre-heating temperature and consumed during the rolling step. For example, by using the method described herein, the BMG feedstock can be rolled down to about 16 passes or less before crystallization compared to about 10 passes for a single step process.

본원 명세서에 기재된 바와 같이, 열가소성 압연함으로써만 목적하는 두께 감소에 도달하는데 필요한 힘이 특히 시트형 치수(즉, 면외 치수가 면내 치수보다 훨씬 작은 경우)에 대해 극적으로 높은 것이 밝혀졌다. 그러나, 연신 단계가 도 8에 도시된 바와 같이 부가된 경우, 제1 세트의 롤러로부터 배출된 후의 시트 두께는 연신력, F, 때문에 추가로 감소될 수 있다.As described herein, it has been found that the force required to reach the desired thickness reduction by thermoplastic rolling is dramatically higher, especially for sheet-like dimensions (i.e., when the out-of-plane dimension is much smaller than in-plane dimensions). However, when the stretching step is added as shown in Fig. 8, the sheet thickness after being discharged from the first set of rollers can be further reduced because of the stretching force, F. Fig.

연신력은, 예를 들면, (1) 연신력을 생성하기 위해 제1 세트의 가열된 롤러보다 빠른 속도로 회전하는 세컨드 페어(second pair)의 "냉각(cold)" 롤러(즉, 가열된 롤러의 가공 온도보다 낮은 온도에서 유지되는) 또는 (2) 속도 조절된 인장 메카니즘(pulling mechanism)를 포함하는 다양한 방법에 의해 적용될 수 있다. 제1 세트의 가열된 롤러에서 배출하는 것과 같은 벌크 금속 유리에 연신력을 적용하는 다른 방법은 또한 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 연신을 위해 중요한 것은 조절된 속도와 네거티브 온도 구배이다.The stretching force may be, for example, (1) a " cold "roller of a second pair that rotates at a higher speed than the first set of heated rollers to produce an elongating force Or (2) a rate-controlled pulling mechanism, which is maintained at a temperature lower than the processing temperature of the die. Other methods of applying the stretching force to bulk metal glasses, such as those discharged from a first set of heated rollers, are also known to those of ordinary skill in the art. What is important for the stretching is the controlled velocity and the negative temperature gradient.

연신력은 σ=F/(h*W) (여기서, W는 시트의 폭이다)에 따라 계산된다. 연신된 부분에서의 응력은 1/h에 비례한다. 이는 압연 시트의 두께가 감소하기 때문에, 시트가 파괴될때 까지 구동 응력이 증가되는 것을 의미한다. 그러나, 놀랍게도 공급원료 두께의 변화는, 연신 전에 일부 두께 변화가 불안정한 방법으로 성장하는 BMG 없이 견딜 수 있도록 감소될 수 있음이 밝혀졌다. The stretching force is calculated according to? = F / (h * W) (where W is the width of the sheet). The stress in the stretched portion is proportional to 1 / h. This means that the driving stress is increased until the sheet is broken, because the thickness of the rolled sheet is reduced. Surprisingly, however, it has been found that changes in the feedstock thickness can be reduced before stretching to withstand BMGs that grow in some unstable manner in some thickness variations.

압축 및 연신 압연의 조합을 안정화시키기 위한 요건은 다음과 같다:The requirements for stabilizing the combination of compression and stretch rolling are as follows:

(1) BMG 시트가 제1 세트의 가열된 롤러에서 배출될 때의 네거티브 온도 구배. 이로 인해, 제1 세트의 가열된 롤러로부터 거리가 증가하고, 속도가 증가하며, 따라서 변형 내성이 증가한다.(1) Negative temperature gradient as the BMG sheet is discharged from the first set of heated rollers. As a result, the distance from the first set of heated rollers increases, the speed increases, and therefore the deformation resistance increases.

(2) 연신은 변위를 정확하게 조절함으로써 실현된다. 즉, 연신은 힘 조절이 아니라, 속도 조절이다. 전형적으로, 속도는 적어도 실질적으로 일정하다.(2) Stretching is realized by precisely adjusting the displacement. That is, stretching is not force control but speed control. Typically, the velocity is at least substantially constant.

(3) 연신 동안 발생되는 두께 변화는 후속적인 압연 패스에 의해 편평해 질 수 있다.(3) Thickness changes occurring during stretching can be flattened by subsequent rolling passes.

도 8은 연신 방법과 결합된 압연 시스템의 도식을 나타내고, 여기서 제2 세트의 "냉각" 롤러는 압연 시트를 보다 얇게 만들기 위해서 압연 시트의 연신을 조절하기 위해 사용된다. Figure 8 shows a schematic of a rolling system in combination with a stretching method wherein a second set of "cooling" rollers are used to control the stretching of the rolled sheet to make the rolled sheet thinner.

열가소성 압연 및 연신에 대한 변형 메카니즘은 상이하다. 열가소성 압연의 경우, 두께 감소는 전단 변형(압착 흐름(squeezing flowing)과 유사한)으로부터 유래되는 반면, 연신의 경우, 두께 감소는 인장 변형으로부터 유래된다.The deformation mechanisms for thermoplastic rolling and stretching are different. In the case of thermoplastic rolling, the thickness reduction is derived from shear deformation (similar to squeezing flow), whereas in the case of stretching, the thickness reduction is derived from the tensile strain.

두께, 속도 및 결정화 시간과 같은 상이한 BMG 가공 조건들에 대한 바람직한 변형 모드를 수량화하기 위해, 열가소성 압연 및 연신력은 계산될 수 있다.To quantify the desired mode of deformation for different BMG processing conditions, such as thickness, speed and crystallization time, the thermoplastic rolling and stretching forces can be calculated.

하기 계산에서, 문제는 2D 문제로 단순화된다. 즉, 이는, 시트의 두께가 이의 다른 치수보다 훨씬 작고, 과냉각된 액체 구역에서 변형된 BMG의 경우, BMG는 비압축성 뉴톤 유체로서 고려되는 것으로 추정된다. 실제로 레이놀즈 수(

Figure pct00002
)는 1 보다 훨씬 작기 때문에, 비중 및 관성 항목과 같은 본체 힘은 무시될 수 있다.In the following calculations, the problem is simplified to a 2D problem. That is, it is assumed that BMG is considered as an incompressible Newtonian fluid in the case of a BMG deformed in a supercooled liquid zone, where the thickness of the sheet is much smaller than its other dimensions. In fact,
Figure pct00002
) Is much smaller than 1, body forces such as specific gravity and inertia items can be ignored.

이를 토대로, 압연시의 압력은 방정식(1)로 나타낸 바와 같은 슬립 없는 경계 조건(no-slip boundary condition)을 사용하여 측정될 수 있다.

Figure pct00003
(1)Based on this, the pressure at rolling can be measured using a no-slip boundary condition as shown in equation (1).
Figure pct00003
(One)

여기서, η는 점도이고, U는 압연 속도이며, x는 압연 방향이며, hm, R, h1은 각각 롤러들 사이의 간격, 롤러의 반경, 및 배출시의 시트 두께이다.Where h is the viscosity, U is the rolling speed, x is the rolling direction, h m , R, h 1 are the spacing between the rollers, the radius of the rollers, and the sheet thickness at the time of discharge.

이어서, 압연력은 방정식(2)에 따라 계산될 수 있다.The rolling force can then be calculated according to equation (2).

Figure pct00004
(2)
Figure pct00004
(2)

연신력은 방정식(3)에 따라 추산될 수 있다.The stretching force can be estimated according to equation (3).

Figure pct00005
(3)
Figure pct00005
(3)

여기서, w는 시트의 폭이고, △U는 시트의 두 말단들 간의 속도 차이이며, L0는 두께 감소가 일어나는 길이이다.Here, w is the width of the sheet, △ U is the speed difference between the two ends of the sheet, L 0 is the length of the thickness reduction takes place.

압연력과 연신력을 비교하기 위해, △h/h0 = 40%의 두께 감소가 예로서 사용되고, 롤러 갭은 초기 시트 두께의 절반이고, w = 10cm, η = 106 Pa.s, U = 3mm/s, △U = U, L0 = 1cm이며, 이들은 실제 조절을 위해 적절하며, 예를 들면, 고온은 변형을 안정화시키기 위해 냉각될 필요가 있는 것으로 추정된다. 하나의 양태에 있어서, 변형 시간 동안 성취된 동일한 변형에 대한 열가소성 압연 및 연신의 변형 력은 10배 이상 차이가 난다.To compare the rolling forces and stretching force, △ h / h 0 = 40% is used as an example and the roller gap is half of the initial sheet thickness and w = 10 cm,? = 10 6 Pa.s, U = 3 mm / s,? U = U, L 0 = 1 cm, These are suitable for actual control, for example, high temperatures are presumed to need to be cooled to stabilize the strain. In one embodiment, the strain of thermoplastic rolling and stretching to the same strain achieved during the deformation time is at least 10 times different.

