NO170137B - Fremgangsmaate og anordning for stoeping av metallbaand - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning for støping av metallbånd slik det nærmere er angitt i ingressen til de etterfølgende selvstendige krav.

US-patent nr. 4142571 omhandler et konvensjonelt apparat og en metode for hurtigkjøling av en strøm av smeltet metall for å danne kontinuerlige metallbånd. Metallet kan støpes i en inert atmosfære eller et partielt vakuum. US-patent nr. 3862658 og US-patent nr. 4202404 beskriver fleksible belter benyttet til å forlenge kontakten mellom støpte metallfilament og en bråkjølingsflate.

Støping av svært glatte eller Jevne bånd har vært vanskelig med konvensjonelle anordninger ettersom gasslommer innfanget mellom bråkjølingsflaten og det smeltede metall under bråkjøling danner gasslommedefekter. Disse defekter, sammen med andre faktorer, bevirker betraktelig ruhet på kjøleflate-siden såvel som den motsatte, frie overf latesiden av det støpte bånd. I noen tilfeller forløper faktisk overflatede-fektene gjennom båndet og danner perforeringer i disse.

US-patent nr. 4154283 beskriver at vakuumstøping av metallbånd reduserer dannelsen av gasslommedefekter. Vakuumstøpe-systemet vist i dette skrift krever spesielle kammere og pumper for å frembringe en lavtrykks støpeatmosfære. I tillegg kreves hjelpeinnretninger for kontinuerlig å befordre det støpte bånd ut av vakuumkammeret. Videre i et slikt vakuumstøpesystem, har båndet tendens til vesentlig å sveise til kjøleflaten istedenfor å bryte bort som vanligvis skjer når det støpes i en omgivelsesatmosfære.

US-patent nr. 4301855 beskriver et apparat for støping av metallbånd hvori smeltet metall helles fra et oppvarmet munnstykke på den ytre omkretsmessige flate av en roterende valse. Et deksel omslutter valseoverflaten oppstrøms av munnstykket for å tilveiebringe et kammer, hvis atmosfære evakueres med en vakuumpumpe. En oppvarmingsanordning i dekselet varmer opp valseoverflaten oppstrøms av dysen for å fjerne duggdråper og gasser fra valseoverflaten. Vakuumkammeret senker densiteten på det bevegende gassjikt inntil støpevalseflaten, og minsker derved dannelsen av luft-lommeinnsynkninger i det støpte bånd. Varmeanordningen hjelper til å drive bort fuktighet og adhererte gasser fra valseoverflaten for ytterligere å minske dannelsen av luftiommeinnsynkninger.

Apparatet beskrevet ovenfor heller ikke metall på støpeflaten før denne flaten har gått ut av vakuumkammeret. Med denne prosedyren unngås komplikasjoner som inngår i å fjerne et hurtig fremført bånd fra vakuumkammeret. Båndet støpes faktisk i den åpne atmosfære som tilsidesetter enhver potensiell forbedring i båndkvaliteten.

TJS-patent nr. 3861450 beskriver en fremgangsmåte og et apparat for tilvirking av metallfilament. Et skivelignende, varmeekstraherende element roterer for å dyppe en kantflate av dette ned i et smeltebad, og en ikke-oksyderende gass innføres ved et kritisk prosessområde hvor den bevegelige overflaten entrer smeiten. Denne ikke-oksyderende gass kan være en reduserende gass, hvis forbrenning gir reduserende eller ikke-oksyderende forbrenningsprodukter ved det kritiske prosessområdet. I en bestemt utførelse omslutter et deksel sammensatt av karbon eller grafitt et parti av skiven og reagerer med oksygenet inntil dekselet for å frembringe ikke-oksyderende karbonmonoksyd og karbondioksydgasser som deretter kan omgi skivepartiet og inngangsområdet til smeiten.

Innføring av ikke-oksyderende gass, som vist ovenfor, avbryter og erstatter et adherende sjikt av oksyderende gass med ikke-oksyderende gass. Den kontrollerte innføring av ikke-oksyderende gass gir også en barriere for å forhindre partikkelformet faststoffmateriale på smelteoverflaten fra å samle seg opp ved det kritiske prosessområdet hvor den roterende skive ville trekke urenheter inn i smeiten til punktet for begynnende filamentstørkning. Til slutt vil utelukkelsen av oksyderende gass og flytende forurensninger fra det kritiske området øke stabiliteten av filamentfrigjør-ingspunktet fra den roterende skive ved å minske adhesjonen derimellom og fremme spontan frigjøring.

Det sistnevnte patent henvender seg imidlertid kun til problemet med oksydering ved skiveoverflaten og i smeiten. Den strømmende strøm av ikkeoksyderende gass vist i dette, trekkes fortsatt inn i smeltebadet av det viskøse drag eller vedheng ved det roterende hjul og kan separere smeiten fra skivekanten til momentant å forstyrre filamentdannelsen. Den bestemte fordel som tilveiebringes i dette patent er at den ikke-oksyderende gass minsker oksydasjonen ved det faktiske punkt for filamentdannelse i smeltebadet. Således svikter dette i å minimalisere innblanding av gass som kunne separere og isolere skiveoverflaten fra smeiten.

US-patent nr. 4282921 og US-patent nr. 4262734 beskriver et apparat og en fremgangsmåte der koaksielle gasstråler benyttes for å redusere kantdefektene i bråkjølte amorfe eller ikke-krystallinske bånd. US-patent nr. 4177856 og US-patent nr. 4144926 beskriver en fremgangsmåte og apparat der en Reynolds-tall parameter styres for å redusere kantdefekter i bråkjølte amorfe bånd. Gassdensiteter og således Reynolds-tallene, reguleres ved bruken av undertrykk og ved å benytte gasser med lavere molekylvekt.

Konvensjonelle metoder har imidlertid ikke vært i stand til adekvat å redusere overflatedefekter i støpte metallbånd forårsaket av innfanging av gasslommer. Vakuumstøpeprosedyrer har skapt noe suksess, men når det benyttes vakuumstøping har mye sveising av det støpte bånd til kjøleflaten og vanskelig-heten i fjerning av den støpte strimmel fra vakuumkammeret resultert i lavere ydelse og økte produksjonskostnader. Som et resultat har konvensjonelle metoder ikke vært i stand til å gi en kommersielt akseptabel prosess som effektivt fremstiller glatte bånd med konsistent kvalitet og jevnt tverrsnitt .

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et apparat og fremgangsmåte for effektivt å støpe glatte metallbånd og i det alt vesentlige forhindre dannelsen av gasslommedefekter i dette.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte og anordning av den innledningsvis nevnte art, som kjennetegnes ved de trekk som fremgår av karakteristikken til de etterfølgende selvstendige krav.

Fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen minimaliserer fordelaktig dannelsen og innfanging av gasslommer mot kjøleflaten under støping av båndet. Som et resultat unngår oppfinnelsen behovet for et komplisert vakumstøpeapparat og kan utøves i en omgivelsesatmosfære. Den eksotermiske reaksjon for den reduserende gass i utarmingsområdet gir overraskende bedre og mere jevn avkjøling og herding av det smeltede metall. Varmen som resulterer av den eksotermiske reagerende gass gir en reduserende atmosfære med lav densitet som hindrer dannelsen av gasslommer som virker til å minske kontakten mellom det smeltede metall og kjøleflaten. Den mer jevne herding gir i sin tur forbedrede fysiske egenskaper i det støpte bånd. Nærmere bestemt vil reduksjonen av overflatedefekter på kjøleflatesiden av båndet øke pakkingsfaktoren av materialet og minsker lokale spenningskonsentrasjoner som kan forårsake for tidlig mekanisk svikt. Jevnheten av den frie overflateside av det støpte bånd (dvs.den side som ikke er i kontakt med kjølef laten av kjølelegemet) er også forbedret ved metoden og apparatet ifølge oppfinnelsen. Denne forøkede jevnhet øker ytterligere pakkingsfaktoren for materialet. I fremstillingen av amorfe metallbånd vil den mer jevne herding gitt av den reduserende atmosfære med lav densitet gi en mer konsistent og jevn dannelse av den amorfe tilstand. I fremstillingen av bånd sammensatt av magnetisk materiale, reduseres antallet og størrelse av båndoverflate-diskontinuiteter som forbedrer de magnetiske egenskaper av båndet.

Overflatedefekter på grunn av innfangede gasslommer reduseres, og det er mye mindre sjanse for at en gasslomme kan perforere båndet. Ganske overraskende har det latt seg gjøre å fremstille svært tynne bånd (mindre enn omkring 15 micrometer i tykkelse). Disse svært tynne bånd eller strimler er svært ønskelige innenfor ulike anvendelser. F.eks. i magnetiske innretninger, slik som induktorer, reaktorer og høyfre-kvente elektromagnetiske innretninger, reduserer tynt magnetisk materiale vesentlig effekttapene i disse. Ved lodding forbedrer bruken av tynnere loddefolier vesentlig styrken i de loddede forbindelser.

Videre vil reduksjonen av innfangede gasslommer markert øke den varmeledende kontakt mellom det smeltede metall og kjøleflaten. Tykkere bånd av hurtigstørknet metall kan fremstilles. Slike tykkere bånd er ønskelig fordi det kan enklere erstatte materialer konvensjonelt benyttet i eksist-erende kommersielle anvendelser. Disse tykke båndkomponenter kan overraskende tilveiebringes ved hurtigstørkning i ett enkelt bråkjølingstrinn på mye kortere tid og med minsket kostnad.

Således vil den foreliggende oppfinnelse effektivt minimalisere gasslommedefekter på båndoverflaten som kontakter kjøleflaten, og fremstiller bånd med en jevn overflatefinish og ensartede fysiske egenskaper. Komplekst utstyr og prosedyrer tilknyttet vakuumstøping er utelukket. Oppfinnelsen støper effektivt ultratynne såvel som ekstra tykke metallbånd direkte fra smeiten ved lavere kostnad og med høyere ydelse. Slike ultratynne og ekstra tykke bånd er særlig egnet for bruk i slike anvendelser som magnetiske innretninger og kan erstatte konvensjonelle materialer med større virkningsgrad og økonomi.

Oppfinnelsen vil bli mer fullstendig forstått og ytterligere fordeler vil fremkomme med henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelse av oppfinnelsen og de vedlagte tegninger hvor: fig. 1 viser en representativ anordning ifølge teknikk ens stand for hurtigstøping av metallbånd;

fig. 2 viser en skjematisk fremstilling av en utførelse av oppfinnelsen som anvender et endeløst støpebelte;

fig. 3 viser en utførelse av oppfinnelsen som anvender en gassavgivende innretning beliggende koaksielt med et støpemunnstykke;

fig. 4 viser en utførelse av oppfinnelsen som benytter

et dreibart støpehjul;

fig. 5 viser en utførelse av oppfinnelsen som anvender et fleksibelt innklemningsbelte for å forlenge kontakten mellom det støpte bånd og kjøleflaten;

fig. 6 viser en gasshastighetsprofil ved kjøleflatepar-tiet på hvilket smeltet metall avsettes;

fig. 7 viser et foto av kjøleflatesiden av båndet støpt

i luft på et beryllium koppersubstrat;

fig. 8 viser et foto av kjølef latesiden av et bånd støpt i en karbonmonoksyd reduserende flamme på et beryllium koppersubstrat;

fig. 9 er et diagram som representativt viser brentgassammensetningen og den maksimale flammetemperatur (beregnet og målt) som en funksjon av volumprosenten av CO i en første gassblandlng sammensatt av CO og oksygen;

fig. 10 er et diagram som representativt viser brentgassammensetning og maksimal flammetemperatur (beregnet og målt) som en funksjon av volumprosenten av CO i en første gassblandlng sammensatt av CO og omgivende luft;

fig. 11 er et microf otograf i som representativt viser kjølef latesiden av et bånd støpt i en CO flamme som inneholder for mye fritt oksygen; og

fig. 12 er et mikrof otograf i som representativt viser kjølef latesiden av et bånd støpt i en CO flamme som inneholder tilnærmet null fritt oksygen.

Som benyttet her er et bånd eller strimmel et slankt legeme hvis tverrgående dimensjon er mye mindre enn dets lengde. Således innbefatter strimmelen tråd, bånd, plate og lignende regulære eller irregulære tverrsnitt.

Oppfinnelsen er egnet for støping av metall strimler sammensatt av krystallinske eller amorfe metaller og er særlig egnet for fremstilling av metallstrimler som hurtigstørknes og herdes ved en hastighet på omkring 10<4>°C pr.sek. fra en smelte av smeltet metall. Slike hurtigstørknede strimler har forbedrede fysiske egenskaper, slik som forbedrede strekk-styrker, duktilitet og magnetiske egenskaper.

Fig. 1 viser en representativ anordning ifølge teknikkens stilling for hurtigstøping av kontinuerlige metallstrimler. En smeltet metallegering som holdes i en smeltedigel 2 oppvarmes med et varmeelement 3. Trykkpådrag av smeltedig-elen med en inert gass presser en smeltestrøm gjennom et munnstykke 4 i bunnen av digelen og avsetter det smeltede metall på et bevegbart kjølelegeme slik som det dreibare støpehjul 1. En størknet bevegelig strimmel 6, etter dens avbrytningspunkt fra kjølehjulet ledes deretter på en egnet oppviklings innretning.

Kjøleflaten 5 (substrat) er fortrinnsvis et materiale med høy termisk ledningsevne. Egnede materialer innbefatter karbonstål, rustfritt stål og kopperbaserte legeringer slik som beryllium-kopper. For å oppnå kjølehastigheter på minst omkring 10<4>°C pr. sek. er hjulet 1 innvendig avkjølt og roteres for å gi en kjøleflate som beveger seg med en hastighet i området fra omkring 100-4000 m pr. min. Fortrinnsvis er kjøleflatehastighetsområdene fra omkring 200-3000 m pr. min. Vanligvis er tykkelsesområdene for den støpte strimmel fra 25-100 mikron (mikrometer).

