JPS6025217B2 - 超急冷金属薄帯の製造方法 - Google Patents
超急冷金属薄帯の製造方法Info
- Publication number
- JPS6025217B2 JPS6025217B2 JP12678882A JP12678882A JPS6025217B2 JP S6025217 B2 JPS6025217 B2 JP S6025217B2 JP 12678882 A JP12678882 A JP 12678882A JP 12678882 A JP12678882 A JP 12678882A JP S6025217 B2 JPS6025217 B2 JP S6025217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- ribbon
- roll
- dry ice
- cooling rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/068—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属合金の溶湯を急冷して直接テープ状連続凝
固体（以下薄帯という）を安定に製造する方法に関する
ものである。
固体（以下薄帯という）を安定に製造する方法に関する
ものである。
近年、金属合金を溶融状態から回転移動する冷却基板上
で急冷凝固させることによってリボン状あるいは線状の
連続体を製造する方法が盛んに研究され、一部ですでに
実用化されている。
で急冷凝固させることによってリボン状あるいは線状の
連続体を製造する方法が盛んに研究され、一部ですでに
実用化されている。
この方法の特徴は、製造方式がきわめて簡単で、省エネ
ルギー的である点であるが、さらに冷却速度がきわめて
はやいので、合金の組成を適当に選ぶと、原子配列が液
体のそれに似た長周期構造をもたない所謂：非晶質体（
アモルファス）となることである。この非晶質体は結晶
質材料では見られない数々の特異な性質をもつことで応
用上も注目されている。また非晶質ではないが、加工性
が悪いため、従来利用が不可能ないし制限されていた材
料、たとえば高けし、素鋼などが直接薄帯として製造で
きるため、結晶質材料の新しい製造方法としても注目さ
れている。なかでも非晶質合金はすぐれた機能的性質に
よって実用化が始つているが、問題もある。
ルギー的である点であるが、さらに冷却速度がきわめて
はやいので、合金の組成を適当に選ぶと、原子配列が液
体のそれに似た長周期構造をもたない所謂：非晶質体（
アモルファス）となることである。この非晶質体は結晶
質材料では見られない数々の特異な性質をもつことで応
用上も注目されている。また非晶質ではないが、加工性
が悪いため、従来利用が不可能ないし制限されていた材
料、たとえば高けし、素鋼などが直接薄帯として製造で
きるため、結晶質材料の新しい製造方法としても注目さ
れている。なかでも非晶質合金はすぐれた機能的性質に
よって実用化が始つているが、問題もある。
非晶質合金の構造は、結晶質と違い非平衡相であるため
、特性は材料の履歴に依存することである。すなわち製
造条件に影響を受けやすい。なかでも冷却速度は非晶質
材料の特性に影響をおよぼす重要な因子である。一般に
合金は組成に応じて、非晶質化に必要な冷却速度（臨界
冷却速度）を有しており、完全な非晶質を得るためには
材料の各部分とも、臨界冷却速度を超える速度で冷却さ
れる必要がある。臨界冷却速度を下回る速度で冷却され
た部分は結晶化して特性を劣化させる原因となる。した
がって合金溶湯をその合金の臨界冷却速度近傍の速度で
冷却すると、冷却速度の変動によって、得られた薄帯の
特性も大きく変動することになる。例えば磁気特性の変
動は冷却速度の変動によく対応することが知られている
。このような理由で、一様な特性の薄帯を製造するため
には、薄帯の長手方向、中方向のいずれに対しても冷却
速度の変動が少なく、かついずれの部分も臨界冷却速度
を超える冷却速度で冷却される必要がある。
、特性は材料の履歴に依存することである。すなわち製
造条件に影響を受けやすい。なかでも冷却速度は非晶質
材料の特性に影響をおよぼす重要な因子である。一般に
合金は組成に応じて、非晶質化に必要な冷却速度（臨界
冷却速度）を有しており、完全な非晶質を得るためには
