JPS5959862A - 非晶質合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、非晶質合金に関し、とくにその急冷薄帯形
成能の増強に関する開発成果を提案しようとするもので
ある。

ここに急冷薄帯形成能というのは、溶融状態からの急冷
による薄帯化の際に、非晶質でを）って、できるだジノ
１♀い轡帯が形成され易い性質を意味し、この発明では
、４０μｍ以上の板厚が得らｉする場合を急冷薄帯形成
能（以下単に形成能という）に優れるという。

さて非晶質合金は、特定組成Ｑ・ｉ、°γ融金金属、た
とえばＩＯＫ／Ｓ程度に高い＾ｒ却速度下１′・−直接
冷却し、結晶化を閉止することによって！荀造される。

この場合に非晶質を形成するＶＣは、一般にＦｅのよう
々メタル成分８０原子％（以下単にチで示す）、Ｂ　、
　ｓｉのようなメタロイド成分２０％の組成が目安とさ
れ、これらの成分範囲の中で各元素の含有に１を変える
ことによって、磁気特性の改良、さらには形成能の改善
に関する開発が進められている。

この形成能の改善については、近年、非晶質合金の実用
化に際してとりわけ要請が強く、つまり巻トランスの巻
工数や積トランスの積工数を効率化し、尚かつトランス
の占積率の向上を図る」二で、非晶質合金薄帯の厚肉化
に対する歎望が高１ってきたわけである。

ここに従来のｙｅを主体とする非晶質合金組成範囲で工
業的に実現され得ｆＣ，板厚の範囲は２０〜８０μｍで
ほぼ２５μｍ前後の厚みが多かった。／ことえば磁気特
性に優れた非晶質合金の一つとＥ２て、。

添字で成分■１を示すものとしてＦｅ７８Ｂ］８Ｓｉ９
の組成式で表わされるものがあるが、この１ｍ合金にお
いて１回のヒートザイクルで非晶質合金として欠陥の彦
い急冷薄帯を作れるのは、高々２７μｍ程用であった。

かように板厚の薄い従来の非晶質合金に対し、２て、発
明者らは数多くの実験と検討を重ねた末、形成能にきわ
めて優れ板厚の厚い非晶質合金の組成範囲を以下のべる
ようにして究明したのである。

さて一般に、溶融体の流動状態での粘性率ηは次式、 η＝η。ｅＸｐ（’／αｆ（Ｔ−Ｔｏ））ここでη。：
物質により汰まる定数、 αｆ：平均自由容積の熱膨張率、 Ｔ：溶融体の温度、 Ｔｏ：理想ガラス化温度、 で表わされ、溶融体の温度Ｔがガラスも移温度Ｔ。

に近づくと、粘性率ηが大きくなって液体とじての運動
は不ｉ］能になる。

非晶質合金素材についても同様のことが言え、該素材温
度をガラス転移温度以下としたとき固体状になるが、こ
のとき粘性率ηが大きい程厚肉のものが得られ易い、す
力わち非晶質合金累月と１゜て溶融化したとき、粘性率
ηが大きい程形成能に優れていると考えられるわけであ
る。

発明者らは、上記の粘性率に着目し、形成能に優れた非
晶質合金を新たに開発すべく、鋭意研究を重ねた結果、
Ｆｅ　−Ｂ　−Ｓｉ三元系合金に、元素周期律表中の■
、■および■族の金属元素、とくにＴ１．Ｖ　＋　Ｎｂ
　１Ｍｏ　＋　ＴａおよびＷのうち少くとも一種をわず
かに添加することにより、少くとも４０〜６０μｍの板
厚を示す、形成能に優れた非晶質合金を工業的に安定し
て製造し得ることを突止めた。

この発明は上記の知見に由来するものである。

すガわちこの発明は、Ｂ：１３〜１７％、Ｓｌ：５〜８
％を含み、かつ０．１〜２０％のＴｉ、　０．０５〜＊
、０％（７）Ｖ、０．１〜２．０　％’ＯＮｂ　、　０
．３〜２．０　％のＮｏ　、　２．０〜５．０％のＴａ
および０．３〜２．０％のＷのうち少くとも一沖を、二
種以上の場合は合計で２．０％以下において含有し、残
余は実質的にＦｅの組成にカリ、形成能に優わることを
Ｉ特徴とする非晶質合金である。

以下この発明の成分組成につき、上記の範囲に限定した
理由について説明する。

Ｂは１８％未満では、非晶η什が困１で、一方１７％よ
り多いと不経済に庁るので、１３〜１７％と１〜だ。

Ｓ　ｉ　ｋ：Ｊ：　５％未消／ことこの発明で所期した
効果が和られず、壕だ８％を超えると非晶質化しにくい
ので５〜８％とした。

次にＴｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍ□、ＴａおよびＷは、いずれも
形成症改善成分と１−て同効であり、その効果達成のた
めには、Ｔｉは０．１％以上、■は０．０５％以上、Ｎ
ｂ　ｉｌ、　ｏ、ｔ％以上、ＭＯは０．３％以上、Ｔａ
は２，０％以上そしてＷは０．３％以上の添加を必要と
するが、一方で、Ｔａ以外のＴｊ、、Ｖ、Ｎｂ、ＭＯお
よびＷはいずれも２％を超えて添加しても形成能の向上
は認められず、かえって磁気特性を損うきらいがあシ、
またＴａは添加ｑを増すにつれて板厚は増加する傾向に
はあるものの５％を超えて添加すると磁気特性が劣化す
るので、Ｔｉ　、　Ｖ　。