Fig. 2 viser et representativt apparat ifølge oppfinnelsen. Et bevegbart kjølelegeme, slik som et endeløst støpebelte 7 har en avkjølt støpekjøleflate 5. Munnstykkeorganer, slik som munnstykket 4, avsetter en strøm av smeltet metall på et kjøleområde 14 av kjøleflaten 5 for å danne strimmelen 6. Munnstykket 4 har en åpning 22 beliggende ved utgangspartiet 26. En utarmingsinnretning, innbefattende gassmunnstykkets leveringsorgan 8 og gasstilførsel 12, leverer en reduserende gass 24 fra gasstilførselen 12 til et reduksjons- eller utarmingsområde 13 lokalisert inntil og oppstrøms av kjøle-eller herdeområdet 14. Den reduserende gass reagerer eksotermisk i utarmingsområdet 13, som gir en reduserende atmosfære med lav densitet i dette området. Munnstykket 8 er hensiktsmessig plassert til å rette reduserende gass 24 ved og rundt utarmingsområdet 13 slik at den reduserende gass 24 i det alt vesentlige overstrømmer utarmingsområdet 13. Ventilen 16 regulerer volumet og hastigheten gjennom munnstykket 8. Som vist i fig. 2 er gassmunnstykket 8 plassert oppstrøms av kjøleområdet 14 og er rettet i det vesentlige vinkelrett til bevegelsesretningen for kjøle-flaten. Eventuelt kan gassmunnstykket 8 plasseres koaksielt i støpemunnstykket 4 som representativt vist i fig. 3.

Betegnelsen reduserende atmosfære med lav densitet, som brukt i denne beskrivelse og krav, betyr en reduserende atmosfære med en gassdensitet mindre enn et gram pr. liter og fortrinnsvis med en gassdensitet på mindre enn omkring 0,5 gram pr. liter.

For å oppnå den ønskede reduserende atmosfære med lav densitet, reagerer gass 24 eksotermisk til minst omkring 800 K, og mer foretrukket reageres eksotermisk til minst omkring 1300 K. Generelt foretrekkes varmere reduserende gasser ettersom de vil ha lavere densiteter og vil bedre forminske dannelsen og innfanging av gasslommer mellom kjøleflaten 5 og det avsatte smeltede metall.

Innfangede gasslommer er uønskelige ettersom de frembringer båndoverflatedefekter som forringer overflatejevnheten. I ekstreme tilfeller vil gasslommer bevirke perforeringer gjennom strimmelen 6. En svært jevn eller glatt overflatefinish er særlig viktig når magnetiske metallstrimler vikles opp for å danne magnetiske kjerner ettersom overflatedefekter reduserer pakkingsfaktoren for materialet. Pakkingsfaktoren er volumandelen av det faktiske magnetiske materialet i den viklede kjerne (volumet av magnetisk materiale delt på det totale kjernevolum) og er ofte uttrykt i prosent. En jevn overflate uten defekter er også viktig for optimalisering av de magnetiske egenskaper i strimmelen 6 og i å forminske lokale spenningskonsentrasjoner som ellers ville redusere den mekaniske styrke i strimmelen.

Gasslommer isolerer også det avsatte smeltede metall fra kjøleflaten 5 og reduserer kjølehastigheten i lokale områder. Resultatet er ikke-ensartet kjøling og herding som frembringer ikke-ensartede fysiske egenskaper i båndet 6, slik som ikke-ensartet styrke, duktilitet og magnetiske egenskaper .

F.eks når det støpes amorfe metallstrimler, kan gasslommer gi uønsket krystallisering i lokale partier av strimmelen. Gasslommene og den lokale krystallisering frembringer diskontinuiteter som hindrer mobiliteten av magnetiske feltlinjer, og dermed forringer de magnetiske egenskaper til materialet.

Således ved å redusere innfangningen av gasslommer, frembringer oppfinnelsen metallstrimler av høy kvalitet med forbedret overflatefinish og forbedrede fysiske egenskaper. F.eks har metallstrimmelen blitt fremstilt med pakkingsfak-torer på minst omkring 80$ opptil omkring 95$.

Mekanismen ved hvilke gasslommer reduseres kan lettere forklares med henvisning til fig. 6. Hastighetsprofilet for gassgrensesjiktet nær kjøleflaten 5 og oppstrøms av smeltedammen 18 er vist skjematisk ved 20. Den maksimale gassgren-sesjikthastighet skjer straks inntil kjøleflaten 5 (substrat) og er lik med hastigheten til den bevegelige kjøleflate. Således vil bevegelse av kjøleflaten 5 vanligvis trekke kald luft fra den omgivende atmosfære inn i utarmingsområdet 13 og inn i kjøleområdet 14, området for kjøleflaten på hvilken det smeltede metall avsettes. På grunn av trekken av den forholdsvis kalde luft inn i kjøleområdet, vil nærværet av det varme støpemunnstykket og det smeltede metall ikke tilstrekkelig oppvarme den lokale atmosfære til vesentlig å redusere dennes dens i tet.

Smeltedammen 18 fukter substratoverflaten i en utstrekning bestemt av ulike faktorer innbefattende metallegeringssammen-setningen, substratsammensetningen og nærværet av overflate-filmer. Trykket utøvet med gassgrensesjiktet ved smelte-substratgrenseflaten virker imidlertid til lokalt å separere smeiten fra substratet og danne innfangede gasslommer som vil virke som "avløftnings"-områder 44 på båndets underside. Stagneringstrykket Ps for gassgrensesjiktet (trykk dersom laget treffer en stiv vegg) gis ved formelen Ps=l/2 v<2> hvor: Ps= gassdensiteten, v=substrathastigheten. Derfor er reduksjonen av gassgrensesjiktdensiteten eller substrathastigheten viktig for reduksjonen av størrelsen og antallet gasslommer innfanget under den smeltede metalldam. F.eks. kan fjerning av gassgrensesjiktet ved støping i vakuum fullstendig elimi-nere avløftningsområdene i båndets underside. Alternativt kan en gass med lav densitet i grensesjiktet benyttes. Valget av en gass med lav molekyl vekt (slik som helium) er en måte å redusere grensesjiktsgassdensiteten. Imidlertid er utvalget av gasser med lav molekylvekt som kan sikkert og økonomisk benyttes på denne måten ganske begrenset. Oppfinnelsen tilveiebringer et økonomisk, sikkert middel for å redusere grensesjiktgassdensiteten. I samsvar med oppfinnelsen reduseres grensesjiktgassdensiteten ved eksotermisk reaksjon av en reduserende gass. Etterhvert som den eksotermiske reaksjon av den reduserende gass fremskrider, bevirker varmen gitt av reaksjonen minskning av gassens densitet omvendt av den absolutte temperatur. Ved eksotermisk reaksjon av en reduserende gass i utarmingsområdet 13 ved oppstrømssiden av smeltedammen 18, vil størrelsen og antallet av innfangede gasslommer under smeltedammen bli vesentlig redusert.