材料の各部分とも、臨界冷却速度を超える速度で冷却さ
れる必要がある。臨界冷却速度を下回る速度で冷却され
た部分は結晶化して特性を劣化させる原因となる。した
がって合金溶湯をその合金の臨界冷却速度近傍の速度で
冷却すると、冷却速度の変動によって、得られた薄帯の
特性も大きく変動することになる。例えば磁気特性の変
動は冷却速度の変動によく対応することが知られている
。このような理由で、一様な特性の薄帯を製造するため
には、薄帯の長手方向、中方向のいずれに対しても冷却
速度の変動が少なく、かついずれの部分も臨界冷却速度
を超える冷却速度で冷却される必要がある。
今日、溶融金属を冷却基板上で冷却して薄帯を製造する
方法として工業的に主流を占めるのは単ロールであるが
、この方法の場合溶融金属は片面だけから冷却されるの
で、原理的に双ロール法に比べて冷却能が劣る欠点があ
る。
方法として工業的に主流を占めるのは単ロールであるが
、この方法の場合溶融金属は片面だけから冷却されるの
で、原理的に双ロール法に比べて冷却能が劣る欠点があ
る。
すなわち、薄帯の自由面（ロールに接触する面と反対側
の面）側の冷却速度が遅いため、ロールの温度が上昇し
て冷却能が低下すると最初に自由両側が臨界冷却速度を
下回り、結晶化が起る。また局部的に板厚の厚い部分が
ある場合にも同様の現象が起る。さらに自由面側は冷却
速度が低下したとき結晶化が起りやすいだけでなく、表
面酸化をともなって特性を劣化させることがある。たと
えば、Ｆｅ基の磁性合金Ｆｅ−（Ｓｉ，Ｂ，Ｃ）の場合
、原料に酸化しやすいＡＩなどが不純物として混入して
いると、自由面に酸化層を形成して磁気特性を劣化させ
ると云われている。単ロール法に付随する、自由面の冷
却不足を補うため、従来いくつかの提案がなされている
。
の面）側の冷却速度が遅いため、ロールの温度が上昇し
て冷却能が低下すると最初に自由両側が臨界冷却速度を
下回り、結晶化が起る。また局部的に板厚の厚い部分が
ある場合にも同様の現象が起る。さらに自由面側は冷却
速度が低下したとき結晶化が起りやすいだけでなく、表
面酸化をともなって特性を劣化させることがある。たと
えば、Ｆｅ基の磁性合金Ｆｅ−（Ｓｉ，Ｂ，Ｃ）の場合
、原料に酸化しやすいＡＩなどが不純物として混入して
いると、自由面に酸化層を形成して磁気特性を劣化させ
ると云われている。単ロール法に付随する、自由面の冷
却不足を補うため、従来いくつかの提案がなされている
。
例えば特関昭５５−３斑１６号公報に示される副ロール
を薄帯の自由面に接触させる方法あるいは特開昭５４−
１４７１０５号公報に示されているように自由面に金属
製ベルトを押し付ける方法などが代表的な方法である。
しかし副ロールを接触させる方法は薄帯との接触時間が
短かいため、実際には冷却館の向上にあまり寄与しない
こと、ベルト法は主ロールに同期させて金属製ベルトを
高速で走らせることが技術的に困難なことなどいずれも
欠点がある。本発明は、単。
を薄帯の自由面に接触させる方法あるいは特開昭５４−
１４７１０５号公報に示されているように自由面に金属
製ベルトを押し付ける方法などが代表的な方法である。
しかし副ロールを接触させる方法は薄帯との接触時間が
短かいため、実際には冷却館の向上にあまり寄与しない
こと、ベルト法は主ロールに同期させて金属製ベルトを
高速で走らせることが技術的に困難なことなどいずれも
欠点がある。本発明は、単。
ール法に付随する、自由面の冷却不足を、従来の方法と
は全く異なる手段によって解消しようとするものである
。すなわち、本発明は冷却中の薄帯が冷却体から剥離す
る前に、該薄帯の自由面にドライアイスを押し付けて、
冷却効果を高めると同時に酸化を防ぐことにより、表面
性状や磁性などの特性がすぐれて安定な材料を製造する
ことを可能にするものである。
は全く異なる手段によって解消しようとするものである
。すなわち、本発明は冷却中の薄帯が冷却体から剥離す
る前に、該薄帯の自由面にドライアイスを押し付けて、
冷却効果を高めると同時に酸化を防ぐことにより、表面
性状や磁性などの特性がすぐれて安定な材料を製造する
ことを可能にするものである。
先に述べた従釆の方法（補助ロールやベルトを押し付け
る方法）に比べて本発明のすぐれている点は、冷却媒体
の抜熱効果が大きいことである。
る方法）に比べて本発明のすぐれている点は、冷却媒体
の抜熱効果が大きいことである。