결과는 도 9에 나타냈고, 이는 동일한 속도(3mm/s)에 대한 압연력 및 연신력을 비교하고, 여기서 두께 감소 △h/h0 = 40%, 롤러 갭은 초기 시트 두께의 절반이고, 시트 폭 = 10cm 및 점도 = 106 Pa.s이다. 매우 놀랍게도, 연신 동안 동일한 속도 및 두께 감소율을 달성하기 위해 필요한 힘은 압연 동안 보다 매우 낮다. 따라서, 0.5mm 두께의 시트를 성취하기 위해, 압연력은 연신력보다 대략 1000배 더 크다. The results showed in Fig. 9, which compares the rolling force and a stretching force to the same speed (3mm / s), where the reduced thickness △ h / h 0 = 40%, the roller gap is half the initial sheet thickness, the sheet width = 10 cm and the viscosity = 10 6 Pa.s. Surprisingly, the force required to achieve the same rate and thickness reduction rate during stretching is much lower than during rolling. Thus, in order to achieve a sheet of 0.5 mm thickness, the rolling force is approximately 1000 times greater than the elongation force.

방정식(3)을 토대로, 모든 연신력은 가소성 변형에 대해 사용되는 반면, 열가소성 압연에 대해서는, 가소성 변형에 기여하는 정수압 보다는 전단 응력이 사용됨이 명백하다. 최대 전단 응력 및 최대 정수압은 도 10에 도시된 바와 같은 두께의 함수로서 도 9에서와 동일한 압연 파라미터들에 비교된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 최대 정수력은 시트 두께가 감소하는 만큼 매우 빠르게 증가한다. 또한, 최대 정수력은 항상 최대 전단 응력보다 훨씬 크고, 이는 열가소성 압연에 의해 얇은 시트를 제조하는데 시트가 얇아진 것 처럼 점점 덜 효율적으로 된다는 것을 의미한다(15).Based on equation (3), it is clear that for all thermoplastic rolls all shear forces are used for plastic deformation whereas shear stresses are used rather than hydrostatic pressure which contributes to plastic deformation. The maximum shear stress and maximum hydrostatic pressure are compared to the same rolling parameters as in FIG. 9 as a function of thickness as shown in FIG. As shown in Fig. 10, the maximum hydrostatic force increases very rapidly as the sheet thickness decreases. In addition, the maximum hydrostatic force is always much greater than the maximum shear stress, which means that by thermoplastic rolling, thinner sheets become less and less efficient as sheets become thinner (15).

본 발명의 주요 이점 중의 하나는 주위 온도에서 시트를 제조할 수 있다는 점이다. 대조적으로, 캐스팅, 이축-압연 캐스팅 및 합금 용융 성형과 같은 방법을 포함하는 시트형 BMG 부품을 제조하기 위해 앞서 제안된 대부분의 대체 방법은 제조 환경에서 비현질적인 진공 또는 불활성 가스 또는 환원 환경을 필요로 한다. 분명히, 대부분의 BMG는 제안된 온도 및 가공 조건 동안 산화시킨다. 그러나, 놀랍게도 산화는 표면적이고 시트의 표면으로 제한되는 것으로 밝혀졌다. 산화물 층은 단지 표면의 상부(얇은) 깊이(1-2㎛)에 머문다. 도 11a는 두께가 ~ 450㎛인 압연된 Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 BMG 시트를 도시한다 (13회 통과에 대해 T압연 = 440℃, T예열 = 420℃). 도 11B는 1~2 마이크론 표면을 제거한 후 이와 동일한 BMG 시트를 도시한다.One of the main advantages of the present invention is that the sheet can be produced at ambient temperature. In contrast, most alternative methods previously proposed for producing sheet-type BMG parts including methods such as casting, biaxial-rolling casting and alloy melt forming require an unconventional vacuum or inert gas or reducing environment in the manufacturing environment do. Obviously, most BMGs are oxidized during the proposed temperature and processing conditions. Surprisingly, however, oxidation has been found to be superficial and limited to the surface of the sheet. The oxide layer only stays at the top (thin) depth (1-2 탆) of the surface. 11A shows a rolled Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 BMG sheet having a thickness of ~ 450 μm (T rolling for 13 passes = 440 ° C., T preheat = 420 ° C.). 11B shows this same BMG sheet after removing 1-2 micron surfaces.

그러나, 본 발명자는 BMG 시트의 표면에 산화물의 제한을 위해 층류가 필요함을 밝혀냈다. 따라서, 본 발명은 층류를 초래하고 난류를 회피하는 가공 조건으로 한정된다. 이러한 흐름에 대한 조건들은 레이놀즈 수를 통해 한정될 수 있고, 여기서 1보다 상당히 작은 레이놀즈 수는 층류를 초래하는데 필요한다. 압연 공정의 경우, 레이놀즈 수는

Figure pct00006
로서 계산될 수 있고, 여기서 ρ, η 및 h는 각각 공급원료의 밀도, 점도 및 두께이고, U는 압연 속도이다. 본 발명에서 층류의 요건은 다음 조건을 포함한다: 10㎛ 내지 20mm의 압연 두께, 점도: 103~1010 Pa.s, 밀도: 3~20 g/cm3, 압연 속도: 1-200cm/min, 이들 모두는 Re=10-13-10-3<<1을 수득한다.However, the present inventors have found that laminar flow is necessary for limiting the oxide on the surface of BMG sheet. Therefore, the present invention is limited to processing conditions that cause laminar flow and avoid turbulence. The conditions for this flow can be defined by the Reynolds number, where Reynolds number considerably smaller than 1 is needed to effect laminar flow. For the rolling process, the Reynolds number is
Figure pct00006
Where ρ, η and h are the density, viscosity and thickness of the feedstock, respectively, and U is the rolling speed. The requirements of laminar flow in the present invention include the following conditions: a rolling thickness of 10 to 20 mm, a viscosity of 10 3 to 10 10 Pa.s, a density of 3 to 20 g / cm 3 , a rolling speed of 1 to 200 cm / min , All of them yield Re = 10 -13 -10 -3 << 1.

본 발명에 따라 가공될 수 있는 BMG는, 이들이 표 1에 나타낸 바와 같이 연속체(continuum)에 포함될지라도, 4개 그룹으로 공식적으로 분리될 수 있다.The BMGs that can be processed in accordance with the present invention can be formally separated into four groups, even if they are included in a continuum as shown in Table 1.

[표 1][Table 1]

BMG의 부류Class of BMG

Figure pct00007
Figure pct00007

연신에 대한 필요는 특정 부류의 BMG 뿐만 아니라 목적하는 크기의 최종 BMG 시트에 어느 정도 의존한다. The need for stretching depends to some extent on the final BMG sheet of the desired size as well as on a particular class of BMG.

우수한 성형성을 갖는 BMG는 Tx에서 106 Pa.s의 점도를 나타낸다. 이들의 성형성은 10-4Pa-1보다 크거나 동일하다. 두꺼운 공급원료(>3mm)에 대한 압연의 초기 단계 동안 예열은 여전히 필요하다. 종종, 이러한 BMG 부류에 대해, 가공 온도는 보다 낮게 선택될 수 있기 때문에, 보다 긴 가공 시간이 이용가능하고 보다 쉽게 결정화를 회피할 수 있다. 연신은 보다 큰 시트(즉, 약 40cm × 약 20cm 이상의 치수를 갖는)에 대해서만 요구된다.BMG having excellent moldability exhibits a viscosity of 10 6 Pa · s at T x . Their formability is greater than or equal to 10 -4 Pa -1 . Preheating is still required during the initial stage of rolling for thicker feedstocks (> 3 mm). Often, for such BMG classes, longer processing times are available and more easily avoid crystallization since the processing temperature can be chosen to be lower. Stretching is only required for larger sheets (i.e., having dimensions of about 40 cm by about 20 cm or more).

고성형성의 BMG는 Tx에서 106 내지 107 Pa·s 이하의 점도를 나타낸다. 이들의 성형성은 약 10-4 내지 10-5이다. 두꺼운 공급원료(> 3mm)에 대한 압연의 초기 단계 동안 예열이 여전히 요구된다. 연신은 거대 및 중간 시트를 위해 요구된다(즉, 약 20cm × 약 10cm 초과의 치수를 가짐).The BMG of the solid formation shows a viscosity of 10 6 to 10 7 Pa · s or less at T x . Their formability is about 10 -4 to 10 -5 . Preheating is still required during the initial stage of rolling for thicker feedstocks (> 3 mm). Stretching is required for large and medium sheets (i.e., having dimensions of about 20 cm by about 10 cm).

중간 성형성의 BMG 합금은 대부분의 기하에 대해 연신을 필요로 한다. 30 kN의 체결력에서, 이들 합금으로 달성될 수 있는 최종 크기는 고성형성 BMG에 대한 것과 현저히 상이하다. 거대 시트는 단지 연신을 통해 달성될 수 있다. 약 20cm × 약 10cm의 치수를 갖는 BMG 시트는 본원에 기재된 기술을 사용하여 가능하다.The intermediate formability of BMG alloys requires stretching for most geometries. At a clamping force of 30 kN, the final size that can be achieved with these alloys is significantly different from that for the high-build BMG. The large sheet can only be achieved through stretching. BMG sheets having dimensions of about 20 cm by about 10 cm are possible using the techniques described herein.