Det er imidlertid viktig å regulere betydningsfulle faktorer, slik som sammensetningen av den varme atmosfære med lav densitet og parametrene for kjøleflaten 5, for hovedsakelig å forhindre dannelsen av faste eller flytende materiale som kan utfelle på kjøleflaten 5. Slike utfellinger, hvis innfanget mellom smeltedammen og kjøleflaten, kan frembringe overflatedefekter og forringe strimmelkvaliteten.

Ganske overraskende vil varmen frembragt av den reduserende gassatmosfære med lav densitet lokalisert i nærheten av kjøleområdet 14 ikke forringe kjølingen eller herdingen av det smeltede metall. Snarere vil varme frembragt av den reduserende reaksjon faktisk forbedre jevnheten av kjølehast-igheten ved å minske nærværet av isolering, innfangede gasslommer og dermed forbedre kvaliteten på den støpte strimmel. Egnede reduserende gasser innbefatter karbonmonok-sydgass og gassblandinger med denne.

Nærværet av en reduserende atmosfære ved kjøleflaten 5 har markerte fordeler. Nærmere bestemt vil en reduserende atmosfære forminske oksydering av strimmelen 6. I tillegg vil den reduserende atmosfære forhindre oksygen til kjøleflaten 5 og minske dennes oksydering. Den minskede oksydering forbedrer fuktbarheten for kjøleflaten og tillater smeltet metall å bli mer jevnt avsatt på kjøleflaten 5. I tilfellet av kopperbaserte materialer i kjøleflaten 5, gjør den minskede oksydering kjøleflaten mye mer motstandig mot termisk fremkalte utmattingssprekkdannelse og vekst. Den reduserende atmosfære forhindrer også oksygen fra området av munnstykket 4 som derved reduserer tilstopping av dyseåpningen 22, særlig tilstopping på grunn av oksydpartikler. Eventuelt kan ytterligere gassmunnstykker 32 benyttes for å gi ytterligere reduserende gassatmosfærer langs utvalgte partier av strimmelen 6, som representativt i fig. 2.

Fig. 4 viser en utførelse av oppfinnelsen der den reduserte gass kan antennes og brennes for å danne en reduserende flammeatmosfære. Munnstykket 4 avsetter smeltet metall på kjøleflaten 5 av det roterende støpehjul 1 for å danne strimmelen 6. Utarmingsinnretningen er i denne utførelsen sammensatt av gasstilførselen, gassmunnstykket 8 og tenninn-retningen 30. Ventilen 16 regulerer volumet og hastigheten på gassen avgitt gjennom gassmunnstykket 8, og en tørkebørste 14 kondisjonerer kjøleflaten 5 for å hjelpe til å redusere oksydering på denne. Etter at gass 24 er blandet med tilstrekkelig oksygen antenner tenninnretningene 30 gassen som frembringer en oppvarmet, reduserende atmosfære med lav densitet rundt utarmingsområdet 13 og rundt kjøleflateområdet 14 hvor smeltet metall avsettes. Egnede tenninnretninger innbefatter gnisttenning, varmfilament, varmeplater og lignende. F.eks. i utførelsen vist i fig. 3 tjener varmstøpe-munnstykket som en passende tenninnretning som automatisk tenner den reduserende gass ved kontakt med denne.

Den resulterende flammeatmosfære danner en flammehale 28 som begynner oppstrøms av kjøleområdet 14 og forbruker oksygen fra denne. I tillegg reagerer ubrent reduserende gass i halen for å redusere oksydene på kjøleflaten 5, munnstykket 4 og strimmelen 6. Synbarheten av flammen 28 tillater enkel optimalisering og styring av gasstrømmen, og halen 28 trekkes effektivt rundt konturen av hjulet 1 ved hjulrotasjonen for å gi en forlenget reduserende flammeatmosfære. Som et resultat er en varm reduserende atmosfære lokalisert rundt kjøleflaten 14 og for en bestemt avstand deretter. Den forlengede flammehale gir fordelaktig en ikke-oksyderende, beskyttende atmosfære rundt strimmelen 6 mens den avkjøles. Eventuelt kan ytterligere gassmunnstykker 32 og tenninnretninger 34 benyttes til å gi ytterligere reduserende flammehaler 36 langs valgte partier av strimmelen 6 for ytterligere å beskytte strimmelen fra oksydering. En ytterligere fordel tilveiebragt ved den varme reduserende flammehale er at jevnheten av den frie overflatesiden av strimmelen (den side som ikke er i kontakt med kjøleflaten) er betydelig forbedret. Eksperimenter har vist at den midlere ruhet av det hurtigstørknede metallbånd, når målt ved standard teknikker slik som pakkingsfaktoren, reduseres betydelig når båndet fremstilles i den reduserende flammehale ifølge oppfinnelsen.

Riktig valg av den reduserende gass er viktig. Forbrenningsproduktet av den brente gass bør ikke frembringe en flytende eller fast fase som kan avsette seg på kjøleflaten 5 eller munnstykket 4. F.eks. har hydrogengass vært utilfredsstill-ende under vanlige forhold fordi forbrenningsproduktet er vann som kondenserer på kjøleflaten 5. Som et resultat vil hydrogenflammehalen ikke adekvat minske dannelsen av gasslommer på kjøleflatesiden av strimmelen 6.

Derfor er den reduserende gass 24 fortrinnsvis en gass som ikke bare vil brenne og forbruke oksygen i en sterkt eksotermisk reaksjon, men vil også frembringe forbrenningsprodukter som vil forbli gassformige ved støpetilstandene. Karbonmonoksyd (CO) gass er en foretrukket gass som tilfreds-stiller kriteriene ovenfor og som også gir en ønskelig, vannfri, reduserende atmosfære.

En reduserende flammeatmosfære gir et effektivt middel for å varme opp atmosfæren i nærheten av smeltedammen 18 til svært høye temperaturer i størrelsesorden 1300 - 1500°K. Slike temperaturer gir svært lave gassdensiteter rundt smeltedammen 18. De høye temperaturer øker også kinetikken av reduksjons-reaksjonen for ytterligere å forminske oksyderingen av kjøleflaten 5, munnstykket 4 og strimmelen 6. Nærværet av en varm reduserende flamme ved munnstykket 4 reduserer også termiske gradienter i denne som kan skape sprekker i munnstykket .

Således vil utførelsen ifølge oppfinnelsen som benytter en reduserende flammeatmosfære mer effektivt frembringe en oppvarmet, reduserende atmosfære med lav densitet rundt kjøleflaten 5 som forbedrer jevnheten på begge sider av den støpte strimmel og mer effektivt forhindre oksydering av kjøleflaten 5, strimmelen 6 og støpemunnstykket 4.

