JPH0420692B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属細線の製造方法及び装置に関する
ものである。

近年、溶融金属より円形断面を有する金属細線
を製造する方法として、所謂回転液中紡糸法が提
案され、その技術確立が急速に進んでいる。すな
わち、特開昭56−165016号、特開昭57−52550号、
特開昭57−79052号等があり、これら先行技術の
特徴は回転する円筒状ドラムの円周面に遠心力に
よる液体層を形成し、その液体層中に溶融金属を
ジエツトとして噴出し、これを急速凝固させて金
属細線を製造するものであつて、これらの方法に
よれば、断面が円形で、かつ優れた諸性質を有す
る金属細線が容易に得られ、旧来法に比し冷却速
度を著しく大きくすることができて非晶質金属あ
るいは微細結晶粒含有金属を材料とする金属細線
の製造に特に適していると推奨されているもので
ある。

本発明者等は前記開示文献等のごとき回転液中
紡糸法の製造装置並びに製造技術の開発について
鋭意研究を続けてきたが、ここにきて大きな障壁
にぶつかつたのである。それはこれらの回転液中
紡糸法バツチ方式であることにある。すなわちこ
れらの方法を説明すると、回転する円筒状ドラム
円周面に遠心力で冷却液体層を形成し、この冷却
液体層の表面並びに内部を安定に保つことによ
り、ジエツトとして噴出した溶融金属流が乱れる
ことなく安定に該冷却液体層へ浸入せしめ、かつ
溶融金属流を急冷凝固したのち、遠心力により前
記円筒状ドラムの内壁に安定して巻取らせて所望
の金属細線となすことを特徴とするものである。
その一例を第１図によつてさらに詳細に説明する
と、回転液中紡糸法によつて金属細線を製造する
手順は、まずあらかじめ準備した所定の合金組成
を有する母合金の所定量を加熱装置１を付設した
溶融炉２中に仕込み、加熱溶融して溶融金属３と
なし、該炉２の先端部に設けた所定孔径のノズル
４からの噴出を待機させる。次いで円筒状回転ド
ラム５（以下ドラムと略記する）を所定の回転数
で回転させ、供給装置（図示省略）より所定量の
冷却液体６を供給する。続いて溶融炉系（加熱装
置１及び溶融炉２）を図示したごとくドラム５の
内側の空間部の所定位置にセツトする。しかる後
に、溶融炉２に導通する管７より所定の圧力で不
活性ガスを導入し、溶融金属３に圧力をかけ、前
記ノズル４からジエツト８として噴出させる。ジ
エツト８は回転する冷却液体６中に浸入し、急冷
凝固して金属細線９（点状断面で示す）となり、
ドラム５の内壁に巻き取られるものである。この
場合、金属細線９は通常にある程度の長さを巻き
取る必要があるので、溶融炉系（加熱装置１及び
溶融炉２）はドラム５の内周の幅方向にトラバー
ス１０させる。最初に仕込んだ母合金が全部噴出
され終わつた後、溶融炉系をドラム５の空間内よ
り外方に移動し、続いてドラム５の回転を止め、
遠心力による保持がなくなり落下する冷却液体６
を図示省略した容器に収容した後に、ドラム５の
円周面上に製造された金属細線の束を取り出すも
のである。かかる手順を１サイクルとするバツチ
方式の製造装置が回転液中紡糸法の従来の製造装
置であつた。したがつて容易に推察されるよう
に、かかる製造装置は機械設備の大きさから受け
る制約のために１バツチ当りの金属細線の製造量
が制限されることになるとともに、１バツチ毎の
前準備及び後処理の作業に時間を要するものであ
る等の理由により、著しく生産性の低いものであ
るという欠点を有しており、到底企業化し得難い
ものであるというのが実状であつた。

本発明者等は従来の製造装置に障害を克服し、
かつ回転液中紡糸法の基本的な特徴を生かすると
ともに、生産性を著しく高めるところの加工コス
トの低い金属細線の連続製造方法及び装置を提供
するものである。