固体ではあるが容易にロール面に密着した薄帯の曲率に
合せて接触面を成形できるので、接触面を大きくとるこ
とができることである。またドライアイスは硬度が適当
で、なめらかなので薄帯を陽付けることがない点、合金
と反応しない点などが実用上有利点である。次に本発明
の方法を具体的に図によって説明する。
合せて接触面を成形できるので、接触面を大きくとるこ
とができることである。またドライアイスは硬度が適当
で、なめらかなので薄帯を陽付けることがない点、合金
と反応しない点などが実用上有利点である。次に本発明
の方法を具体的に図によって説明する。
第１図は本発明の薄帯製造装置の概念図を示す。本発明
の装置は単ロール法を基本にしているが、遠心急冷法に
も応用することも可能である。まず噴出された合金溶湯
は冷却ロール１で固化され薄帯として引き出される。薄
帯の中が広くなると一般に薄帯はロールの表面に張り付
く額向がある。このため薄帯を回収するために剥離装置
２が図のような位置に設置される。ドライアイス３を押
し付ける位置は当然の事ながら溶湯が噴出される位置４
と薄帯が剥離する位置の間であるが、最適な位置は薄帯
の中、ロール蓬などによって変えるべきである。その理
由は噴出部に近づき過ぎると薄帯の形状や表面性状に悪
影響を与えること、離れ過ぎると冷却効果が小さくなる
ほか、ロールと薄帯との密着性が悪くなるため、押し付
け部を薄帯が通過し‘こくくなるからである。具体的な
ドライアイス押し付け部の位置は、ノズル直下の位置か
ら測つて１伽から２０肌の間にするのが効果的である。
薄帯から奪った熱で気化したＣ０２ガスを放散を容易に
して、薄帯とドライアイスの熱接触をよくするために、
ドライアイス３に第２図のような通気孔５を設けると効
果はさらに向上した。
の装置は単ロール法を基本にしているが、遠心急冷法に
も応用することも可能である。まず噴出された合金溶湯
は冷却ロール１で固化され薄帯として引き出される。薄
帯の中が広くなると一般に薄帯はロールの表面に張り付
く額向がある。このため薄帯を回収するために剥離装置
２が図のような位置に設置される。ドライアイス３を押
し付ける位置は当然の事ながら溶湯が噴出される位置４
と薄帯が剥離する位置の間であるが、最適な位置は薄帯
の中、ロール蓬などによって変えるべきである。その理
由は噴出部に近づき過ぎると薄帯の形状や表面性状に悪
影響を与えること、離れ過ぎると冷却効果が小さくなる
ほか、ロールと薄帯との密着性が悪くなるため、押し付
け部を薄帯が通過し‘こくくなるからである。具体的な
ドライアイス押し付け部の位置は、ノズル直下の位置か
ら測つて１伽から２０肌の間にするのが効果的である。
薄帯から奪った熱で気化したＣ０２ガスを放散を容易に
して、薄帯とドライアイスの熱接触をよくするために、
ドライアイス３に第２図のような通気孔５を設けると効
果はさらに向上した。
本発明の方法を採用することによって、冷却能が向上し
、板厚が従来より厚い薄帯の製造が可能になった。
、板厚が従来より厚い薄帯の製造が可能になった。
厚い材料は鉄心の占簿率を高め、組立て工程の時間の短
縮を可能にするなど実用上の利点はきわめて大きい。以
下実施例にもとづいて説明する。
縮を可能にするなど実用上の利点はきわめて大きい。以
下実施例にもとづいて説明する。
実施例
冷却ロールはＣｕ−Ｂｅ合金製で直径６０Ｑ舷，中７０
肌の水冷ロールがある。
肌の水冷ロールがある。
冷却水はロール外周面より２ｗ肋内部を流れる構造にな
っている。ドライアイスは前もって、薄帯に接触させる
面をロール面の曲率に合せて成形しておく。本実施例で
はドライアイスは、薄帯に接触させる面が１辺５仇帆の
角形のものを３ケ用意し、ロールの周万向に、ノズル直
下から測って３伽から２瓜桝の位置に並べて配置した。
ドライアイスは溶湯の噴出後１秒後に薄帯の表面に接触
させ一定の圧力で押し付けるように制御されている。前
もって成分調整された母合金 Ｆｅ胸５Ｓｉ６．５Ｂ，２Ｃ，（ａｔ％）を、本装置を
用いて中５仇舷の薄帯に鋳造した。
っている。ドライアイスは前もって、薄帯に接触させる
面をロール面の曲率に合せて成形しておく。本実施例で
はドライアイスは、薄帯に接触させる面が１辺５仇帆の
角形のものを３ケ用意し、ロールの周万向に、ノズル直
下から測って３伽から２瓜桝の位置に並べて配置した。