I et bestemt aspekt av oppfinnelsen frembringer gasslever-ingsinnretningen 12 en første gassblanding før antennelse som består hovedsakelig av karbonmonoksyd og oksygengasser. Tenninnretninger 30 antenner gassen for å skape en eksotermisk reaksjon, som representativt vist i fig. 4. Denne reaksjon frembringer høye temperaturer og utvikler en termisk indusert, reduserende flammeatmosfære av lav densitet ved utarmingsområdet 13, som er lokalisert i det vesentlige inntil og oppstrøms av kjøleområdet 14 på overflaten av det bevegbare kjølelegemet tilveiebragt av støpehjulet 1. Styreinnretninger, slik som kombinasjonen av temperaturføl-eren 50 og regulatoren 52 forbundet til ventilen 16, styrer den første gassblanding for å frembringe en justert reduserende flammeatmosfære ved utarmingsområdet 13 og ved kjøleom-rådet 14. Denne justerte reduserende flammeatmosfære har en brentgassammensetning som inneholder i hovedsak intet fritt oksygen; den brente gass i flammen 28 er i det vesentlige fri for ureagert, ubundet oksygen.

En første gassblanding sammensatt av karbonmonoksyd og oksygen kan frembringe flammetemperaturer på over 260"C og kan derfor frembringe en svært lav gassdensitet ved utarmingsområdet 13 og støpeområdet 14. Disse høye flammetemperaturer kan imidlertid bevirke disassosiering av molekylært O2 til ionisk 0, som er svært reaktiv. Som et resultat bør volumandelen av karbonmonoksyd i den første gassblanding være minst fire ganger volumprosentandelen av oksygen i den blanding for å gi en ønsket grad av effektivitet.

I et ytterligere aspekt av oppfinnelsen frembringer gasslev-eringsinnretningen 12 en første gassblanding som består hovedsakelig av karbonmonoksyd, oksygen og ikke-reaktive tilsetningsgasser. F.eks. kan gasstilførselsinnretningen 12 gi en valgt volumstrømningsgrad av CO gass fra leveringsinn-retningen 8, som blander seg med den omgivende luft for å gi en første gassblanding som består hovedsakelig av CO, O2 og N£. Nærværet av tilsetningsgasser senker fordelaktig flammetemperaturen og reduserer disassosiasjonen av molekylær O2 til høyreaktivt 0-ion. Som et resultat kan volumprosentandelen (vol.56) av karbonmonoksyd sammenlignet med volumprosenten av oksygen senkes for å nærme seg det støkiometriske 2 til 1 forholdstall, mens det fortsatt fremstilles en ønsket kjemi i den reduserende flammeatmosfære rundt det støpte bånd. Fortrinnsvis er volumprosenten av CO i den første gassblanding minst omkring 2,5 ganger volumprosenten av O2 inneholdt i den første blanding.

Som nevnt tidligere er en svært behendig metode for å frembringe den ønskede første gassblanding å blande CO med omgivende luft for å frembringe en blandingssammensetning bestående hovedsakelig av CO, 0£ og N£. Med denne utførelsen av oppfinnelsen varierer mengden av CO i den første gassblanding fra omkring 38 til 70 volumprosent. Den nedre grense for området sikrer at den resulterende flammeatmosfære har en optimalisert, reduserende karakter og inneholder i det vesentlige intet fritt oksygen. Den øvre grense av området sikrer at flammeatmosfæren ikke slukker.

Ettersom kjemien i gassene i flammeatmosfæren er viktig for optimalisering av kvaliteten av den støpte strimmel, er det viktig å nøyaktig overvåke flammekjemien. Direkte måling av flammesammensetningen kan imidlertid være vanskelig.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer fordelaktig en effektiv kontrollinnretning for effektivt å overvåke flammeatmosfæren som innbefatter en temperaturføler, slik som termoelementet 50 representativt vist i fig. 4. Kontrollinn-retningen innbefatter også en justeringsinnretning 52, som f.eks. justerer ventilen 16 til å øke eller minske en strømning av CO fra gasstilførselen 12 etter ønske. En ønsket støpestyring kan utvikles ved å overvåke endringen i flammetemperaturen som en funksjon av mengden CO tilført den første gassblanding. Nærmere bestemt avføler og overvåker termoelementet 50 flammetemperaturen for å bestemme en C0-strømningsgrad ved hvilken en ytterligere relativ økning i volumprosenten av karbonmonoksyd levert til den første gassblanding frembringer en korresponderende, relativ minskning i flammetemperaturen. Ut i fra tilstedeværelsen av slike betingelser, kan man pålitelig utlede etableringen av den ønskede støpestyring; en styring hvor den varme flammeatmosfære er hovedsakelig fri for ureagert oksygen.

Bråkjøling under forhold slik som de beskrevet ovenfor kan frembringe et metastabilt, homogent, duktilt materiale. Det metastabile materiale kan være glassaktig i hvilket tilfelle det ikke er noe stort støpeområde. Røntgenstråle disfrak-sjonsmønsteret av glassaktige metallegeringer viser kun en diffus halo, i likhet med den observert for organiske oksydglass. Slike glassaktige legeringer må være minst 5056 glassaktige for å være tilstrekkelig duktile til å gi påfølgende håndtering, slik som pressing av komplekse former av legeringsbåndene. Fortrinnsvis må de glassaktige metallegeringer være minst 8096 glassaktig, og mest fordelaktig i det vesentlige (eller fullstendig) glassaktig for å oppnå overlegen duktilitet.

Den metastabile fase kan også være en fast oppløsning av bestanddelselementer. I tilfelle av legeringer ifølge oppfinnelsen er slike metastabile, faste oppløsningsfaser ikke vanligvis fremstilt under konvensjonelle prosessbe-handlingsteknikker brukt i faget for fabrikkering av krystallinske legeringer. Røntgenstråle disfraksjonsmønstere for faste oppløsningslegeringer viser skarpe disfraksjonstopp-karakteristikker for den krystallinske legering, med noen utbredning av spissene på grunn av den ønskede finkornede størrelse på krystallene. Slike metastabile materialer er også duktile når fremstilt under forholdene beskrevet ovenfor.

Hurtigkjøling under forhold slik som de ovenfor kan også frembringe en i likevekt mikrokrystallinsk legering. Betegnelsen mikrokrystallinsk legering, som brukt heri, betyr en legering som ved hurtig størkning har en kornstørrelse mindre enn omkring 10 mikrometer. Fortrinnsvis har en slik legering en kornstørrelse i området fra omkring 100 nanometer til 10 mikrometer og mest fordelaktig fra omkring 1 mikrometer til 5 mikrometer.

Mikrokrystallinske legeringer dannes ved avkjøling av smelte av den ønskede sammensetning ved en hastighet på minst 10<3>°C/sek. og fortrinnsvis ved minst 10<5>°C/sek. Et antall hurtigkjølende teknikker, vel kjent i faget for mikrokrystallinske legeringer, er tilgjengelige for å fremstille microkrystallinske pulvere, tråder, "bånd og plater. Vanligvis velges en bestemt sammensetning av pulveret eller granulater av de ønskede elementer i ønskede andeler og smeltes og homogeniseres, og den smeltede legering hurtigkjøles på en kjøleflate, slik som en hurtig roterende sylinder eller i et egnet fluidmedium slik som vann.