저성형성의 BMG 합금은 Tx에서 109 Pa·s의 점도를 갖고(F < 10-6 Pa-1), 저성형성을 가지며, 압연 동안 사소하게 변형된다. 따라서, 변형의 대부분은 연신 동안 발생해야 한다. 예비-성형된 얇은 플레이트는 연신을 포함하는 경우에 여전히 얇을 수 있다. 약 20cm × 약 3cm의 치수를 갖는 BMG 시트는 본원에 기재된 기술을 사용하여 가능하다.The low-build-up BMG alloy has a viscosity of 10 9 Pa · s at T x (F <10 -6 Pa -1 ), has poor formation and is slightly deformed during rolling. Thus, most of the strain must occur during stretching. The pre-formed thin plate may still be thin if it includes stretching. BMG sheets having dimensions of about 20 cm x about 3 cm are possible using the techniques described herein.

그러나, BMG 원료가 > 3mm의 두께를 갖는 모든 경우에, 압연 전에 공급원료 물질을 예열시키는 것이 필요하다. 공급원료 치수에 있어서, 예를 들면, 공급원료가 두께 < 1mm의 시트-형인 수회 통과 후, 롤러를 통한 가열이 충분할 수 있고 예열은 요구되지 않는다.However, in all cases where the BMG feedstock has a thickness of > 3 mm, it is necessary to preheat the feedstock feed prior to rolling. In the feedstock dimensions, for example, after several passes through which the feedstock is sheet-type <1 mm thick, heating through the rollers may be sufficient and no preheating is required.

본 발명의 또 다른 주요 측면은 정확한 온도 및 처리 시간 조절이다. 정확한 온도 조절은 가열 요소의 온도를 조절함으로써 달성할 수 있다. 예를 들면, 열전쌍 피드백은 가열된 롤러의 세트 내부에 배치될 수 있고, 가열된 롤러의 세트 내에서 가열 카트리지의 온도를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 온도 조절은 또한 가열된 롤러의 세트 외부로부터 복사열을 사용하여 달성할 수 있다. 롤러는 또한 가열된 액체에 침적하여 가열시킬 수 있다. 정확한 온도 조절을 가능하게 하는 다른 온도 조절 수단은 또한 당해 기술분야의 숙련가에게 공지되어 있고, 본 발명에서 사용가능하다.Another key aspect of the present invention is precise temperature and process time control. Accurate temperature control can be achieved by controlling the temperature of the heating element. For example, thermocouple feedback can be placed inside a set of heated rollers and used to adjust the temperature of the heating cartridge within a set of heated rollers. Alternatively, temperature control can also be achieved using radiant heat from outside the set of heated rollers. The rollers can also be heated by immersion in heated liquids. Other temperature control means that allow precise temperature control are also known to those skilled in the art and are usable in the present invention.

도 12 및 13에 설명된 바와 같이, 한 가지 양태에서, 롤러는 PID-조절을 통해 조절되는 저항 가열기로 가열되고, 여기서 롤러의 표면에 근접하여 배치된 열전쌍은 온도를 측정하기 위해 사용된다. 롤러 표면 상에서 온도 균일성은 전체 롤러를 통해 5℃ 미만으로 벗어나는 것이 매우 바람직하다.As described in Figures 12 and 13, in one embodiment, the rollers are heated to a resistance heater controlled via PID-regulation, wherein a thermocouple placed close to the surface of the roller is used to measure the temperature. It is highly desirable for temperature uniformity on the roller surface to deviate to less than 5 ° C through the entire roller.

상기 기재된 바와 같이, 예열기는, BMG의 성형성 소비를 감소시키기 때문에, 본 발명의 주요 요소이다. 예열기에 대한 요건은, BMG 원료가 충분히 연화되어 BMG가 롤러를 손상시키지 않고 롤러 형상에 적합하고 또한 성형성 소비를 최소화하는 것이다.As described above, the preheater is a major element of the present invention because it reduces moldability consumption of BMG. The requirement for the preheater is that the BMG raw material is sufficiently softened that the BMG is suitable for the roller shape without damaging the rollers and also minimizes the moldability consumption.

한 가지 양태에서, 도 11에 제시된 바와 같이, 예열기는, 원료가 예열 단계를 통과함에 따라 원료를 가열하는 2개의 가열 플레이트(상부 및 하부)를 포함할 수 있다. 예열 동안의 온도 조절은 중요하지만, 압연 동안에는 중요하지 않다. 예열기는 임의로, 그러나 바람직하게는, 롤러의 것과 독립적인 가열 및 조절 메카니즘을 갖는다. 예열기를 가열 및 조절하는 기술은 롤러에 대해 제안된 것과 유사할 수 있다.In one embodiment, as shown in FIG. 11, the preheater may include two heating plates (upper and lower) that heat the stock as it passes through the preheat stage. Temperature control during preheating is important, but not important during rolling. The preheater optionally, but preferably, has a heating and conditioning mechanism independent of that of the rollers. The technique of heating and conditioning the preheater may be similar to that proposed for the rollers.

도 11에 제시된 예열기는 ±5℃ 이내에서 온도 조절을 가능하게 한다. 본 예에 있어서, 2개의 가열 플레이트는 중력에 의해 단순히 원료를 가압한다. 그러나, 상기 부류 내의 BMG의 특정 특성 및 BMG 원료의 기하 뿐만 아니라, 특정 부류의 BMG에 따라, 추가의 힘이 부가될 수 있다. 이러한 힘은 필요에 따라 높거나 낮도록 조정될 수 있다.The preheater shown in Fig. 11 enables temperature control within ± 5 ° C. In this example, the two heating plates simply press the raw material by gravity. However, depending on the specific characteristics of the BMG in the class and the geometry of the BMG material, as well as a particular class of BMG, additional forces may be added. This force can be adjusted high or low as needed.

횡방향 시트 치수가 증가하면, 롤러에 점착하는 BMG의 경향은 문제가 될 수 있다. 롤러에 대한 BMG의 점착은 평탄성, 열 전도성 및 전체 압연 공정 동안 연속 성형성을 유지하기 위해 해결되어야 한다. 롤러에 점착하는 원료의 경향은 굴곡에 기인하는 변형 에너지 증가에 기인하여 부착력 및 저항력에 기인하는 시스템 에너지 감소에 기인하여 점착하는 구동력을 비교함으로써 정량화할 수 있다. 뉴톤 유체의 경우에, 부착에 기인하는 굴곡 에너지 증가는 수학식 4에 제시되어 있다:As the transverse sheet dimension increases, the tendency of the BMG to adhere to the rollers can become problematic. The adhesion of the BMG to the rollers should be addressed to maintain the continuity formability during planarity, thermal conductivity and overall rolling process. The tendency of the raw materials adhering to the rollers can be quantified by comparing the driving force that is adhered to each other due to the system energy reduction caused by the adhering force and the resistance due to the increase in strain energy caused by the bending. In the case of Newtonian fluids, the increase in flexural energy due to adhesion is given in equation (4): &lt; EMI ID =

Figure pct00008
(4)
Figure pct00008
(4)

여기서, λ=3η는 시트의 인장 점도이고, Ω는 롤러의 각 속도이고, I=h2 3/12는 관성의 단면 모멘트이다.Here, λ = 3η has a tensile viscosity of the sheet, Ω is the angular velocity of the roller, I = h 2 3/12 is a cross-sectional moment of inertia.

한편, 시스템의 부착 에너지는 수학식 5에 제시되어 있다:On the other hand, the bond energy of the system is shown in equation (5): &lt; EMI ID =

Figure pct00009
(5)
Figure pct00009
(5)

여기서, β는 금속 유리와 롤러 사이의 접촉각이다.Here,? Is the contact angle between the metal glass and the roller.

따라서, 압연 동안 점착을 방지하기 위해, 이는

Figure pct00010
(6) 또는
Figure pct00011
(7)을 필요로 한다.Therefore, in order to prevent adhesion during rolling,
Figure pct00010
(6) or
Figure pct00011
(7).

이러한 점착 경향은 다른 금속에 대해서는 관찰되지 않았고, BMG로 접근가능한 저점도 또는 상응하는 유동 응력, 및 결과적으로, 롤러와 BMG 원료 사이의 친밀한 접촉에 기인하여 BMG에서 발생하는 것으로 생각된다. 따라서, 열간 압연 동안 점착을 감소시키기 위해, 부착 에너지는 저하되어야 한다.This adhesion tendency is not observed for other metals and is believed to occur in the BMG due to the low viscosity or corresponding flow stress accessible to the BMG and consequently the intimate contact between the roller and the BMG raw material. Therefore, in order to reduce the adhesion during hot rolling, the adhesion energy must be lowered.

본 발명은 롤러에 대한 BMG 원료의 점착 경향을 감소시키기 위한 하기 전략을 제안한다:The present invention proposes the following strategy for reducing the sticking tendency of the BMG raw material to the rollers:

(1) 미세 표면적의 감소 - 이는 점착 경향이 매우 높은 표면 마무리에 의해 감소하는 것으로 관찰되었다. 따라서, 점착 경향을 감소시키기 위한 시도에서, 조도를 저하시켰다. 먼저, 점착이 악화되지만, 미러 마무리와 비교하는 조도 미만에서 점착의 저하가 관찰된다.(1) Decrease in fine surface area - It has been observed that the adhesion tendency is reduced by a very high surface finish. Thus, in an attempt to reduce the sticking tendency, the roughness was lowered. First, although adhesion tends to deteriorate, a decrease in adhesion is observed below the roughness compared with the mirror finish.