ドライアイスは溶湯の噴出後１秒後に薄帯の表面に接触
させ一定の圧力で押し付けるように制御されている。前
もって成分調整された母合金 Ｆｅ胸５Ｓｉ６．５Ｂ，２Ｃ，（ａｔ％）を、本装置を
用いて中５仇舷の薄帯に鋳造した。
また比較のために、ドライアイスによる冷却をしない鋳
造も行なった。薄帯の板厚と磁気特性（Ｗ，．３／５ｏ
：５０ＨＺで磁束密度が１．のｅｓｌａにおける鉄損）
との関係を第３図に示した。本発明の方法に従えば板厚
が４５ｒ肌までＷ，．３／５。が０．１５ｗａ比／ｋｇ
以下のすぐれた特性を示している。一方ドライアイスに
よる薄帯冷却をしない場合は第３図の比較例が示すよう
に板厚が３０仏のを超えると鉄損の増加が顕著になるこ
とが分る。これは本発明の方法がアモルファス状態で得
られる薄帯の板厚を厚くするためにきわめて有力な方法
であることを示している。
造も行なった。薄帯の板厚と磁気特性（Ｗ，．３／５ｏ
：５０ＨＺで磁束密度が１．のｅｓｌａにおける鉄損）
との関係を第３図に示した。本発明の方法に従えば板厚
が４５ｒ肌までＷ，．３／５。が０．１５ｗａ比／ｋｇ
以下のすぐれた特性を示している。一方ドライアイスに
よる薄帯冷却をしない場合は第３図の比較例が示すよう
に板厚が３０仏のを超えると鉄損の増加が顕著になるこ
とが分る。これは本発明の方法がアモルファス状態で得
られる薄帯の板厚を厚くするためにきわめて有力な方法
であることを示している。
第１図は本発明の実例を示す説明図、第２図は本発明に
使用するドライアイスの実例を示す説明図、第３図は本
発明と比較例の板厚と鉄損の関係を示す図である。 多／図 壕２図 第３図
使用するドライアイスの実例を示す説明図、第３図は本
発明と比較例の板厚と鉄損の関係を示す図である。 多／図 壕２図 第３図
Claims (1)
- １ 金属合金の溶湯を回転する冷却体の外周表面に噴出
して急冷し、連続的に薄帯を製造する方法において、冷
却中の薄帯が冷却体から剥離する前に、該薄帯の自由面
（冷却体に接触面と反対の面）にドライアイスを押し付
けて冷却効果の向上と酸化の防止をはかることを特徴と
する、材質がすぐれかつ安定な超急冷金属薄帯の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12678882A JPS6025217B2 (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 超急冷金属薄帯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12678882A JPS6025217B2 (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 超急冷金属薄帯の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5919058A JPS5919058A (ja) | 1984-01-31 |
| JPS6025217B2 true JPS6025217B2 (ja) | 1985-06-17 |
Family
ID=14943949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12678882A Expired JPS6025217B2 (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 超急冷金属薄帯の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6025217B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101440603B1 (ko) * | 2012-08-06 | 2014-11-04 | 주식회사 포스코 | 비정질 리본 주조 분위기 형성 장치 |
-
1982
- 1982-07-22 JP JP12678882A patent/JPS6025217B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5919058A (ja) | 1984-01-31 |
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