Ｎｂ　、　ＮｏおよびＷについては２％を、またＴａに
ついては５％をそれぞれ」−１恨としだ。

さらに、上記の形成症改善成分のうち二種以上を添加す
る場合、合計量が２．０％を超えるとやはり磁気特性の
劣化を招くので上限を２．０％とした。

なお上記の必須成分のをコか、溶製段階で不純物・が混
入する場合があるが、かような不純物の混入はできるだ
け低く抑えることが望しい。とくにＣけ、その混入を避
は雛いりれども、１％程度までなら許容できる。

第１図に、Ｆｅ７８Ｂ、Ｓｉ８の基本成分になる非晶質
合金素材に、’１４　、　Ｖ　、　Ｎｂ　ｌ　Ｎｏ　Ｉ
　ＴａおよびＷをそれぞれ０．０１〜６．０％の範囲で
添加した場合の、添加訊と板厚との関係について調べた
結果をまとめて示す。同図より明らかなように、この発
明の適正組成範囲を満足する場合、４０μｍ程度以上の
几１肉の急冷非晶質合金薄帯を得ることができた。

また（ＥＬら）１だ各薄帯の磁気特性についても調べた
結月１１．１．５Ｔを超える飽和磁束密度が得らｔ］て
いた。

次にこの発明の′ｉＫ：施例についてＢ、　’！＋４す
る。

実施例　１ （Ｆｅ７８Ｂ１４Ｓｊ−８）９８’シ、の組成式で表わ
さノ１、Ｍとしで−Ｆ表１に示したＴｊ−、Ｖ　、　Ｎ
ｂｆ：だはＮ。

をそｉ］それ配合した成分組成になる溶湯り、０．５　
ｍ、ｍ　Ｘ　１　（１ｍｍのスリットノズルから高速で
回転する冷却ロール上に射出［７て、急冷非晶質合金薄
帯を製造した。このときロール回転数を適切に選び　各
成分組成のものにつき畑篩板）ワおよび飽和磁束密ｌに
ついて調べ、その結果を表１に示した。

葦だ上記の形成能改善成分を含まない従来例についても
同様の実験を行い、その成績を表１にｇ１記した。また
非晶質であることは、Ｘ線回折により僅、認した。

表１ 形成能改菅成分を含まない従来例は、８２μｍ程度の板
厚のものしか得られなかったのに対し、この発明の成分
組成範囲を満足する場合は、板厚が４０μｍ以上とくに
Ｖを添加したものは板厚６１μｍと従来のものに比べて
ほぼ２倍の九ノみの急冷非晶質合金薄帯が得られた。

実施例　２ （Ｆｅ７８　Ｂ１８５ｉ１１　ＣＩ　）１００−　Ｘ　
ＴａＸの成分組成になり、Ｔａを０．０１３〜５．８１
％まで変化させた各溶湯を、０．５　ｍｍ×１０ｍｍの
スリットノズルから高速で回転する冷却ロール上に射出
［７て、急冷非晶質合金薄帯を創造した。このとき板厚
が最高となる射Ｌ１“ｊ　ｌＴＦ力と回転数を適宜に選
んで、数チャージ生成した非晶ｐ【合金の丁ガ１板厚を
測定した。得られた結果を、飽和磁束密度と共に表２Ｖ
Ｌ示す。

′またＴａを含有しない従来例についても同様の実験を
行い、その成績を表２にｇ１配した。

なお、上相！した組成式中Ｃは不可避雷入不紹（物であ
る。

表２ Ｔａの含有ｈ１が２％以上になると飽和磁束密Ｅｌ　（
Ｔ）は幾分低下するものの、４０μｍ以上の板〜の急冷
非晶質合金薄帯が得られた。

以上述べたようにこの発明によれば、彷来に比べほぼ２
倍にも達する板厚の急冷非晶質合金薄帯を容易にイ■る
ことかでき、従ってとくにトランス組立で時の巻工数や
私工数の大幅な低減が達成でき、作業６ｔｒ率の向上に
役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は（Ｆｅ７８Ｂ１４Ｓｉ８　）１００−Ｘ’Ｘの
組成になる非晶質合金における、添加元素Ｍの添加早と
板厚との関係を示［１，たグラフである。 特許出願人　　川崎製鉄林式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　Ｂ　：　１．８〜１７原子チ、Ｓｉ：５〜８原
   子チを含み、かツ０．１〜２．０　原子％（ＤＴ土、０
   ．０５〜２．ＯＪｊｉ子％　のＶ、０．１−２．０原子
   饅のＮｂ。 （１，８〜２．０１ｊ子チのＮｏ　、　２．０〜５．０
   原子チのＴａおよび０．８〜２．０原子チのＷのうち少
   くとも一種を、二練具」二の場合は金言１で２．０原子
   チ以下において含有し７、残余は実質的にＦｅの組成に
   々す、急冷薄帯形成能に優れることを特徴とする非晶質
   合金。