(2) 표면 화학 - BMG에 의해 불량하게 습윤되는 롤러 재료를 선택하는 경우. 이것이 의미하는 것은 수학식 7에서 습윤각, β가 90°보다 크다는 것이다(수학식 7은 항상 성립한다). 예를 들면, 질화물 및 기타 세라믹 롤러 표면은 점착을 감소키고(습윤각을 증가시킴), 금속 롤러 표면은 점착을 촉진시킨다.(2) Surface chemistry - When selecting a roller material that is poorly wetted by BMG. What this means is that the wetting angle,? In equation (7) is greater than 90 degrees (equation (7) always holds). For example, nitride and other ceramic roller surfaces reduce adhesion (increase wetting angle) and metal roller surfaces promote adhesion.

(3) 표면 화학과 관련된 것은 BMG 공급원료의 산화이다. BMG 공급원료의 산화된 표면은 또한 점착을 감소시킨다. 예를 들면, 최저 산화 경향을 갖는 Pt57.5Cu14.7Ni5.3P22.5 BMG는 롤러에 대부분 점착하는 반면, Pd43Ni10Cu27P20 BMG는 현저히 덜 점착하고, 최적 점착 경향은, 도 15에 설명된 바와 같이, 시험된 Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 BMG 합금으로 발생한다.(3) Surface chemistry is the oxidation of BMG feedstock. The oxidized surface of the BMG feedstock also reduces adhesion. For example, Pt 57.5 Cu 14.7 Ni 5.3 P 22.5 BMG having the lowest oxidation tendency mostly adheres to the roller, whereas Pd 43 Ni 10 Cu 27 P 20 BMG is significantly less sticky, and the optimum sticking tendency is described in FIG. 15 As shown, this occurs with the tested Zr 44 Ti 11 Cu 10 Ni 10 Be 25 BMG alloy.

(4) BMG의 점착을 방지하는 또 다른 방식은 윤활제를 첨가함으로써 BMG의 표면 에너지(수학식 7에서 γl-v)를 저하시키는 것이다.(4) Another way to prevent adhesion of BMG is to reduce the surface energy of BMG (gamma lv in equation (7)) by adding a lubricant.

도 15는 압연된 Pt57 .5Cu14 .7Ni5 .3P22 .5 샘플의 사진을 도시한다. 도 15에 제시된 바와 같이, Pd43Ni10Cu27P20 샘플은 상부 및 하부 롤러에 동시에 점착하여 중심선을 따라 인열을 유발할 수 있다.Figure 15 is a rolled Pt 57 .5 Cu 14 .7 Ni 5 .3 P 22 .5 shows a photo of the sample. As shown in FIG. 15, the Pd 43 Ni 10 Cu 27 P 20 sample may simultaneously adhere to the upper and lower rollers to cause tearing along the centerline.

본원에 기재된 방법은 낮은 산화율을 갖는 벌크 금속 유리의 초평활 시트의 제조를 가능하게 한다.The process described herein enables the production of a super smooth sheet of bulk metal glass with a low oxidation rate.

추가로, BMG가 거대한 얇은 시트로 제조되는 경우, 다른 처리 단계는 BMG 시트를 보다 복잡한 설계 형상으로 형성하기 위해 수행될 수 있다.In addition, where the BMG is made of a giant thin sheet, other processing steps may be performed to form the BMG sheet into a more complex design shape.

예를 들면, 도 16은 패턴화된 롤러를 사용하여 면내 또는 면외의 BMG 시트에서 패턴을 작성하는 예를 도시한다. 도 16에 제시된 바와 같이, BMG를 예열 단계를 통해 처리하고 가열된 롤러의 세트를 통해 압연한 다음 상기 상세히 기재된 바와 같이 연신 단계를 수행한 후, BMG는 BMG 시트를 패턴화하기 위해 상부에 배치된 면내 또는 면외 패턴을 갖는 가열된 롤러의 후속 세트를 통해 처리할 수 있다. 패턴화된 롤러의 세트는 면내 또는 면외에서 패턴을 BMG 시트에 제공하기 위해 가열된 롤러의 제1 세트와 동일하거나 상이한 처리 온도에서 유지한다.For example, FIG. 16 shows an example of creating a pattern in a BMG sheet in-plane or out-of-plane using a patterned roller. As shown in Figure 16, after processing the BMG through a pre-heating step and rolling through a set of heated rollers and then performing the drawing step as described in detail above, the BMG is placed on top of the BMG sheet Can be processed through a subsequent set of heated rollers with in-plane or out-of-plane patterns. The set of patterned rollers maintains the same or different processing temperature as the first set of heated rollers to provide the pattern to the BMG sheet either in-plane or out-of-plane.

이들 동일한 패턴은 또한 도 17에 설명된 바와 같이 열가소성 압축 또는 취입 성형 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 유사한 방식에서, BMG를 예열 단계를 통해 처리하고 가열된 롤러의 세트를 통해 압연한 다음, 연신 단계를 수행한 후, BMG는 당해 기술분야에 일반적으로 공지된 바와 같이 압축 성형 또는 취입 성형 공정에 제공할 수 있다. 이들 기술의 예는, 예를 들면, 슈로에르(Schroers) 등의 미국 특허 제8,641,839호 및 슈로에르 등의 미국 특허공개공보 제2013/0306262호에 기재되어 있고, 각각의 주제는 이의 전체가 본원에서 참고로서 원용된다.These same patterns can also be produced using a thermoplastic compression or blow molding process as described in Fig. In a similar manner, after the BMG is processed through a pre-heating step and rolled through a set of heated rollers, and after performing the stretching step, the BMG is subjected to a compression molding or blow molding process as is generally known in the art can do. Examples of these techniques are described, for example, in U.S. Patent No. 8,641,839 to Schroers et al. And U.S. Patent Application Publication No. 2013/0306262 to Schroer et al., Each of which is incorporated herein by reference in its entirety It is used as a reference.

또한, 성형 단계는 벌크 금속 유리 시트를 금형 캐비티로 성형하기 위해 수행할 수 있다. 필요에 따라, 전단 단계는 벌크 금속 유리 시트를 금형 캐비티에 의해 설정된 윤곽으로 절단하기 위해 수행할 수 있다. 또 다른 바람직한 양태에서, 변형 단계는 벌크 금속 유리 시트를 금형 캐비티에 의해 설정된 평면 변형 외부로 주름지게 하기 위해 수행할 수 있다.Further, the forming step can be performed to mold the bulk metallic glass sheet into a mold cavity. If desired, the shearing step may be performed to cut the bulk metallic glass sheet into the contour set by the mold cavity. In another preferred embodiment, the deforming step can be performed to corrugate the bulk metal glass sheet out of the plane deformation set by the mold cavity.

BMG를 위한 기타 유사한 패턴화 방법 뿐만 아니라 이들 방법을 사용함으로써, 도 18에 설명된 안경 프레임 등의 매우 복잡한 형상은 본원에 기재된 방법을 사용하여 제조할 수 있다.By using these methods as well as other similar patterning methods for BMG, highly complex shapes such as the spectacle frames described in Figure 18 can be made using the methods described herein.

본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 벌크 금속 유리 원료는 단계 b)에서 접속되는 복수의 벌크 금속 유리 조각을 포함할 수 있다. 도 19에 제시된 바와 같이, "샌드위치"를 형성하는 복수의 벌크 금속 유리 조각은 압연에 의해 접속될 수 있다. 이러한 접속 단계는 완전할 수 있고, 여기서 복수의 벌크 금속 유리 조각은 임의의 갭 없이 완전하게 함께 접속된다. 대안적으로, 접속 위치는 특정한 위치에서 벌크 금속 유리의 조각이 접속하는 것을 방지하기 위해 조절될 수 있고, 이에 따라 벌크 금속 유리 조각의 일부만이 접속된다. 이러한 방법에서, 한 가지 양태에서, 염 및 중합체 등의 다양한 재료는 특정 위치에서 벌크 금속 유리 조각의 접속을 방지하기 위해 벌크 금속 유리 조각 내에 산재할 수 있다. 벌크 금속 유리 조각의 일부만이 접속되도록 특정 영역에서 재료의 접속을 방지할 수 있는 다른 방법은 본 발명의 실시에 사용할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the bulk metallic glass raw material may comprise a plurality of bulk metallic glass pieces connected in step b). As shown in FIG. 19, a plurality of bulk metallic glass pieces forming a "sandwich" can be connected by rolling. This connection step can be complete, wherein a plurality of pieces of bulk metal glass are completely connected together without any gap. Alternatively, the connection position can be adjusted to prevent a piece of bulk metallic glass from connecting at a particular location, whereby only a portion of the bulk of the bulk metallic glass is connected. In this manner, in one embodiment, various materials, such as salts and polymers, can be interspersed within the bulk of the bulk metal glass to prevent the connection of bulk metal glass pieces at specific locations. Other methods that can prevent the connection of the material in a particular region such that only a portion of the bulk of the bull metallic glass is connected can be used in the practice of the present invention.

