JPH05253656A - 非晶質金属管状製品の製造方法 - Google Patents
非晶質金属管状製品の製造方法Info
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- JPH05253656A JPH05253656A JP5285692A JP5285692A JPH05253656A JP H05253656 A JPH05253656 A JP H05253656A JP 5285692 A JP5285692 A JP 5285692A JP 5285692 A JP5285692 A JP 5285692A JP H05253656 A JPH05253656 A JP H05253656A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 実質上非晶質の、すなわち組織の過半量が非
晶質相または粒径１００ｎｍ以下の超微細結晶相である
金属の管状製品を一工程で製造する方法を提供する。 【構成】 熱伝導率の高い金属で鋳型と中子を製作し、
両者で形成する管状のキャビティに金属溶湯を加圧下に
注入して急速に凝固させる。
晶質相または粒径１００ｎｍ以下の超微細結晶相である
金属の管状製品を一工程で製造する方法を提供する。 【構成】 熱伝導率の高い金属で鋳型と中子を製作し、
両者で形成する管状のキャビティに金属溶湯を加圧下に
注入して急速に凝固させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、実質上非晶質である金
属の管状の製品を製造する方法に関する。「実質上非晶
質」とは、構成する金属組織の全量または過半量が非晶
質相であるか、または過半量が粒径１００ｎｍ以下の超
微細結晶相であることを意味する。
属の管状の製品を製造する方法に関する。「実質上非晶
質」とは、構成する金属組織の全量または過半量が非晶
質相であるか、または過半量が粒径１００ｎｍ以下の超
微細結晶相であることを意味する。
【０００２】
【従来の技術】金属を管状に成形した素材は、種々の機
械構造部品や電子機器部品の材料として用途が広い。
この金属の管状体の製法としては、従来、引抜きや鋳造
など、いくつかの技術が確立されている。
械構造部品や電子機器部品の材料として用途が広い。
この金属の管状体の製法としては、従来、引抜きや鋳造
など、いくつかの技術が確立されている。
【０００３】一方、非晶質の金属は、合金組成の選択に
より、高強度、高靱性、高耐食性、高加工性あるいはす
ぐれた軟磁気特性を示すものが得られる。 結晶質であ
っても、粒径が１００ｎｍ以下の超微細ないわゆる「ナ
ノ結晶」は、非晶質に似た特性をもつ。 そこで、これ
らの材料を種々の機能部品に応用することが試みられて
いる。
より、高強度、高靱性、高耐食性、高加工性あるいはす
ぐれた軟磁気特性を示すものが得られる。 結晶質であ
っても、粒径が１００ｎｍ以下の超微細ないわゆる「ナ
ノ結晶」は、非晶質に似た特性をもつ。 そこで、これ
らの材料を種々の機能部品に応用することが試みられて
いる。
【０００４】よく知られているように、非晶質の金属
は、溶融状態から急速に冷却しなければ得られないか
ら、実際に入手できる材料は薄帯、薄膜、細線または粉
末の形態をしている。 このような材料から管状の部品
または部品素材を製造するには、たとえば粉末のホット
プレスや押出しのような加工を行なわなければならな
い。ところが、非晶質の金属は塑性加工が可能になる温
度Ｔｇと結晶化温度Ｔｘとの差が小さいものが多く、結
晶化をさせずに成形することは、しばしば困難である。
可能な場合でも、粉末の製造とその管状体への成形とい
う二工程が少なくとも必要であり、コストが嵩む。
は、溶融状態から急速に冷却しなければ得られないか
ら、実際に入手できる材料は薄帯、薄膜、細線または粉
末の形態をしている。 このような材料から管状の部品
または部品素材を製造するには、たとえば粉末のホット
プレスや押出しのような加工を行なわなければならな
い。ところが、非晶質の金属は塑性加工が可能になる温
度Ｔｇと結晶化温度Ｔｘとの差が小さいものが多く、結
晶化をさせずに成形することは、しばしば困難である。
可能な場合でも、粉末の製造とその管状体への成形とい
う二工程が少なくとも必要であり、コストが嵩む。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、実質
上非晶質の金属からなる管状体を、鋳造により一工程で
製造する方法を提供することにある。
