JPS6096349A - 金属細線の連続製造方法及び装置 - 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】 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５６−１
６５０１６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ェットとし
て噴出し、これを急速凝固させて金属細線を製造するも
のであって、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６ノＦ究を
続けてきたが、ここにきて大きな障壁にぶつかったので
ある。それはこれらの回転液中紡糸法がハツチ方式であ
ることにある。すなわちこれらの方法を説明すると５回
転する円筒状ト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、ジェッ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ら、遠心力により前記円筒状ドラノ
・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−例を第１図によってさらに詳細に説明すると１回
転７ｆシ中紡糸法によって金属細線を製造する手順は、
まずあらかし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を付設した溶融が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　（以下トラムと略記する）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
部の所定位置にセントする。しかる後に、溶融炉２に導
通ずる管７より所定の圧力で不活性ガスを導入し、′／
ｇ融金属３に圧力をかけ、前記ノズル４からジェン］・
８として噴出させる。ジェット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。

ｌ・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ＩＳラム５の内周の幅方向にトラバース１
０させる。最初に仕込んだ母合金が全部噴出され終わっ
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＝５− である。かかる手順を１サイクルとするハツチ方式の製
造装置が回転液中紡糸法の従来の製造装置であった。し
たがっ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バッ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った。

本発明者等は従来の製造装置の障害を克服し。

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．第３図によって詳
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１１．１１’のそれぞれの
一端部は、以後に液深２０ｍｍを得るための液溝６一 側壁１２．１２’となすために全周にわたり肉厚端部１
３．１３’　となしており１両Ｆ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”ヘアリングＢ等により同時回転可
能に直列に連設させである。１５はエンドレス平ヘルド
で、該ヘル１〜１５は幅５０ｍｍで前記液溝側壁１２．
１２’間、即ち通糸間隔３０ｍｍを覆う幅としであるの
で。

第３図（本発明装置の概略側面図）に示ずごとく駆動プ
ーリ１６ならびにターンプーリ１７．１８．１９によっ
て通糸間隔周の大部分に密接させて、ヘルド走行速度６
００　ｍ／　ｍｉｎにて両ドラム１１．１１°を回転さ
せるとともに液溝２０の溝底の役目をさせる。

２１は回転中のヘルド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、
核部２］から５℃の冷却水を連続約６こ供給し１両ドラ
ムＬＬ　１１′の回転による遠心力によって液溝２０中
に安定した冷却液体層を形成し、該冷却水はヘル目５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
って冷却器２５を経て再び５°Ｃに調整して液体注入部
２１に供給される。

ヘルド１５によって両ドラム１１．１．１”を回転させ
。

冷却水を液溝２０に供給した後５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☆１１．１には孔径０．１５ｍｍ
φのノズル２８がイマ１設されており、Ｆｅ７５原子％
、　５ｉｌｏ原子％、１３１５原子％の組成からなる原
料合金は供給パイプ２９を通し、溶融炉２６中にアルゴ
ン雰囲気中で供給し、１３００°Ｃ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２
８からアルゴンガスによって４　、５ｋｇ／　ｃ＋ａの
圧力をかけて液溝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２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にて連続巻取を行った。

得られた５００００ｍの連続金属細線は、直ｉ条０．１
５ｍｍφでその断面はほぼ真円であり、引張破断強さ３
５５ｋｇ／　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１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１日本
金属学会会報１５巻第３号、　１９７６年１５１〜２０
６頁や、［金属Ｊ　１９７１年１２月　田号、７３〜７
８頁等の文献や特開昭４９−９１０１４月、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９− ５１−４０１８号、特開昭５１−４０１９号、特開昭５
１−６５０１２号、特開昭５１−７３９２３号、特開昭
４５１−７８７０５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、Ｐｅ
−５ｉ−Ｂ系、　Ｆｅ−Ｐ−Ｃ系、　Ｆｅ−Ｐ−Ｂ系Ｃ
ｏ−３ｉ−Ｂ系、Ｎｉ−３ｉ−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１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＠第３号、　１９８０年２４
５〜２５４頁、ｒＴＲＡＮｓＡｃＴＯＮｓ　ＯＦ　Ｔ）
ＩＥ　ＪＡＰＡＮＩＮＳＴＩＴＵＴ［！ＯＦ　ＭＥＭＡ
ＬＳ　ＪνＯＬ　２ＯＮａ　８　Ａｕｇｕｓｔ　１９７
９４６８〜４７１頁９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１０− 金、　Ｐｅ−ＡＩ−Ｃ系合金や２日本金属学会状期大会
一般講演概要集（１９８１年１１月）４２３〜４２５頁
に記載のＭｎ−ＡＩ−Ｃ系合金、　ｒｅ−Ｍｎ−ＡＩ−
Ｃ系合金等かあげられる。

【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′・・・円筒状トラム、　１２．１２’・・
・液溝側壁。 １３、１３’・・・肉厚端部、　１４．１４’・・・軸
受、１５・・・エンドレス乎ヘルド、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、３
３・・・巻取機。 特許出廓人　ユニ子力株式会社 ８３１ 竿２因

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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肉厚端部よりなり１
   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乎ベルトを駆
   動プーリを含む複数個のブーりによって間隔部の大部分
   に密着させてドラムを回転せしめ、該間隔にヘルドを密
   接させてヘルドが溝底となっ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. （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対設させて同時回
   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乎ヘルドを、駆動
   プーリを含む複数個のブーりによって間隔部の大部分に
   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−りによっ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る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２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。