Materialet ifølge oppfinnelsen er fordelaktig fremstilt i folieform (eller bånd), og kan benyttes i produktanvendelser slik det er støpt, enten materialet er glassaktig eller en fast oppløsning. Alternativt kan folier av glassaktige metallegeringer varmebehandles for å oppnå en krystallinsk fase, fortrinnsvis finkornet, fremme lengre matriselevetid når det preges komplekse former.

Som vist i fig. 5 kan oppfinnelsen eventuelt innbefatte et fleksibelt innklemningsbelte 38 som inntar strimmelen 6 mot kjøleflaten 5 for å forlenge den avkjølende kontakt med denne. Den forlengede kontakt forbedrer kjølingen og herdingen av strimmelen 6 ved å gi en mer jevn og forlenget avkjølingsperiode for strimmelen. Føringshjul 40 posisjonerer beltet 38 i den ønskede innklemningsstilling langs kjøle-flaten 5, og en drivinnretning beveger beltet 38 slik at beltepartiet i innklemningsforhold til kjøleflaten 5 beveger seg ved en hastighet hovedsakelig med hastigheten av kjøle-flaten. Fortrinnsvis overlapper beltet 38 de marginale partier av strimmelen 6 til direkte kontakt og friksjons-messig samvirke med kjøleflaten 5. Dette friksjonsmessige samvirke gir den nødvendige drivinnretning for å bevege beltet.

Betraktelig fremstøt er brukt for å utvikle anordninger og prosedyrer for å danne tykkere strimler av hurtigstørknende metall ettersom slike strimler kan mer enkelt benyttes som et direkte substitutt for materialer for tiden brukt i eksister-ende kommersielle anvendelser. Ettersom den foreliggende oppfinnelse betydelig forbedrer kontakten mellom strømmen av smeltet metall og den avkjølte herdeflate, er det forbedret varmetransport bort fra det smeltede metall. Den forbedrede varmetransport gir i sin tur en mer jevn og mer hurtig størkning av det smeltede metall for å frembringe en tykk strimmel av høyere kvalitet, dvs. strimmel med en tykkelse I området fra omkring 15 micrometer til så høyt som omkring 70 micrometer og mer.

Likeledes har betraktelige fremstøt vært gjort for å danne tynnere strimler av hurtigstørknet metall. Svært tynne metallstrimler, mindre enn omkring 15 micron og fortrinnsvis omkring 8 micron i tykkelse, er svært ønskelig i ulike kommmersielle anvendelser. I loddeapplikasjoner har fyllmaterialet brukt f.eks. i loddede skjøter vanligvis lavere mekaniske egenskaper sammenlignet med basismetallene. For å optimalisere de mekaniske egenskaper av en loddet enhet, gjøres den loddede skjøt svært tynn. Således, når fyllmaterialet i folieform plasseres direkte i skjøteområdet før loddeoperasjonen, kan skjøtstyrken optimaliseres ved å bruke en svært tynn loddefolie.

I magnetiske applikasjoner med høyfrekvent elektronikk (over 10 kHz), er krafttapene i magnetiske anordninger proposjonale med tykkelsen (t) av de magnetiske materialer. I andre megnetiske applikasjoner slik som mettbare reaktorer, er effekttapene proposjonele med tykkelsensdimensjonen til det magnetiske materialet hevet til den andre effekt (t<2>) når materialet mettes hurtig. Således minsker det tynne bånd effekttapene i reaktoren. I tillegg krever det tynne bånd mindre tid til å mettes, som et resultat kan kortere og skarpere utgangspulser oppnås fra reaktoren. De tynne bånd minsker også den induserte spenning pr. laminering og krever derfor mindre isolasjon mellom lamineringene.

I induktorer for linjære induksjonsakseleratorer, er tapene igjen relatert til t<2> og det tynnere bånd vil redusere effekttapene. Tynne bånd mettes også enklere og hurtigere og kan benyttes til å frembringe pulsakseleratorer. I tillegg vil de tynnere bånd kreve redusert isolasjon mellom lamineringene .

En ytterligere fordel med den tynne strimmel er at strimmelen mottar mindre høyspenninger når viklet til en gitt diameter. For store bøyespenninger vil forringe de magnetiske egenskaper gjennom fenomenet megnetostriksjon.

Apparatet og metoden ifølge oppfinnelsen er særlig anvendelig for å danne svært tynne metallstrimler. Ettersom oppfinnelsen betydelig reduserer størrelsen og dybden av gasslommedefekter er det mindre sjanse for at en slik defekt vil være tilstrekkelig stor til å perforere den støpte strimmel. Som et resultat kan svært tynne strimler støpes ettersom det er liten sannsynlighet for at en defekt som er tilstrekkelig stor til å perforere strimmelen, vil dannes. Således kan oppfinnelsen tilpasses til å støpe svært tynne metallstrimler, som når de er støpt er mindre enn omkring 15 micrometer tykke, fortrinnsvis har den støpte strimmel en tykkelse på 12 micrometer eller mindre. Mer fordelaktig har de støpte strimler tykkelser i området fra 7 til 12 micrometer. I tillegg har den tynne metallstrimmel en breddestørrelse som måler minst omkring 1,5 mm og måler fordelaktig minst omkring 10 mm.

De følgende eksempler er presentert for å gi en mer fullstendig forståelse av oppfinnelsen. De spesifikke teknikker, forhold, materialer, proposjoner og rapporterte data fremsatt for å illustrere prinsippene i oppfinnelsen er eksempelvise og skal ikke påtenkes som en begrensning av oppfinnelsens ramme. Kjemiske legeringer er uttrykt som nominelle forbindelser med subskripsjoner i atomprosent.