上非晶質の金属からなる管状体を、鋳造により一工程で
製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の非晶質金属管状
製品の製造方法は、構成する金属組織の過半量が非晶質
相または粒径１００ｎｍ以下の超微細結晶相である金属
の管状製品を製造する方法であって、熱伝導率の高い金
属で製作した鋳型と中子の組み合わせにより管状のキャ
ビティを形成し、このキャビティに金属の溶湯を加圧下
に注入して急速に凝固させ、凝固体を鋳型からとり出し
て中子を抜くことからなる。
製品の製造方法は、構成する金属組織の過半量が非晶質
相または粒径１００ｎｍ以下の超微細結晶相である金属
の管状製品を製造する方法であって、熱伝導率の高い金
属で製作した鋳型と中子の組み合わせにより管状のキャ
ビティを形成し、このキャビティに金属の溶湯を加圧下
に注入して急速に凝固させ、凝固体を鋳型からとり出し
て中子を抜くことからなる。
【０００７】この非晶質金属管状製品の製造方法は、任
意の単体金属および合金に適用可能であるが、ある程度
の非晶質形成能をもつ合金、たとえば金属−半金属系非
晶質の代表であるＦｅ−Ｓｉ−Ｂ合金に対して好適であ
る。 非晶質形成能がさらに高い合金、たとえばＬａ−
Ｎｉ−Ａｌ系合金やＺｒ−Ｎｉ−Ａｌ系合金を対象とす
るときは、容易に実施できる。
意の単体金属および合金に適用可能であるが、ある程度
の非晶質形成能をもつ合金、たとえば金属−半金属系非
晶質の代表であるＦｅ−Ｓｉ−Ｂ合金に対して好適であ
る。 非晶質形成能がさらに高い合金、たとえばＬａ−
Ｎｉ−Ａｌ系合金やＺｒ−Ｎｉ−Ａｌ系合金を対象とす
るときは、容易に実施できる。
【０００８】
【作用】図１に、本発明の実施に好適な装置の構成を示
す。
す。
【０００９】鋳型（１）は、その中心に中子（２）を設
けて、両者で管状のキャビティ（３）を形成する。 鋳
型と中子の材料は、できるだけ熱伝導率の高いものを用
いるべきであり、その観点からは純銅が最適である。
前記した非晶質形成能の高い合金を対象とする場合に
は、純銅に代えて、耐摩耗性の高いベリリウム銅などを
使用し、鋳型の耐久力を高めることもできる。 鋳型の
材質の選択には、管の肉厚などの条件も考慮すべきこと
が理解されるであろう。
けて、両者で管状のキャビティ（３）を形成する。 鋳
型と中子の材料は、できるだけ熱伝導率の高いものを用
いるべきであり、その観点からは純銅が最適である。
前記した非晶質形成能の高い合金を対象とする場合に
は、純銅に代えて、耐摩耗性の高いベリリウム銅などを
使用し、鋳型の耐久力を高めることもできる。 鋳型の
材質の選択には、管の肉厚などの条件も考慮すべきこと
が理解されるであろう。
【００１０】図２は、図１のキャビティの横断面を示
す。 図示した例は断面が円形であるが、これに限ら
ず、多角形そのほか種々の断面のものが使用できること
はいうまでもない。
す。 図示した例は断面が円形であるが、これに限ら
ず、多角形そのほか種々の断面のものが使用できること
はいうまでもない。
【００１１】鋳造すべき金属の溶湯は、図１に示すよう
に、下端に細径のノズル（５）をもつ、石英などの酸化
物やＢＮなどの窒化物から構成されたセラミックス容器
（４）を高周波コイル（６）の中に置き、誘導加熱によ
り金属の材料（７）を加熱して溶湯（８）とすることに
よって調製するとよい。 溶湯は、ノズルの径が細いた
め表面張力が重力に打ち勝ち、常圧下ではセラミックス
容器内に保持されている。 溶解雰囲気は、必要により
Ａｒのような不活性ガスでコントロールする。
に、下端に細径のノズル（５）をもつ、石英などの酸化
物やＢＮなどの窒化物から構成されたセラミックス容器
（４）を高周波コイル（６）の中に置き、誘導加熱によ
り金属の材料（７）を加熱して溶湯（８）とすることに
よって調製するとよい。 溶湯は、ノズルの径が細いた
め表面張力が重力に打ち勝ち、常圧下ではセラミックス
容器内に保持されている。 溶解雰囲気は、必要により
Ａｒのような不活性ガスでコントロールする。
【００１２】溶湯が用意できたら、図３に示すようにセ
ラミックス容器を降下させてノズルを鋳型の湯道に押し
当て、キャビティに溶湯を圧入する。 この加圧は雰囲
気ガスの圧力増大によるのが好都合であるが、もちろん
溶湯に直接圧力を加えて行なうこともできる。
ラミックス容器を降下させてノズルを鋳型の湯道に押し
当て、キャビティに溶湯を圧入する。 この加圧は雰囲
気ガスの圧力増大によるのが好都合であるが、もちろん
溶湯に直接圧力を加えて行なうこともできる。