본 발명은 또한 일반적으로 벌크 금속 유리 시트 제조용 시스템으로서, 상기 시스템이The present invention also relates generally to a system for producing bulk metallic glass sheets,

a) 예열 플레이트의 세트로서, 상기 예열 플레이트 세트가 그 사이에 벌크 금속 유리 공급원료를 샌드위칭할 수 있어서, 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 연화시키기에 충분하지만 상기 벌크 금속 유리의 소비된 결정화 시간에 크게 기여하지 않는 온도로 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 예열하는, 예열 플레이트의 세트;a) a set of preheating plates, said set of preheating plates being capable of sandwiching a bulk metallic glass feedstock therebetween so as to be sufficient to soften said bulk metallic glass feedstock, but at the consumed crystallization time of said bulk metallic glass A set of preheating plates for preheating the bulk metallic glass feedstock to a temperature that does not contribute significantly;

b) 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 유지시킨 회전가능한 가열된 롤러의 세트로서, 상기 가열된 롤러의 세트가 회전함에 따라, 가열된 롤러가 예열 플레이트의 단계로부터 수용된 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 가열된 롤러 사이에서 열가소적으로 압연시켜, 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 벌크 금속 유리 시트로 박막화하는, 회전가능한 가열된 롤러의 세트; 및b) a set of rotatable heated rollers held at the processing temperature of the bulk metal glass, wherein as the set of heated rollers rotates, the heated rollers heat the bulk metal glass feedstock received from the stage of the preheating plate A set of rotatable heated rollers that thermally roll between the rollers to thin the bulk metal glass feedstock into a bulk metallic glass sheet; And

c) 상기 가열된 롤러의 세트로부터 방출된 상기 압연된 벌크 금속 유리를 제어된 속도하에 연신시킬 수 있는 연신 메카니즘c) a stretching mechanism capable of stretching the rolled bulk metal glass emitted from the set of heated rollers at a controlled rate;

을 포함하는, 벌크 금속 유리 시트 제조용 시스템에 관한 것이다.To a system for producing bulk metallic glass sheets.

상기 논의된 바와 같이, 상기 연신 메카니즘은 네가티브 온도 구배에 대하여 이동하고, 이때 상기 벌크 금속 유리가 가열된 롤러의 세트로 부터 인장되거나 연신되는 경우 이는 BMG의 가공 온도 미만의 온도로 냉각된다.As discussed above, the elongating mechanism moves relative to a negative temperature gradient, when the bulk metal glass is stretched or stretched from a set of heated rollers, it is cooled to a temperature below the processing temperature of the BMG.

하나의 양태에서, 상기 연신 메카니즘은 속도 제어된 인장 메카니즘(velocity controlled pulling mechanism)을 포함하고, 이때 상기 속도 제어된 인장 메카니즘은 상기 가열된 롤러의 세트로 부터 방출될 때 상기 벌크 금속 유리 시트를 인장시킨다. 이러한 연신 메카니즘은 바람직하게는 상기 벌크 금속 유리가 상기 가열된 롤러의 세트를 통해서 진행하는 것보다 빠른 속도로 상기 벌크 금속 유리 시트를 인장시킨다.In one embodiment, the elongating mechanism comprises a velocity controlled pulling mechanism, wherein the velocity controlled tensioning mechanism is configured to tension the bulk metallic glass sheet when released from the set of heated rollers, . This stretching mechanism preferably stretches the bulk metallic glass sheet at a faster rate than the bulk metallic glass travels through the set of heated rollers.

다른 양태에서, 상기 연신 메카니즘은 회전가능한 냉각 롤러의 세트의 세트를 포함한다. 이러한 양태에서, 상기 회전가능한 냉각 롤러의 세트는 가열된 롤러의 세트보다 낮은 온도로 유지되고 상기 가열된 롤러의 세트로 부터 방출될 때 이들 사이의 벌크 금속 유리 시트를 수용한다. 냉각 롤러의 세트는 또한 바람직하게는 가열된 롤러의 세트보다 빠른 속도로 회전한다.In another aspect, the elongating mechanism comprises a set of rotatable chill rollers. In this aspect, the set of rotatable chill rollers is maintained at a lower temperature than the set of heated rollers and receives a bulk metallic glass sheet therebetween as it is discharged from the set of heated rollers. The set of chilled rollers also preferably rotate at a faster rate than the set of heated rollers.

또한 상기 논의된 바와 같이, 상기 압연 및 연신 단계 이후에, 본 발명의 시스템은 또한 상기 연신 메카니즘을 방출한 이후 패턴을 상기 벌크 금속 유리 시트 상에 부여하는 회전가능한 패턴화된 롤러의 세트를 포함할 수 있다. 다르게는, 상기 압연 및 연신 단계 이후에, 다양한 성형 공정을 수행하여 패턴을 상기 벌크 금속 유리 시트 상에 부여할 수 있다.As also discussed above, after the rolling and drawing step, the system of the present invention also includes a set of rotatable patterned rollers that imparts a pattern onto the bulk metallic glass sheet after ejecting the stretching mechanism . Alternatively, after the rolling and drawing steps, various molding processes can be performed to impart a pattern onto the bulk metallic glass sheet.

하나의 양태에서, 본 발명의 시스템은 얇은 벌크 금속 유리 시트를 연속적으로 제조하도록 연속적으로 연결된 다수의 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 시스템은 적어도 하나의 추가의 가열된 롤러의 세트 및 적어도 하나의 추가의 냉각 롤러의 세트의 다수 스테이션(stations)을 포함할 수 있고, 이때 상기 벌크 금속 유리는 추가로 얇아진다. 필요한 경우, 한 세트의 예열기 플레이트가 상기 적어도 하나의 추가의 가열된 롤러의 세트 이전에 위치될 수 있다. 그러나, 상기 예열기 플레이트는, 상기 벌크 금속 유리 시트가 상기 가열된 롤러의 세트 사이에서 압연 동안 충분한 온도로 남아있는 경우, 매 스테이션 사이에서 필요하지 않을 수도 있다. 상기 논의된 바와 같이, 상기 "냉각" 롤러는 단지 상기 가열된 롤러의 세트에 의해 유지된 가공 온도에 대한 냉각이다. 상기 벌크 금속 유리 시트가 다음의 후속의 스테이션 사이에서 상당히 냉각되지 않은 경우, 추가의 예열기 단계는 요구되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 시스템 내에서 예열기 플레이트의 세트, 가열된 롤러의 세트 및 냉각 롤러의 세트의 최적 배치는 당해 분야의 기술자에 의해 결정될 수 있다.In one aspect, the system of the present invention may comprise a number of systems connected in series to continuously produce a thin bulk metallic glass sheet. For example, the system may include a plurality of stations of a set of at least one additional heated roller and a set of at least one additional cooling roller, wherein the bulk metallic glass is further thinned. If desired, a set of preheater plates may be placed prior to the set of at least one additional heated roller. However, the preheater plate may not be required between every station if the bulk metal glass sheet remains at a sufficient temperature during rolling between the set of heated rollers. As discussed above, the "cooling" roller is only cooling to the processing temperature maintained by the set of heated rollers. If the bulk metal glass sheet is not significantly cooled between subsequent subsequent stations, an additional preheater step may not be required. Thus, the optimal arrangement of a set of preheater plates, a set of heated rollers and a set of cooling rollers in the system can be determined by those skilled in the art.

가열된 롤러의 세트는 임의로 그 위에 부드러운 비-점착성 표면을 제공하는 표면 피막을 포함할 수 있다. 상기 가열된 롤러에 대한 점착으로부터 상기 벌크 금속 유리를 보호하는 다른 방법은 상기에서 논의되었다. 또한, 상기 가열된 롤러의 세트는 바람직하게는 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 충분히 강한 경질 금속을 포함한다.The set of heated rollers may optionally include a surface coating that provides a smooth non-tacky surface thereon. Other methods of protecting the bulk metal glass from adhesion to the heated roller have been discussed above. In addition, the set of heated rollers preferably comprises a hard metal strong enough at the processing temperature of the bulk metal glass.

상기 냉각 롤러의 세트는 거친 표면을 가질 수 있으며, 이에 따라 상기 냉각 롤러의 세트가, 상기 가열된 롤러의 세트를 방출할 때, 상기 벌크 금속 유리 시트를 잡는다.The set of chilled rollers may have a rough surface such that when the set of chilled rollers emits the set of heated rollers, it holds the bulk metallic glass sheet.

도 12 및 13은 본 발명에 따르는 예열기 플레이트 및 가열된 롤러의 세트의 도면을 도시한다. 도 12 및 13에 제시된 바와 같이, 예열기 플레이트 2 및 4는 벌크 금속 유리 공급원료 물질을 수용하도록 배치된다. 상기 논의된 바와 같이, 예열기 플레이트는 중력을 단독으로 사용하여 벌크 금속 유리 공급원료 물질을 샌드위치시킬 수 있거나, 또는 임의로 추가의 압력 제공 수단을 이용하여 상기 예열기 플레이트와 상기 벌크 금속 유리 공급원료 물질 사이에 더욱 친밀한 접촉을 제공할 수 있다.Figures 12 and 13 show views of a set of preheater plates and heated rollers according to the present invention. As shown in Figures 12 and 13, preheater plates 2 and 4 are arranged to receive bulk metallic glass feedstock material. As discussed above, the preheater plate can be sandwiched using gravity alone to bulk metal glass feedstock material, or, optionally, additional pressure providing means can be used between the preheater plate and the bulk metal glass feedstock material More intimate contact can be provided.

