JPS63220984A - 非晶質合金薄帯積層板 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、非晶質合金薄体積層板に関し、とくに非晶
質合金薄帯のもつ種々の特性を劣化させることなしにそ
の有利なＷ１層化を図ろうとするものである。

（従来の技術） 特定組成の溶融合金を、急冷法たとえば単ロール法によ
って１０５〜ｂ 凝固させると、厚み２０〜５０μｌ程度の非晶質合金薄
帯が得られる。かような非晶質合金は、機械的性質はも
とより物理的性質にも優れているものが多いことから、
近年、その利用がさかんに検討されている。

たとえばＦｅ−Ｂ−８ｉ系やｃｏ−Ｆｅ−３−３ｉ系の
非晶質合金薄帯（以下リボンという）は、軟磁性に優れ
、殊にＦｅ−Ｂ−８ｉ系は比較的高い飽和磁束密度と商
用周波数域で極めて低い鉄損とを有することから、トラ
ンスやモーターの鉄心材料として現在用いられているけ
い素鋼板の有力な代替材料として注目されている。

かかるリボンは、従来、接着することなく単板のままで
、巻きコアや相みコアを作り、変圧器を組み上げるのを
常としていたが、一般的に云えば、リボン厚は従来使用
してきた【プい素鋼板などに比較して薄いため、積層加
工に要する工数が多くなる欠点があった。

そこで複数枚のリボンを貼り合わＵることにより、積層
工数の削減と同時にリボン間の絶縁抵抗を向上させる工
夫が提案されてきた。

たとえば特開昭５８−１７５６５４号公報や国際出願公
開ＷＯ３６／　０５３１４号公報では、耐熱性接着剤に
よリリボンを接着し、積層することによって、ｌｉｆ＆
＠中焼鈍過程での接着層の消失を抑える手段を提案して
いる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記の手段では、積層工数の削減等の利点
は有するものの、高価格の接着剤材料費や、塗布・乾燥
・接着等の余分なプロセスが必要なことから製造コスト
を押し上げる欠点があった。

殊に非晶質合金薄帯は極めて薄いため、比表面積が大き
いから、上記欠点の解決が望まれていた。

接着剤等の副原料を使用しない方法として温間圧接を利
用するものもあるが、この方法では積層体が極めて脆く
なるという問題があった。

この発明の目的は、上記した従来技術における諸問題を
解決するもので、まずこの発明においては、コストアッ
プの原因となる接着剤を使用しないことを基本どした。

またリボン全体を加熱することはリボン脆化をもたらす
ので、ｖｌ施工の前提で、種々の薄板接合技術について
検討した。この発明は、かかる研究の末に開発されたも
のである。

（問題点を解決するだめの手段〉 まずこの発明の解明経緯について説明する。

通常非晶質合金を溶接することは高温下にざらされるの
で、非晶質状態を維持できないと考えられてきた。した
がって超音波接合のような極めて特殊で、速度の遅い溶
接手段のみがリボンの接合法とじて提案されてきた。

すなわち超音波接合は微視的にはＪ！！擦溶接であるか
ら、温度上昇も局部的、限定的であり、リボンを非晶質
状態のままで接合できる。しかしながらこの方法には、
高速溶接を確保できないという欠点がある。

ところで点溶接やシーム溶接は、薄鋼板の接合法として
は極めて一般的な方法であるが、部分的とはいえ瞬間的
に′Ｂ温になるため、リボン同志の接合に用いられたこ
とはない。なおろう接のように最終的には溶融拡散させ
てしまい、非晶質状態の維持を考慮する必要のない用途
においては、結晶質金属基板への仮止めを目的として点
溶接が使われたことはある。

このようにこれまでは、磁気特性のような非晶質状態に
極めて敏感な特性の利用を目的とする場合は勿論のこと
、ただ単にリボンをブロック化する目的にも点溶接やシ
ーム溶接が使われたことはない。しかしながら点溶接や
シーム溶接は空部施工が可能なこと、また工業的な接合
速度を容易に確保できること等の利点を有することから
、これらの技術を利用できれば極めて有利と考えられる
わけである。