【００１３】注入された溶湯（８）は、熱伝導率の高い
材料で製作された、冷く、大きな熱容量をもった鋳型に
接触して急速に冷却される。 キャビティが管状である
ため、溶湯は中子によっても冷却され、管の内外から冷
却される。 このようにして凝固が瞬時に起って、実質
上非晶質の凝固体が得られる。 これを鋳型からとり出
し、中子を抜くことによって、所望の非晶質金属管状製
品が得られる。
材料で製作された、冷く、大きな熱容量をもった鋳型に
接触して急速に冷却される。 キャビティが管状である
ため、溶湯は中子によっても冷却され、管の内外から冷
却される。 このようにして凝固が瞬時に起って、実質
上非晶質の凝固体が得られる。 これを鋳型からとり出
し、中子を抜くことによって、所望の非晶質金属管状製
品が得られる。
【００１４】上記の、溶湯の注入時に加圧することは肝
要である。 それは、冷却速度を高くするとキャビティ
内に十分に湯が回らないうちに凝固が進んで巣ができる
おそれがあり、とくに肉薄の製品を製造する場合には溶
湯の表面張力による湯回り不良の心配があるからであ
る。
要である。 それは、冷却速度を高くするとキャビティ
内に十分に湯が回らないうちに凝固が進んで巣ができる
おそれがあり、とくに肉薄の製品を製造する場合には溶
湯の表面張力による湯回り不良の心配があるからであ
る。
【００１５】
【実施例１】純銅の厚さ２５ｍｍの板に直径３．０ｍｍ
の貫通孔をあけ、長さ２１ｍｍ×直径２．０ｍｍの純銅
線を中心に固定して、図１に示すような鋳型キャビティ
を形成した。
の貫通孔をあけ、長さ２１ｍｍ×直径２．０ｍｍの純銅
線を中心に固定して、図１に示すような鋳型キャビティ
を形成した。
【００１６】下端に直径０．５ｍｍのノズルをもつ石英
管に合金ペレットを入れたものを、Ａｒガス雰囲気下に
高周波誘導により加熱した。 合金は、原子パーセント
で、Ｌａ55Ｎｉ5Ｃｏ5Ｃｕ10Ａｌ25の組成をもつもので
ある。
管に合金ペレットを入れたものを、Ａｒガス雰囲気下に
高周波誘導により加熱した。 合金は、原子パーセント
で、Ｌａ55Ｎｉ5Ｃｏ5Ｃｕ10Ａｌ25の組成をもつもので
ある。
【００１７】溶解後、ノズルを上記鋳型の上に当て、Ａ
ｒガスの圧力を５気圧に高めて溶湯をキャビティに圧入
した。
ｒガスの圧力を５気圧に高めて溶湯をキャビティに圧入
した。
【００１８】冷却後、鋳型から凝固体をとり出し、端を
切削加工するとともに中子の銅線を抜き取って、外径
３．０ｍｍ、内径２．０ｍｍ、（従って肉厚０．５ｍ
ｍ）、長さ２０ｍｍの管状製品を得た。
切削加工するとともに中子の銅線を抜き取って、外径
３．０ｍｍ、内径２．０ｍｍ、（従って肉厚０．５ｍ
ｍ）、長さ２０ｍｍの管状製品を得た。
【００１９】この金属管状製品の組織をＸ線回析により
確認したところ、非晶質単相であった。
確認したところ、非晶質単相であった。
【００２０】
【実施例２】実施例１で使用した鋳型の中子を、直径
２．６ｍｍの純銅線に交換した。 溶解する合金とし
て、やはり原子パーセントで、Ｆｅ75Ｃｕ1Ｔｉ2Ｓｉ13
Ｂ9の組成のものを使用し、同様に鋳造を行なって肉厚
０．２ｍｍの管状体を得た。
２．６ｍｍの純銅線に交換した。 溶解する合金とし
て、やはり原子パーセントで、Ｆｅ75Ｃｕ1Ｔｉ2Ｓｉ13
Ｂ9の組成のものを使用し、同様に鋳造を行なって肉厚
０．２ｍｍの管状体を得た。
【００２１】この鋳造物の金属組織をＸ線回析によりし
らべたところ、ｂｃｃＦｅ固溶体のピークだけが認めら
れた。 ピークの半値幅から計算したｂｃｃＦｅ固溶体
の結晶粒径は、約１３ｎｍであった。 この製品の飽和
磁化の温度依存性を振動試料型磁力計によって測定し、
ｂｃｃＦｅ固溶体の結晶相と非結晶相との割合を推定し
たところ、結晶相が７５％、非晶質相が２５％であっ
た。
らべたところ、ｂｃｃＦｅ固溶体のピークだけが認めら
れた。 ピークの半値幅から計算したｂｃｃＦｅ固溶体
の結晶粒径は、約１３ｎｍであった。 この製品の飽和
磁化の温度依存性を振動試料型磁力計によって測定し、
ｂｃｃＦｅ固溶体の結晶相と非結晶相との割合を推定し
たところ、結晶相が７５％、非晶質相が２５％であっ
た。
【００２２】
【発明の効果】本発明の方法によれば、実質上非晶質で
ある金属の管状製品を、複雑な工程を経る必要なく、一
挙に製造することができる。 所望に応じた合金材料を
選択することにより、結晶質組織の金属では得られない
すぐれた特性をもった製品が得られ、それらは種々の機
能部品の素材として使用可能である。
ある金属の管状製品を、複雑な工程を経る必要なく、一
挙に製造することができる。 所望に応じた合金材料を