Eksempel 1

Et press-konveksjon-avkjølt, støpehjul med et glatt eller jevnt karbonstålsubstrat ble benyttet til å preparere nikkelbaserte og jernbaserte glassaktige eller blanke metallbånd. Støpehjulet hadde en innvendig kjølestruktur i likhet med den beskrevet i US-patent 4307771 med en diameter på 38 cm og en bredde på 5 cm. Den ble rotert med en hastighet på 890 o/min. som korresponderer med en omkretshastighet på 18 m pr.sek. Substratet ble kondisjonert kontinuerlig under gjennomløpet ved et børstefrihjul skråstilt omkring 10<* >ut fra støperetningen. Et munnstykke med en slisset åpning på 0,4 mm bredde og 25 mm lengde definert av en første kant og en andre kant hver med en bredde på 1,5 mm (kantene nummerert i rotasjonsretningen av kjølevalsen) ble montert vinkelrett til bevegelsesretningen av omkretsflaten av støpehjulet, slik at gapet mellom den andre kant og gapet mellom den første kant og overflaten av støpehjulet var 0,20 mm. Den nikkelbaserte metallegering hadde en sammensetning Ni^gCr7F3B^4Sig (subskripsjoner i atomprosent) med et smelte-punkt på omkring 1000°C ble levert til munnstykket fra en trykksatt smeltedigel, hvor metallet i digelen ble holdt under trykk på omkring 24 kPa ved en temperatur på 1300° C. Trykk ble tilført ved hjelp av et argondekke. Det smeltede metall ble utdrevet gjennom den slissede åpning ved en mengde på 6,6 kg pr. min. Den størknet på overflaten av kjølevalsen til en strimmel med 0,033 mm tykkelse med bredde på 2,54 cm. Ved undersøkelse ved bruk av røntgendifraksjonmetri, ble strimmelen funnet å være amorf i struktur. Båndet viste betydelige ansamlinger av innfangede luftlommer i undersiden. Et mørkt oksydasjonsspor dannet seg på substratoverflaten under båndstøpingen som begrenset båndsubstratets addesjon.

Eksempel 2

Prosedyren ifølge eksempel 1 ble repetert ved bruk av utstyr, prosessforhold, metall og legeringer brukt i eksempel 1 bortsett fra at en karbonmonoksydflamme ble rettet ved båndstøpesporet oppstrøms av smeltedammen for å redusere oksydering og forfremme båndsubstrataddesjon. De kombinerte virkninger av flammen og den kondisjonerende børste reduserte substratoksydasjon, øket addesjonen og frembragte bånd med god geometrisk ensartethet, det beste resultat ble oppnådd når avstanden mellom karbonmonoksydf1ammen og baksiden av smeltedammen var mindre enn omkring 2 cm. Strekkprøveeksem-plarer bortskåret fra strimmelen i langsgående og tverrgående retning fremviste lik strekkstyrke og forlengelse. Strimmelen hadde i det vesentlige isotropiske strekkegenskaper.

Eksempel 3

Prosedyren ifølge eksempel 1 ble repetert ved bruk av utstyr, prosessforhold, metall og legeringer og er oppsummert i tabell 1 nedenfor for å oppnå produktet beskrevet deri.

Det jernbaserte bånd ble utglødd i en inert gassatmosfære i 2 timer ved en temperatur på 365"C i et felt på 80 ampær/meter påført lengdeveis av båndlengden.

Et mikrofotografi som viser undersiden av det jernbaserte, amorfe bånd er avbildet i fig. 7. Legg merke til at de viste innsluttede luftlommer er forholdsvis store og avlange.

Eksempel 4

Prosedyren ifølge eksempel 3 ble repetert ved bruk av samme utstyr, prosessforhold og legering bortsett fra at en karbonmonoksydflamme ble rettet ved båndets støpespor oppstrøms av smeltedammen for å redusere oksydering og forfremme båndsubstrataddesjon. Et microfotografi som viser undersiden av det jernbaserte amorfe bånd fremstilt ved bruk av karbonmonoksydflamme er avbildet i fig. 8. Legg merke til den markante reduksjon i innesluttede luftlommer på undersiden av det jernbaserte bånd støpt ved bruk av karbonmonok-sydf lammen når sammenlignet med dé vist i fig. 7. Magnetiske egenskaper av det ferromagnetiske bånd såvel som pakkingsfaktoren for dette ble også forbedret. Lignende forbedringer i undersiden av nikkelbaserte amorfe bånd har også blitt observert.

Således har eksperimenter vist markant forbedring av bånd-overf lateglatthet , glans og duktilitet over materialer støpt på en konvensjonell måte. Mens egenfuktningen av et koppersubstrat ved ferrosmelter ikke trenger å være så stor som fuktingen av et jernbasert substrat, forøker bruken av en karbonmonoksydflamme smelte-koppersubstratets fuktning til det punkt hvor et koppersubstrat er et mulig materiale for fremstilling av høykvalitets defektfritt bånd. En slik defektfri støpeevne tillater fremstilling av svært tynne bånd (i størrelsesorden omkring 7 micrometer tykt). I tillegg forbedrer den forbedrede smelte-substratkontakten gitt ved karbonmonoksydflammehjelpede støping den totale kjølehastig-het og muliggjør fremstilling av en gitt båndsammensetning ved en tykkelse større enn vanlig.

Eksempel 5

Adiabatiske (maksimale) flammetemperaturer ble beregnet og sammenlignet med begrensede eksperimentelle målinger. Oksygenmolekylet og ionekonsentrasjonene ble beregnet på grunn av den kjemiske aktive beskaffenhet av disse gass-prøver.

Forutbestemt CO-O2 og CO-luftsammensetninger ble fremstilt ved å sende kommersielle renhetsgasser gjennom blandehodet til en flammeanordning. Hver av de forblandede gasser ble avgitt inn i et forbrenningsrør med indre diameter på 12 mm av typen med sammensmeltet klar kvarts og under et trykk på 35 kPa og opp til en strømningsgrad på 500 cm<3>/sek. Et bevegbart Pt/Pt-13-Rh (R typen) termoelement, tilvirket av tråd på 0,5 mm diameter, ble brukt i forbindelse med et Fluke 2160A digitaltermometer med analog utgang for å måle flammetemperaturen. Maksimal flammetemperatur for hver forblandet gassammensetning ble målt og registrert ved nøye å sveipe gassreaksjonssonen inne i forbrenningsrøret med termoelementet. Kilder for varmetap slik som stråling, konduksjon gjennom termoelementledere, etc. ble ikke tatt i betraktning. I en annen type måling, ble termoelementet ført ved omkring 4 cm pr. sek. gjennom diameteren av en uhemmet CO-flamme i luft. I tillegg for å gi flammetemperaturen ble de resulterende termiske profiler også benyttet til å beregne lokale flammekjemier.

Fig. 9 er en skjematisk fremstilling av en beregnet CO-O'2 flamme, brentgasstermokjemier som en funksjon av den relative mengde av CO i den første gassblandingssammensetning. "M" angir datapunkter for eksperimentelt målte, maksimale flammetemperaturer. Som representativt vist i fig. 9 inneholder brentgassammensetningen i flammen en mengde på omkring null av fritt, ureagert oksygen (02,0) når den første gassblanding inneholder minst omkring 80 vol.Sé CO. For å opprettholde en brennende flamme må imidlertid størrelsen av CO 1 den første gassblanding være mindre enn omkring 95 vol.96, og fortrinnsvis mindre enn omkring 92 vol.56. Fig. 9 viser også representativt at forholdene med en mengde på i det vesentlige lik null av fritt oksygen i den brente gass korresponderer omtrent med området I hvilke en inkrementell økning av vol.56 CO i den første gassblanding frembringer en inkrementell minskning i flammetemperaturen.