そこで発明者らはこれらの技術を非晶質合金薄帯の接合
に試用し、種々検討したところ、これまでの予想に反し
て、磁性の劣化なしに接合積層の可能な条件が広い領域
にわたって存在することが見出されたのである。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、複数枚の非晶質合金薄帯を点溶接
またはシーム溶接により接合してなる非晶質合金薄帯Ｗ
４層板である。

以下この発明を具体的に説明する。

まずこの発明の基礎となった実験結果について説明する
。

Ｆ　ｅ７６　Ｂｌｌ　Ｓ　’１０　ｃｍの組成（原子比
率）になる合金溶湯から、単ロール法により、幅：５０
ｍｍ、板厚：２４μｌのリボンを作製した。

このリボンに、２００　ｅの磁場印加の下に３８０℃で
１時間の磁場焼鈍を施したところ、鉄＠Ｗ□８１５゜は
０．１１　Ｗ／ｋｇであった。

次に鋳造したままのリボンを第１図に示したパターンで
点溶接（加圧カニ４ｋｇ、溶接出カニ３ＷＳ）したとこ
ろ、溶接点部分に孔が開くこともなく、２枚のリボンを
良好に接合することができ、１枚の積層板として取扱う
ことができた。次いで単板のリボンと同様に、２０Ｑｅ
の磁場下で３８０℃、１時間の焼鈍を施し、そのまま冷
却したところ、鉄損Ｗｒｓ１５ｏはｏ、ｉｉ　Ｗ／ｋｇ
であり、接合前ト同シであった。

さらに３枚の鋳造したままのリボンを用いて、第１図の
パターンで点溶接（加圧力６ｋｇ、溶接出力５ＷＳ）し
たところ、やはり溶接点部分が開孔することなしに、３
枚のリボンを接合することができ、１枚の積層板として
取扱え、平均板厚は７２μｍであった。次いで、２００
　ｅの磁場下で３８０℃、１時間の焼鈍を施し、そのま
ま冷却したところ、鉄損Ｗ□３７５ｏは０．１３　Ｗ／
ｋｇであった。これは単板リボンの鉄損より若干増加し
ているが、３枚のリボンを接合することなく、単に重ね
て測定した場合の鉄損と同一であった。

また２枚の鋳造したままのリボンを用いて、第２図に示
すパターンでシーム溶接（加圧力１５ｋｇ、連続通電）
したところ、溶接部分が開孔することなしに、２枚のリ
ボンを接合でき、１枚のｇＩ層板としで取扱うことがで
きた。次いで前記と同様の磁場焼鈍を施したところ、鉄
損Ｗ１３／ｉｏは０．１２　Ｗ／に８であった。

以上の実験データからも明らかなように、この発明に従
う点溶接もしくはシーム溶接によって複数枚の非晶質合
金薄帯をほとんど磁性の劣化なしに積層接合することが
できたのである。

以上、磁気的用途への応用を考えた実験のみを述べでき
たが、この発明により非晶質合金薄帯の積層厚板化は他
の用途においても極めて有利に適用することができる。

例えば、ろう接材料として非晶質合金を用いる場合、単
板のリボンでは所要量の確保が困難なため、複数枚重ね
て使用しなければならないことがしばしばある。その際
リボン間のずれが生じないように並べねばならないので
、細心の注意を払う必要があった。また接着剤による積
層リボンの場合には、熱処理時に、熱分゛解ガスの発生
があり、接合強度を顕著に損なうことは容易に理解でき
ることである。

これに対し、この′発明で提案する点溶接、シーム溶接
の場合には、接着剤のような異物の共存がないので、高
温熱処理時においても揮発ガス等の発生がないから、溶
接本来の接合強度に到達できることになる。