選択することにより、結晶質組織の金属では得られない
すぐれた特性をもった製品が得られ、それらは種々の機
能部品の素材として使用可能である。
【図１】 本発明の非晶質金属管状製品の製造方法の実
施に適する装置の構成を示し、あわせて金属溶湯を調製
する段階を示す縦断面図。
施に適する装置の構成を示し、あわせて金属溶湯を調製
する段階を示す縦断面図。
【図２】 図１のＡ−Ａ方向の拡大横断面図。
【図３】 図１に続く、鋳造の段階を示す図。
１ 鋳型 ５ ノズル ２ 中子 ６ 高周波コイル ３ キャビティ ７ 金属材料 ４ セラミックス容器 ８ 溶湯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591112625 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地 川内住宅 11−806 (72)発明者 増本 健 宮城県仙台市青葉区上杉３丁目８−22 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地 川内住宅 11−806 (72)発明者 山本 博一 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 斉藤 貴伸 宮城県仙台市太白区羽黒台９−８ 第３青 雲寮
Claims (2)
- 【請求項１】 構成する金属組織の全量または過半量が
非晶質相であるかまたは粒径１００ｎｍ以下の超微細結
晶相である金属の管状製品を製造する方法であって、熱
伝導率の高い金属で製作した鋳型と中子の組み合わせに
より管状のキャビティを形成し、このキャビティに金属
の溶湯を加圧下に注入して急速に凝固させ、凝固体を鋳
型からとり出して中子を抜くことからなる非晶質金属管
状体製品の製造方法。 - 【請求項２】 金属材料として、Ｌａ基またはＺｒ基の
非晶質形成能の高い合金を使用する請求項１の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5285692A JPH05253656A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 非晶質金属管状製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5285692A JPH05253656A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 非晶質金属管状製品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05253656A true JPH05253656A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=12926504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5285692A Pending JPH05253656A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 非晶質金属管状製品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05253656A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000002687A1 (fr) * | 1998-07-08 | 2000-01-20 | Japan Science And Technology Corporation | Procede de production d'un alliage amorphe presentant une excellente resistance a la flexion et aux chocs |
| JP2005279658A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Akihisa Inoue | パイプの製造方法及び製造装置 |
| JP2008068212A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Ransburg Ind Kk | 噴霧装置及びその製造方法 |
| JP2008200679A (ja) * | 2008-05-14 | 2008-09-04 | Ransburg Ind Kk | 噴霧装置及びその製造方法 |