세르보 모터 6은 가열된 롤러 8 및 10의 세트의 회전을 조절한다. 적재 및 배수 센서 12는 롤러의 위치 상에 피드백을 제공하도록 사용될 수 있다. 잭 스크류의 세트는 적재 및 배수 센서 12로 부터 받은 정보를 기초로 가열된 롤러 8 및 10의 세트 사이의 갭을 조절하는데 사용될 수 있다.The servo motor 6 regulates the rotation of the set of heated rollers 8 and 10. The loading and draining sensor 12 can be used to provide feedback on the position of the rollers. A set of jackscrews can be used to adjust the gap between the set of heated rollers 8 and 10 based on the information received from the load and drain sensor 12.

도 13은 상기 롤러 8 및 10의 중요 부분의 분해도의 도면을 도시한 것이다. 도 13에서 보여지는 바와 같이, 카트리지 가열기 16은 열전쌍(thermocouple) 18을 따라 롤러 8 및 10의 길이를 따라 놓여진다. 예열기 플레이트 2 및 4는 각각 또한 카트리지 가열기 20 및 이를 통과하는 열전쌍을 갖는다.Figure 13 shows a view of an exploded view of the major parts of the rollers 8 and 10. 13, the cartridge heater 16 is placed along the length of the rollers 8 and 10 along a thermocouple 18. The preheater plates 2 and 4 each also have a cartridge heater 20 and a thermocouple passing therethrough.

도 14는 본 발명에 따르는 예열 플레이트 2 및 4의 예를 도시한 것이다. 측정 테이프는 인치 기준이다. Fig. 14 shows an example of the preheating plates 2 and 4 according to the invention. The measurement tape is in inches.

본원에서 기술된 바와 같이, 본 발명은 균일한 두께를 갖는 길고, 얇은 벌크 금속 유리 시트의 제조를 허용한다. 또한, 본 발명은 균일한 두께를 갖는 벌크 금속 유리 스트립의 제조를 허용한다. 본 발명은 또한 벌크 금속 유리 시트에서 복잡한 패턴의 추가 제조를 허용한다. 또한, 본 발명은 임의의 복잡한 모양의 연속적 제조를 허용한다. 최종적으로, 본 발명은 또한 열간 압연에 의해 동일한 형태 또는 상이한 형태의 벌크 금속 유리의 연결을 허용한다. 목적하는 특징, 구조, 두께 및 배치를 갖는 벌크 금속 유리 시트를 제조하는 본 발명의 다른 용도가 또한 당업자의 숙련가에게 알려질 것이며 본 발명의 범위 내에 있다. As described herein, the present invention permits the production of long, thin bulk metallic glass sheets having a uniform thickness. In addition, the present invention allows the production of bulk metal glass strips having a uniform thickness. The present invention also allows the further production of complex patterns in bulk metal glass sheets. In addition, the present invention allows continuous production of any complex shape. Finally, the present invention also allows the connection of bulk metal glasses of the same or different types by hot rolling. Other uses of the present invention for making bulk metallic glass sheets with desired features, structures, thicknesses and arrangements will also be known to those skilled in the art and are within the scope of the present invention.

또한 하기의 특허청구범위는 본원에서 기술된 본 발명의 일반적인 특징 및 구체적인 특징 모두 및 언어의 문제로서 야기될 수 있는 본 발명의 범위의 모든 기술내용을 커버하도록 의도된 것임을 이해할 것이다. It is also to be understood that the following claims are intended to cover all of the general features and specific features of the invention as described herein and all technical content of the scope of the invention as may arise as a matter of language.

Claims (46)