また複合材料内の補強材としてリボンを使用する場合に
おいても、所要強度を確保するために必要な積層回数を
低減できる利点がある。

（実施例） 実施例１ ｐｅ７９ｓ１２ｓｒ８ｃ、　ノ組ａ　（Ｉｌ子比率）　
ニする合金溶湯を、スリット状ノズルから高速で回転す
る単ロール直上に射出して、幅：５０ｎ、厚み２１μｍ
のリボンを作製した。次いで第１図に示したパターンで
２枚のリボンを点溶接した。点溶接時の加圧力は６ｋｇ
、溶接出力は３Ｗ−８としたところ、孔のあくこともな
く接合できた。

このＮＲリボンを２０Ｑ　ｅの磁場下で３７０℃、２時
間焼鈍し、そのまま冷却したところ、鉄損Ｗ１８１５゜
は０，１０　Ｗ／ｋｇであり、また焼鈍後も接合部分が
はく離することはなかった。

実施例２ Ｆｅ７８Ｂ、。５ｉ１２の組成になる合金溶湯を、スリ
ット状ノズルから高速で回転する単ロール直上に射出し
て、幅：　５０ｎ　、厚み：１９μｍのリボンを作製し
た。次いで第１図に示したパータンで３枚のリボンを点
溶接した。点溶接時の加圧力を６誌、溶接出力５Ｗ−８
としたところ、溶接点部分に孔のあくこともなく接合す
ることができた。この積層リボンを２０Ｑ　ｃの磁場下
で３８０°℃、１時間焼鈍したが、鉄損Ｗ１３１５０は
Ｏ，ｉｉ　Ｗ／ｋｇであり、焼鈍後も接合部分がはく離
することはなかった。

実施例３ 点溶接時の加圧力を６　ｋｇ、溶接出力を１０Ｗ　−３
とする他は実施例１と同様に処理した。溶接点の約半数
に小さな孔があいたが、接合できた。鉄損Ｗ□３７．。

はｏ、１１　Ｗ／ｋｇであり、また焼鈍後も接合点のは
く離は生じなかった。

実施例４ Ｎ；□５Ｃｒ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂ３の組成（重量比率）に
なる合金溶湯を、スリット状ノズルから高速で回転する
銅合金製冷却ロールの直上に射出して、幅：５０１１厚
み４５μｍのリボンを作製した。

次いで第２図に示したパターンで２枚のリボンをシーム
溶接した。シーム溶接時の加圧力は２（１＋３で、連続
通電で溶接した。

これにより１枚の積層板としてせん断加工等に耐えるこ
とができた。したがってステンレス鋼やＮｉ基合金のろ
う援用材料としてＪＩＳＭ格ＢＮｉ−ＩＡ相当品になっ
た。

比較例１ 実施例２のＦｅ７８Ｂ１ｏＳｉ０２リボンを接合するこ
となく　２０００の磁場下で３８０℃、１時間焼鈍した
ところ・単板の鉄損Ｗ１：Ｊｒｒｏ　’よ０・０９Ｗ／
ｂであり、３枚重ね測定のＷ工、７．。は０，１０　Ｗ
／ｋｇであった。

（発明の効果） 以上述べたようにこの発明によれば、複数枚の非晶質合
金薄帯を、その特性劣化を伴うことなしに、容易かつ迅
速に積層接合することができ、従ってたとえば電カドラ
ンスなどの鉄心組立て加工における工数削減に極めて有
利に適用することができる。

また磁気的用途に限らず、非晶質合金薄帯の厚板化で利
用範囲の拡大できる分野にはこの発明を有利に適用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明における点溶接パターンの一例を示
す図、 第２図は、この発明におけるシーム溶接パターンの一例
を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数枚の非晶質合金薄帯を点溶接またはシーム溶接
   により接合してなる非晶質合金薄帯積層板。 ２、非晶質合金薄帯が、磁性合金である特許請求の範囲
   第１項記載の積層板。