以下に本発明装置の一実施例を第２図，第３図
によつて詳細に説明する。

第２図は装置の要部縦断面図で、二個の外径
600mm／φになる同径の円筒状ドラム１１，１
１′のそれぞれの一端部は、以後に液深20mmを得
るための液溝側壁１２，１２′となすために全周
にわたり内厚端部１３，１３′となしており、両
ドラム１１，１１′の両肉厚端部１３，１３′を所
定の通糸間隔30mmに対設させ軸受１４，１４′ベ
アリングＢ等により同時回転可能に直列に連設さ
せてある。１５はエンドレス平ベルトで、該ベル
ト１５は幅50mmで前記液溝側壁１２，１２′間、
即ち通糸間隔30mmを覆う幅としてあるので、第３
図（本発明装置の概略側面図）に示すごとく駆動
プーリ１６ならびにターンプーリ１７，１８，１
９によつてベルト１５を両ドラム１１，１１′の
外周（通糸間隔周）の大部分に巻き付け、ベルト
１５とドラム１１，１１′との摩擦により、ドラ
ムを回転させ、ベルトとドラムとの間にすべりが
生じないようにベルト走行速度600ｍ／minにて
ドラムと同期させる。このベルトには液溝２０の
溝底の役目もさせる。

２１は回転中のベルト１５が通糸間隔に最初に
密接して液溝２０を構成する上側方箇処に設けた
液体注入部で、該部２１から５℃の冷却水を連続
的に供給し、両ドラム１１，１１′の回転による
遠心力によつて液溝２０中に安定した冷却液体層
を形成し、該冷却水はベルト１５が通糸間隔より
外れる下方箇処付近の液体取り出し部２２より取
り出し、水受タンク２３に入り、ポンプ２４によ
つて冷却器２５を経て再び５℃に調整して液体注
入部２１に供給される。

なお、ベルト１５をベルト自身の遠心力及び冷
却液体層から受ける遠心力の総和よりも大きな力
で駆動プーリ１６並びにターンプーリ１７，１
８，１９によつて、ドラム１１，１１′の外周に
巻き付け、ベルトとドラムとの密着性を保つ。こ
れにより、冷却液体がベルトとドラムとの隙間か
ら洩れなくなり、冷却液体層が安定化する。

ベルト１５によつて両ドラム１１，１１′を回
転させ、冷却水を液溝２０に供給した後、次いで
金属細線の紡糸を行うものであり、２６は加熱器
２７を巻設した溶融炉で、該溶融炉２６の先端に
は孔径0.15mmφのノズル２８が付設されており、
Fe75原子％、Si10原子％、B15原子％の組成から
なる原料合金は供給パイプ２９を通じ、溶融炉２
６中にアルゴン雰囲気中で供給し、1300℃で溶融
した溶融金属３０は液溝２０上の一部に先端を配
置した前記ノズル２８からアルゴンガスによつて
4.5Kg／cm²の圧力をかけた液溝２０中の冷却水中
に連続的に噴出して急速冷却凝固させて、金属細
線３１となし、次いで液溝構成部分の下側方に設
けた金属細線取り出し口３２より冷却水と分離し
て、連続してドラム外に取り出し、別に設けた巻
取機３３にて連続巻取を行つた。

得られた50000ｍの連続金属細線は、直径0.15
mmφでその断面はほぼ真円であり、引張破断強さ
355Kg／mm²、破断伸びは3.5％の高強力なものであ
り、しかも金属細線をＸ線回折で結晶性について
検査したところ、非晶質状態の特徴を有する広い
回折ピークのみが観察された。

本発明は上記のごとき構成によりなるので、膨
大な装置でないにもかかわらず金属細線の製造が
連続化し得るので、製造量が著しく増大し得て、
生産性の向上が図られるとともに冷却液体の温度
が常時均一に保つことが可能となるので得られた
金属細線のいずれの部分も均質で高強力であると
いう著しく優れた製造方法及び装置である。