Diagrammet i fig. 10 er en skjematisk fremstilling av beregnet, CO-luftflamme, brentgasstermokjemien som en funksjon av den relative mengde av CO i den første gassblanding. "M" angir igjen datapunkter eksperimentelt målt for den maksimale flammetemperatur. Med CO-luftflammen, inneholder brentgassammensetningen av flammen en mengde omtrent lik null med fritt oksygen når den første gassblanding inneholder omkring 38 - 70 vol.% CO. Over omkring 70 vol.56 CO i den første gassblanding slukker flammen ut. Igjen samsvarer forholdene for en mengde omtrent lik null av ubundet oksygen i den brente gass med området i hvilke en inkrementell økning i vol.56 av CO i den første gassblanding frembringer en inkrementell minskning i flammetemperaturen.

Eksempel 6

En FeygB^Sig legering ble støpt til en amorf strimmel på et beryllium-kopper kjølehjul med 38 cm diameter rotert til å gi en kjøleflatehastighet på omkring 20 m pr. sek. Smeltetemperaturen var omkring 1623°K og støpetrykket på smeiten var omkring 19kPa. Støpemunnstykket hadde en slisset åpning som målte omkring 0,38 mm i bredde og omkring 5 cm i lengde. Munnstykket var sideforskjøvet fra øvre døpunkt av kjøle-hjulet med omtrentlig 1,6 mm i nedstrøms retning og plassert for å gi et støpegap på omkring 0,15 mm mellom dyseåpningen og kjøleflaten.

Eksperimentelle gjennomkjøringer ble gjort ved bruk av to ulike CO-flammesammensetninger. En CO-flamme (CO-strømnings-grad på 22 cm<3> pr. sek.) inneholdt mye fritt oksygen (kolonne 1), og den andre CO-f lamme (CO-strømningsgrad på 38 cm<3> pr. sek.) inneholdt i det vesentlige null fritt oksygen (kolonne 2).

Representative effekttapdata og eksiteringskraftdata for to resulterende støpte strimler er vist i tabell 2. Fra en sammenligning av dataene fremgår det hurtig at den optimali-serte CO-flamme som inneholder intet fritt oksygen i brent-gasskjemien reduserte betraktelig effekttapet og eksiterings-kraf ten.

Eksempel 7

En Fe-B-Si-C legering ble hurtigstørknet til en amorf strimmelform på et beryllium-kopperkjølehjul med diameter på 38 cm, hvilket ble rotert for å gi en omkretsmessig kjøle-flatehastighet på omkring 18 m pr. sek. Smeltetemperaturen var omkring 1623'K og støpetrykket var omkring 24 kPa. Slisseåpningen for støpemunnstykket målte omkring 0,38 cm bredde og omkring 5 cm lengde. Munnstykket ble forskjøvet nedstrøms fra hjulets øvre døpunkt med omkring 3,2 mm og støpegapet var omkring 0,13 mm.

I eksperimentelle gjennomkjøringer ble strimler støpt ved bruk av tre ulike sett betingelser. Under det første betingelsessett, ble legeringen støpt i lavtemperaturig, omgivende luft uten flamme (kolonne 1). Under det andre betingelsessett ble legeringen støpt i en brennende CO-flamme som inneholdt i det vesentlige null fritt oksygen i den brente gass (kolonne 2). Under det tredje betingelsessett, ble legeringen støpt i en svært varm CO-flamme som inneholdt overskuddsoksygen (kolonne 3). Visse karakteristikker av de resulterende støpte strimler er oppsummert i tabell 3.

Ut fra en sammenligning av dataene fremgår det at i de svært høye temperaturer frembragt ved CO-flammen som inneholdt overskuddsoksygen, ble det magnetiske egenskaper til den støpte strimmel forringet. Strimmelen støpt i CO-flammen som inneholdt intet fritt oksygen i den brente gass hadde de beste magnetiske egenskaper.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for støping av metallbånd, innbefattende trinnene: a) et kjølelegeme (1) med en kjøleflate (5) beveges; b) en strøm av smeltet metall avsettes i et kjøleområde (14) av overflaten (5) for å danne strimmelen (6); c) en første gassblanding (24) bestående hovedsakelig av karbonmonoksyd og oksygengasser tilføres; d) den første gassblanding (24) antennes for å skape en eksotermisk reaksjon som gir en lavdensitets, reduserende flammeatmosfære ved et reduksjonsområde (13) liggende nært inntil og oppstrøms av kjøleområdet (14); e) den første gassblanding (24) styres for å frembringe en justert reduserende flammeatmosfære som inneholder omtrentlig null fritt oksygen ved reduksjonsområdet (13), karakterisert ved at styring innbefatter følgende trinn: (i) temperaturen i flammen avføles; og (ii) mengden karbonmonoksyd justeres i den første gassblanding, som en reaksjon på den avfølte temperatur, for å tilveiebringe et driftsforhold hvori en relativ økning i volumprosenten av karbonmonoksyd i den første gassblanding frembringer en tilsvarende, relativ minskning i flammetemperaturen .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en første gassblanding som består hovedsakelig av karbonmonoksyd, oksygen og en eller flere ikke-reagerende tilsetningsgasser, frembringes med styringstrinnet (e).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en første gassblanding med en sammensetning bestående hovedsakelig av omlag 38-70 volumprosent karbonmonoksyd blandet med omgivende luft, frembringes med styringstrinnet (e).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den første gassblanding styres til å inneholde en volumprosentandel av karbonmonoksyd som er minst om lag fire ganger volumprosentandelen av oksygen i gassen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den ikke-reagerende tilsetningsgass utgjøres av nitrogengass.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den første gassblanding styres til å inneholde en volumprosentandel av karbonmonoksyd som er minst omlag 2,5 ganger volumprosentandelen av oksygen inneholdt i gassen.

7. Anordning for støping av metallstrimmel, innbefattende: a) et bevegbart kjølelegeme (1) med en kjøleflate; b) munnstykkeinnretninger (4) for å avsette en strøm av smeltet metall på et kjøleområde (14) av overflaten (5) for å danne strimmelen (6); c) gasstilførselsinnretninger (8) for å gi en første gassblanding (24), som består hovedsakelig av karbonmonoksyd og oksygengasser; d) tenninnretninger (30) for å antenne den første gassblanding (24) for å skape en eksotermisk reaksjon som gir en lavdensitets, reduserende flammeatmosfære ved et utarmingsområde (13) beliggende nær inntil og oppstrøms av kjøleområdet; e) styreinnretninger (16,50,52) for å styre den første gassblanding for å frembringe en justert reduserende flammeatmosfære i utarmingsområdet (13), hvilken justerte, reduserte flamme har en brentgass-sammensetning som Innehar omtrentlig intet fritt oksygen, karakterisert ved at styreinnretningen innbefatter: i) temperaturavfølende innretninger (50) for å avføle flammetemperaturen; og ii) justeringsinnretninger (52) for å justere styreinn-retningene som reaksjon på den avfølte temperatur, for å gi en utstøpingstilstand hvori en relativ økning i volumprosenten av karbonmonoksyd tilført den første gassblanding (24) frembringer en tilsvarende relativ minskning i flammetemperaturen .