| CN101941065A (zh) * | 2010-09-14 | 2011-01-12 | 南昌大学 | 内生晶体增塑块体非晶基复合材料的成形方法 |
| WO2013023379A1 (en) * | 2011-08-18 | 2013-02-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for fabricating bulk metallic glass tube, tube fabricated and coriolis flowmeter equipped with the tube |
| CN108372278A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-08-07 | 广东劲胜智能集团股份有限公司 | 可控直径与壁厚的合金管材的制备方法和装置 |
| CN108927503A (zh) * | 2017-05-25 | 2018-12-04 | 比亚迪股份有限公司 | 非晶合金的成型方法、压铸模具及压铸非晶合金的方法 |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP5285692A patent/JPH05253656A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000002687A1 (fr) * | 1998-07-08 | 2000-01-20 | Japan Science And Technology Corporation | Procede de production d'un alliage amorphe presentant une excellente resistance a la flexion et aux chocs |
| US6306228B1 (en) | 1998-07-08 | 2001-10-23 | Japan Science And Technology Corporation | Method of producing amorphous alloy excellent in flexural strength and impact strength |
| EP1036612A4 (en) * | 1998-07-08 | 2004-05-12 | Japan Science & Tech Agency | METHOD FOR PRODUCING AN AMORPHOUS ALLOY WITH EXCELLENT BENDING AND IMPACT RESISTANCE |
| JP2005279658A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Akihisa Inoue | パイプの製造方法及び製造装置 |
| JP2008068212A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Ransburg Ind Kk | 噴霧装置及びその製造方法 |
| US8720801B2 (en) | 2006-09-14 | 2014-05-13 | Ransburg Industrial Finishing K.K. | Spray device and process for manufacturing the same |
| JP2008200679A (ja) * | 2008-05-14 | 2008-09-04 | Ransburg Ind Kk | 噴霧装置及びその製造方法 |
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| CN108927503A (zh) * | 2017-05-25 | 2018-12-04 | 比亚迪股份有限公司 | 非晶合金的成型方法、压铸模具及压铸非晶合金的方法 |
| CN108927503B (zh) * | 2017-05-25 | 2020-06-19 | 比亚迪股份有限公司 | 非晶合金的成型方法、压铸模具及压铸非晶合金的方法 |
| CN108372278A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-08-07 | 广东劲胜智能集团股份有限公司 | 可控直径与壁厚的合金管材的制备方法和装置 |
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