本発明に適用される金属としては、純粋な金属
微量の不純物を含有する金属、あるいはあらゆる
合金があげられるが、特に急冷固化することによ
り優れた性質を有する合金、例えば非晶質相を形
成する合金又は非平衡結晶質相を形成する合金等
が最も好ましい合金である。例えば「サイエンス
第８号、1978年62〜72頁、日本金属学会会報15巻
第３号、1976年151〜206頁や、「金属」1971年12
月１日号、73〜78頁等の本献や特開昭49−91014
号、特開昭50−101215号、特開昭49−135820号、
特開昭51−3312号、特開昭51−4017号、特開昭51
−4018号、特開昭51−4019号、特開昭51−65012
号、特開昭51−73923号、特開昭51−78705号、特
開昭51−79613号、特開昭52−5620号、特開昭52
−114421号、特開昭54−99035号等数多くの公報
に記載されているとおりである。それらの合金の
中で非晶質形成能が優れ、しかも実用的合金とし
ての代表としては、Fe−Si−Ｂ系、Fe−Ｐ−Ｃ
系、Fe−Ｐ−Ｂ系、Co−Si−Ｂ系、Ni−Si−Ｂ
系等があげられるが、その種類は金属−半金属の
組合せ、金属−金属の組合せから非常に多く選択
できることはいうまでもない。ましてや、その組
成の特徴を生かして、従来の結晶質金属では得ら
れない優れた特性を有する合金の組立ても可能で
ある。また、非平衡結晶質相を形成する合金の具
体例としては、例えば「鉄と鋼」第66巻（1980）
第３号、382〜389頁、「日本金属学会誌」第44巻
第３号、1980年245〜254頁、「TRANSACTONS
OF THE JAPANINSTITUTE OF
MEMALS」VOL20No.8AUgust1979 468〜471
頁、日本金属学会秋期大会一般講演概要集（1979
年10月）350頁、351頁に記載のFe−Cr−Al系合
金、Fe−Al−Ｃ系合金や、日本金属学会秋期大
会一般講演概要集（1981年11月）423〜425頁に記
載にMn−Al−Ｃ系合金、Fe−Mn−Al−Ｃ系合
金等があげられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の縦断面概略図を、第２図は
本発明の一実施例装置の要部縦断面図を、第３図
は全装置の概略側面図を、それぞれ示すものであ
る。 １１，１１′…円筒状ドラム、１２，１２′…液
溝側壁、１３，１３′…肉厚端部、１４，１４′…
軸受、１５…エンドレス平ベルト、１６…駆動プ
ーリ、１７，１８，１９…ターンプーリ、２０…
液溝、２１…液体注入部、２２…液体取り出し
部、２６…溶融炉、２７…加熱器、２８…ノズ
ル、２９…供給パイプ、３０…溶融金属、３１…
金属細線、３２…金属細線取出口、３３…巻取
機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二個の同径の円筒状回転ドラムのそれぞれの
   一端部の全周が、以後の液溝側壁となる内厚端部
   よりなり、両ドラムの両肉厚端部を所定の通糸間
   隔に対設させ、同時回転可能に直列に連設させ
   て、かつ前記通糸間隔の外周面上には、該間隔を
   覆う幅のエンドレス平ベルトを駆動プーリを含む
   複数個のプーリによつて間隔周の大部分に密着さ
   せてドラムを回転せしめ、該間隔にベルトを密接
   させてベルトが溝底となつて得た液溝構成部分の
   みに冷却液体を上側方より注入し、遠心力による
   安定した冷却液体層を形成させて下側方より取り
   出す構造よりなる装置を運転し、溶融炉に付設す
   るノズルをドラム内に配置して回転冷却液体流の
   一部に溶融金属流を噴出させ、急冷凝固させた後
   に前記液溝構成部分の下側方より連続して金属細
   線を取り出し巻き取ることを特徴とする金属細線
   の連続製造方法。 ２ 二個の同径の円筒状回転ドラムのそれぞれの
   一端部は、該端部を以後に液溝側壁部として所望
   の液深を得るに適した肉厚端部として全周に設け
   てなり、かつ両ドラムの該肉厚端部を所定の通糸
   間隔に付設させて同時回転可能に直列に連設する
   とともに、前記通糸間隔の外周面上には該間隔を
   覆う幅のエンドレス平ベルトを、駆動プーリを含
   む複数個のプーリによつて間隔周の大部分に密接
   させて、液溝の底面としてベルト密接部分のみを
   液溝に形成させると同時に、駆動プーリによつて
   両ドラムの同時回転をも行わしめる構造よりな
   り、かつ回転中のベルトが通糸間隔に最初に密接
   する上側方箇処付近には液体注入部を、他方ベル
   トが通糸間隔より外れ下方箇処付近には液体の取
   り出し部と、金属細線取り出し口とを設けてな
   り、かつ両ドラムが回転して液溝に液体層が形成
   された際には、ノズルを付設した金属溶融装置が
   外方よりドラム内に挿入され、通糸間隔の液溝上
   の一部にノズルの先端が配置される構造を有して
   なることを特徴とする金属細線の連続製造装置。