a) 벌크 금속 유리 공급원료를 연화하기에 충분하지만 벌크 금속 유리의 소비된 결정화 시간에 크게 기여하지 않는 온도로 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 예열하는 단계; 및
b) 상기 예열된 벌크 금속 유리 공급원료를, 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 유지시킨 가열된 롤러의 세트 사이에서 열가소적으로 압연시키는 단계
를 포함하는, 벌크 금속 유리 시트의 제조 방법으로서,
상기 벌크 금속 유리 공급원료의 두께를 감소시켜 벌크 금속 유리 시트를 제조하는, 벌크 금속 유리 시트의 제조 방법.
a) preheating the bulk metallic glass feedstock to a temperature sufficient to soften the bulk metallic glass feedstock, but which does not contribute significantly to the spent crystallization time of the bulk metallic glass; And
b) thermo-graphically rolling said preheated bulk metal glass feedstock between a set of heated rollers maintained at the processing temperature of said bulk metal glass
A method for producing a bulk metallic glass sheet,
Wherein the bulk metal glass feedstock is reduced in thickness to produce a bulk metal glass sheet.
제1항에 있어서, c) 상기 벌크 금속 유리 시트가 상기 가열된 롤러의 세트로부터 방출된 후, 상기 벌크 금속 유리 시트를 연신시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising: c) after the bulk metallic glass sheet is discharged from the set of heated rollers, stretching the bulk metallic glass sheet. 제1항에 있어서, 상기 예열 온도가 상기 벌크 금속 유리 공급원료의 측정된(℃) 유리 전이 온도(Tg)의 약 0.8배 내지 1.4배인 방법.The method of claim 1 wherein from about 0.8 times to 1.4 times of the method (℃) glass transition temperature (T g) is the measurement of the pre-heating temperature of the bulk metallic glass feedstock. 제1항에 있어서, 상기 단계 b)에서 벌크 금속 유리의 가공 온도가 벌크 금속 유리의 과냉각된 액체 영역 내의 온도인, 방법.The process according to claim 1, wherein the processing temperature of the bulk metallic glass in step b) is within a supercooled liquid region of the bulk metallic glass. 제2항에 있어서, 연신이 네가티브(negative) 온도 구배에서 일어나는, 방법.3. The method of claim 2, wherein the stretching occurs at a negative temperature gradient. 제2항에 있어서, 연신이 제어된 속도에 의해 일어나는, 방법.3. The method of claim 2 wherein stretching occurs at a controlled rate. 제2항에 있어서, 단계 a) 내지 c)를 반복하여 상기 금속 유리 시트의 목적하는 두께를 수득하는, 방법.3. The method of claim 2, wherein steps a) to c) are repeated to obtain the desired thickness of the metallic glass sheet. 제1항에 있어서, 단계 a) 및 b)가 공기 중에서 수행되는, 방법.The method of claim 1, wherein steps a) and b) are performed in air. 제2항에 있어서, 단계 a) 내지 c)가 공기 중에서 수행되는, 방법.3. The process according to claim 2, wherein steps a) to c) are carried out in air. 제1항에 있어서, 상기 벌크 금속 유리 공급원료가 약 109Pa·s 초과의 점도 ηmin을 갖는, 방법.The method of claim 1, wherein the bulk metallic glass feedstock has a viscosity eta min of greater than about 10 9 Pa · s. 제10항에 있어서, 상기 벌크 금속 유리 공급원료가 약 107Pa·s 초과의 점도 ηmin을 갖는, 방법.11. The method of claim 10, wherein the bulk metal glass feedstock has a viscosity eta min of greater than about 10 &lt; 7 &gt; 제2항에 있어서, 상기 열가소성 압연 단계가, 후속 연신 단계 동안 크기가 증가할 수 있는 두께 동요(perturbation)를 감소시키는, 방법.3. The method of claim 2 wherein the thermoplastic rolling step reduces the thickness perturbation that can increase in size during subsequent stretching steps. 제2항에 있어서, 단계 a) 내지 c) 동안의 가공 조건이, 상기 벌크 금속 유리의 레이놀즈 수 Re<10-3이 유지되도록 하는, 방법.3. The process according to claim 2, wherein the processing conditions during steps a) to c) are such that the Reynolds number of the bulk metal glass is maintained at R < 10-3 . 제2항에 있어서, 기계적 특성이 연신 동안 자유 부피(free volume)을 생성하는 변형을 통해 개선되고, 이때 상기 벌크 금속 유리가 취성 거동으로부터 연성 거동으로 변하는, 방법.3. The method of claim 2, wherein the mechanical properties are improved through deformation to produce a free volume during the stretching, wherein the bulk metal glass is changed from a brittle behavior to a ductile behavior. 제1항에 있어서, 상기 벌크 금속 유리 공급원료가 다수의 벌크 금속 유리 조각들을 포함하고, 이때 상기 다수의 벌크 금속 유리 조각들이 단계 b)에서 접속하는, 방법. The method of claim 1, wherein the bulk metallic glass feedstock comprises a plurality of bulk metallic glass pieces, wherein the plurality of bulk metallic glass pieces are connected in step b). 제15항에 있어서, 상기 접속 위치가 조절되고, 이때 상기 벌크 금속 유리 조각들의 일부분만이 접속되는, 방법.16. The method of claim 15, wherein the connecting position is adjusted, wherein only a portion of the bulk of the bull metallic glass is connected. 제2항에 있어서, 연신 압연이 상기 벌크 금속 유리 시트의 굽힘 연성을 증가시키는, 방법.3. The method of claim 2 wherein stretch rolling increases bending ductility of the bulk metal glass sheet. 제2항에 있어서, 단계 c) 이후에 상기 벌크 금속 유리 시트에 패턴을 부여하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.3. The method of claim 2, further comprising the step of imparting a pattern to the bulk metallic glass sheet after step c). 제18항에 있어서, 상기 패턴이 패턴화된 롤러의 세트를 통해 상기 벌크 금속 유리 시트를 압연함으로써 상기 벌크 금속 유리 시트에 부여되고, 이때 상기 패턴화된 롤러의 세트는 상기 벌크 금속 유리 시트의 가공 온도에서 유지되고, 상기 롤러는 상기 벌크 금속 유리 시트 상에 패턴을 부여하는, 방법.19. The method of claim 18, wherein the pattern is imparted to the bulk metallic glass sheet by rolling the bulk metallic glass sheet through a set of patterned rollers, wherein the set of patterned rollers is processed Wherein the rollers impart a pattern on the bulk metallic glass sheet. 제18항에 있어서, 단계 c) 이후에, 상기 벌크 금속 유리 시트 상에 패턴을 부여하기 위해서 성형 단계가 실시되는, 방법.19. The method of claim 18, wherein after step c) a shaping step is performed to impart a pattern on the bulk metallic glass sheet. 제18항에 있어서, 단계 c) 이후에, 상기 벌크 금속 유리 시트를 금형 캐비티로 성형하기 위해서 성형 단계가 실시되는, 방법.19. The method of claim 18, wherein after step c) a forming step is performed to form the bulk metallic glass sheet into a mold cavity. 제21항에 있어서, 상기 벌크 금속 유리 시트를 상기 금형 캐비티에 의해 정해진 윤곽으로 절단하기 위해 전단 단계가 실시되는, 방법.22. The method of claim 21, wherein a shear step is performed to cut the bulk metallic glass sheet into a contour defined by the mold cavity. 제21항에 있어서, 상기 벌크 금속 유리 시트를 상기 금형 캐비티에 의해 정해진 면외 변형으로 주름잡기 위해서 변형 단계가 실시되는, 방법.22. The method of claim 21, wherein the deforming step is performed to crease the bulk metallic glass sheet into an out-of-plane deformation defined by the mold cavity. 제18항에 있어서, 상기 패턴이 1mm 미만의 길이 규모를 갖는, 방법.19. The method of claim 18, wherein the pattern has a length scale of less than 1 mm. 제24항에 있어서, 상기 패턴이 0.5mm 미만의 길이 규모를 갖는, 방법.25. The method of claim 24, wherein the pattern has a length scale of less than 0.5 mm. 제18항에 있어서, 상기 패턴이 금형 캐비티를 포함하는, 방법.19. The method of claim 18, wherein the pattern comprises a mold cavity. 벌크 금속 유리의 변형 방법으로서, 벌크 금속 유리 공급원료의 두께가 0.5mm 미만이고, 상기 방법이
a) 예열된 벌크 금속 유리 공급원료를, 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 유지시킨 가열된 롤러의 세트 사이에서 열가소적으로 압연시키는 단계
를 포함하고, 상기 벌크 금속 유리 공급원료의 두께를 감소시켜 벌크 금속 유리 시트를 제조하는, 벌크 금속 유리의 변형 방법.
A method of deforming a bulk metallic glass, the method comprising: providing a bulk metallic glass feedstock having a thickness of less than 0.5 mm,
a) thermo-graphically rolling the preheated bulk metallic glass feedstock between a set of heated rollers maintained at the processing temperature of said bulk metallic glass
Wherein the bulk metallic glass feedstock is reduced in thickness to produce a bulk metallic glass sheet.
제27항에 있어서, b) 상기 벌크 금속 유리 시트가 가열된 롤러의 세트로부터 방출된 후, 상기 벌크 금속 유리 시트를 연신시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.28. The method of claim 27, further comprising: b) stretching the bulk metallic glass sheet after it has been discharged from the set of heated rollers. 벌크 금속 유리의 변형 방법으로서, 상기 벌크 금속 유리가 107Pa·s 미만의 최소 점도 ηmin을 갖고, 상기 방법이
a) 가공 온도의 약 60 내지 100%의 온도로 예열하는 단계; 및
b) 상기 예열된 벌크 금속 유리 공급원료를 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 유지시킨 가열된 롤러의 세트 사이에서 열가소적으로 압연시키는 단계
를 포함하고, 상기 벌크 금속 유리 공급원료의 두께를 감소시켜 벌크 금속 유리 시트를 제조하는, 벌크 금속 유리의 변형 방법.
A method of deformation of bulk metallic glass, said bulk metallic glass having a minimum viscosity eta min less than 10 &lt; 7 &gt; Pa &
a) preheating to a temperature of about 60 to 100% of the processing temperature; And
b) thermoplasticly rolling said preheated bulk metal glass feedstock between a set of heated rollers maintained at the working temperature of said bulk metal glass
Wherein the bulk metallic glass feedstock is reduced in thickness to produce a bulk metallic glass sheet.
제1항의 방법에 따라 제조된 1mm 미만의 패턴의 길이 규모를 갖는 패턴화된 시트.A patterned sheet having a length scale of less than 1 mm in a pattern prepared according to the method of claim 1. 제18항의 방법에 의해 형성된 전자 디바이스용 케이싱(casing).A casing for an electronic device formed by the method of claim 18. 벌크 금속 유리 시트 제조용 시스템으로서, 상기 시스템이
a) 예열 플레이트의 세트로서, 상기 예열 플레이트의 세트가 그 사이에 벌크 금속 유리 공급원료를 샌드위칭할 수 있어서, 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 연화시키기에 충분하지만 상기 벌크 금속 유리의 소비된 결정화 시간에 크게 기여하지 않는 온도로 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 예열하는, 예열 플레이트의 세트;
b) 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 유지시킨 회전가능한 가열된 롤러의 세트로서, 상기 가열된 롤러의 세트가 회전함에 따라, 가열된 롤러가 예열 플레이트의 단계로부터 수용된 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 가열된 롤러 사이에서 열가소적으로 압연시켜, 상기 벌크 금속 유리 공급원료를 벌크 금속 유리 시트로 박막화하는, 회전가능한 가열된 롤러의 세트; 및
c) 상기 가열된 롤러의 세트로부터 방출된 상기 압연된 벌크 금속 유리 시트를 제어된 속도하에 연신시킬 수 있는 연신 메카니즘
을 포함하는, 벌크 금속 유리 시트 제조용 시스템.
A system for making a bulk metallic glass sheet,
a) a set of preheating plates, said set of preheating plates being capable of sandwiching a bulk metallic glass feedstock therebetween, so that the crystallization time of the bulk metallic glass is sufficient to soften the bulk metallic glass feedstock, A preheating plate for preheating the bulk metal glass feedstock to a temperature which does not contribute significantly to the temperature of the preheating plate;
b) a set of rotatable heated rollers held at the processing temperature of the bulk metal glass, wherein as the set of heated rollers rotates, the heated rollers heat the bulk metal glass feedstock received from the stage of the preheating plate A set of rotatable heated rollers that thermally roll between the rollers to thin the bulk metal glass feedstock into a bulk metallic glass sheet; And
c) a stretching mechanism capable of stretching the rolled bulk metal glass sheet discharged from the set of heated rollers at a controlled rate;
&Lt; / RTI &gt;
제32항에 있어서, 상기 연신 메카니즘이 네거티브 온도 구배를 따라 이동하는, 시스템.33. The system of claim 32, wherein the elongating mechanism moves along a negative temperature gradient. 제32항에 있어서, 상기 연신 메카니즘이 상기 가열된 롤러의 세트로부터 방출될 때 속도에 의해 제어되는, 시스템.33. The system of claim 32, wherein the elongating mechanism is controlled by velocity as it is ejected from the set of heated rollers. 제34항에 있어서, 상기 연신 메카니즘이, 상기 벌크 금속 유리가 상기 가열된 롤러의 세트를 통해 진행하는 속도보다 빠른 속도로 상기 벌크 금속 유리 시트를 인장시키는, 시스템.35. The system of claim 34, wherein the elongating mechanism stretches the bulk metallic glass sheet at a rate that is greater than the rate at which the bulk metallic glass travels through the set of heated rollers. 제34항에 있어서, 상기 연신 메카니즘이 회전가능한 냉각 롤러의 세트를 포함하고, 이때 상기 회전가능한 냉각 롤러의 세트가 상기 가열된 롤러의 세트보다 낮은 온도에서 유지되고, 상기 벌크 금속 유리 시트가 상기 가열된 롤러의 세트로부터 방출됨에 따라 상기 회전가능한 냉각 롤러 사이에 상기 벌크 금속 유리 시트를 수용하는, 시스템.35. The method of claim 34, wherein the stretching mechanism comprises a set of rotatable chill rollers, wherein the set of rotatable chill rollers is maintained at a temperature lower than the set of heated rollers, And the bulk metallic glass sheet is received between the rotatable cooling rollers as it is discharged from the set of rollers. 제34항에 있어서, 상기 연신 메카니즘이 클램핑 장치를 포함하고, 상기 클램핑 장치는 상기 벌크 금속 유리 시트가 상기 가열된 롤러의 세트로부터 방출됨에 따라 상기 벌크 금속 유리 시트를 상기 클램핑 장치 사이에 수용하는, 시스템.35. The apparatus of claim 34, wherein the elongating mechanism comprises a clamping device, the clamping device receiving the bulk metallic glass sheet between the clamping devices as the bulk metallic glass sheet is released from the set of heated rollers, system. 제36항에 있어서, 상기 냉각 롤러의 세트가 상기 가열된 롤러의 세트보다 빠른 속도로 회전하는, 시스템.37. The system of claim 36, wherein the set of chilled rollers rotate at a faster rate than the set of heated rollers. 제32항에 있어서, 상기 시스템이 회전가능한 패턴화된 롤러의 세트를 추가로 포함하고, 상기 패턴화된 롤러가, 상기 벌크 금속 유리 시트가 상기 연신 메카니즘으로부터 방출된 후, 상기 벌크 금속 유리 시트 상에 패턴을 부여하는, 시스템.33. The method of claim 32, wherein the system further comprises a set of rotatable patterned rollers, wherein the patterned roller is pressed against the bulk metallic glass sheet after the bulk metallic glass sheet is discharged from the stretching mechanism To the pattern. 제39항에 있어서, 상기 패턴화된 롤러의 세트가 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 유지되는, 시스템.40. The system of claim 39, wherein the set of patterned rollers is maintained at a processing temperature of the bulk metal glass. 제32항에 있어서, 복수의 시스템이 직렬로 연결되어 있어서, 박막 벌크 금속 유리 시트가 수득될 수 있는, 시스템.33. The system of claim 32, wherein a plurality of systems are connected in series so that a thin film bulk metal glass sheet can be obtained. 제32항에 있어서, 상기 가열된 롤러의 세트가 부드러운 비점성 표면을 제공하는 표면 피막을 상부에 포함하는, 시스템.33. The system of claim 32, wherein the set of heated rollers comprises a top coating on top providing a smooth, non-viscous surface. 제32항에 있어서, 상기 가열된 롤러의 세트가 경질 금속을 포함하고, 상기 경질 금속이 상기 벌크 금속 유리의 가공 온도에서 충분히 강한, 시스템.33. The system of claim 32, wherein the set of heated rollers comprises a hard metal and the hard metal is sufficiently strong at the processing temperature of the bulk metal glass. 제32항에 있어서, 상기 단계들이 공기 중에서 수행되는, 시스템.33. The system of claim 32, wherein the steps are performed in air. 제32항에 있어서, 상기 시스템이 하나 이상의 추가의 가열된 롤러의 세트 및 하나 이상의 추가의 냉각 롤러의 세트를 포함하고, 이때 상기 벌크 금속 유리가 추가로 박막화되는, 시스템.33. The system of claim 32, wherein the system comprises a set of one or more additional heated rollers and a set of one or more additional cooling rollers, wherein the bulk metallic glass is further thinned. 제45항에 있어서, 상기 하나 이상의 추가의 가열된 롤러의 세트 이전에 위치한 예열 플레이트의 세트를 포함하는 시스템.46. The system of claim 45, comprising a set of preheating plates positioned prior to the set of one or more additional heated rollers.
KR1020167016497A 2013-12-20 2014-12-19 A method and system for fabricating bulk metallic glass sheets KR20160086946A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361919158P 2013-12-20 2013-12-20
US61/919,158 2013-12-20
US201462025558P 2014-07-17 2014-07-17
US62/025,558 2014-07-17
PCT/US2014/071408 WO2015134089A2 (en) 2013-12-20 2014-12-19 A method and system for fabricating bulk metallic glass sheets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160086946A true KR20160086946A (en) 2016-07-20

Family

ID=54055971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167016497A KR20160086946A (en) 2013-12-20 2014-12-19 A method and system for fabricating bulk metallic glass sheets

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160346819A1 (en)
EP (1) EP3083090A4 (en)
KR (1) KR20160086946A (en)
CN (1) CN106488809B (en)
WO (1) WO2015134089A2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9994932B2 (en) * 2012-03-23 2018-06-12 Apple Inc. Amorphous alloy roll forming of feedstock or component part
US20170087610A1 (en) * 2015-09-30 2017-03-30 Apple Inc. Thermoplastic forming of cold rolled alloys
EP3708270A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-16 Heraeus Deutschland GmbH & Co KG Mouldings with uniform mechanical properties comprising a metallic solid glass
CN111468729B (en) * 2020-04-06 2021-12-31 华中科技大学 Powder rolling method and device for amorphous alloy

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4782994A (en) * 1987-07-24 1988-11-08 Electric Power Research Institute, Inc. Method and apparatus for continuous in-line annealing of amorphous strip
US5207962A (en) * 1991-06-25 1993-05-04 Applied Extrusion Technologies, Inc. Method of making apertured film fabrics
US20060102315A1 (en) * 2002-09-27 2006-05-18 Lee Jung G Method and apparatus for producing amorphous alloy sheet, and amorphous alloy sheet produced using the same
CN1327990C (en) * 2002-09-27 2007-07-25 学校法人浦项工科大学校 Method and apparatus for producing amorphous alloy sheet, and amorphous alloy sheet produced using the same
CN101257982A (en) * 2005-09-08 2008-09-03 艾尔坎技术及管理有限公司 Forming tools
WO2007028410A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-15 Alcan Technology & Management Ltd. Forming tool
WO2008100583A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-21 Yale University Method for imprinting and erasing amorphous metal alloys
US8298647B2 (en) * 2007-08-20 2012-10-30 California Institute Of Technology Multilayered cellular metallic glass structures and methods of preparing the same
CN101420826B (en) * 2007-10-25 2012-10-10 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 Case and surface treating method
US8613815B2 (en) * 2008-03-21 2013-12-24 California Institute Of Technology Sheet forming of metallic glass by rapid capacitor discharge
KR101304049B1 (en) * 2008-03-21 2013-09-04 캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지 Forming of metallic glass by rapid capacitor discharge
WO2011127414A2 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 California Institute Of Technology Electromagnetic forming of metallic glasses using a capacitive discharge and magnetic field
CN201669392U (en) * 2010-05-18 2010-12-15 南昌市南方连铸工程有限责任公司 Semi-solid casting-rolling double-roll type thin strip bloom conticaster
US20130025746A1 (en) * 2011-04-20 2013-01-31 Apple Inc. Twin roll sheet casting of bulk metallic glasses and composites in an inert environment
US20140345754A1 (en) * 2011-09-16 2014-11-27 Crucible Intellectual Property Llc Molding and separating of bulk-solidifying amorphous alloys and composite containing amorphous alloy
US10047420B2 (en) * 2012-03-16 2018-08-14 Yale University Multi step processing method for the fabrication of complex articles made of metallic glasses
JP5964639B2 (en) * 2012-04-13 2016-08-03 株式会社中山アモルファス Amorphous alloy plastic working method and plastic working apparatus
US9375788B2 (en) * 2012-05-16 2016-06-28 Apple Inc. Amorphous alloy component or feedstock and methods of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN106488809A (en) 2017-03-08
US20160346819A1 (en) 2016-12-01
CN106488809B (en) 2019-06-04
EP3083090A4 (en) 2017-06-07
WO2015134089A2 (en) 2015-09-11
WO2015134089A3 (en) 2015-12-03
EP3083090A2 (en) 2016-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5324368A (en) Forming process of amorphous alloy material
KR20160086946A (en) A method and system for fabricating bulk metallic glass sheets
US10047420B2 (en) Multi step processing method for the fabrication of complex articles made of metallic glasses
JP4846197B2 (en) Process for continuously cast metal slabs or strips, and plates or strips produced by this process
US9695495B2 (en) Process for producing an aluminum alloy sheet for motor vehicle
Martinez et al. Hot rolling of bulk metallic glass in its supercooled liquid region
Haga et al. Study on high-speed twin-roll caster for aluminum alloys
WO2007028410A1 (en) Forming tool
JP6238372B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
KR101225123B1 (en) Method for manufacturing plate article made of armophous alloy or armophous composite
CN102400072B (en) Method for producing magnesium and magnesium alloy plates
Duggan et al. Modelling and simulation of twin-roll casting of bulk metallic glasses
Zi Pure copper processed by extrusion preceded equal channel angular pressing
JP5212894B2 (en) Continuous casting and rolling apparatus and metal member manufacturing method
JP5060253B2 (en) Aluminum rolled plate and manufacturing method thereof
JP2007076017A (en) Laminated metal sheet and its manufacturing method
CN116213458A (en) Method for improving quality of cold continuous rolling edge of high-grade non-oriented silicon steel for driving motor of new energy automobile
KR20180091564A (en) Non-ferrous metal casting
Kim et al. Evolution of temperature gradients during rolling of Cu54Ni6Zr22Ti18 bulk metallic glass in the super cooled liquid region
JP2007044998A (en) Method for producing organic resin film
TW200922705A (en) Manufacturing method for great-width, fine-grain thin sheet material of magnesium alloy

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment