JPS6340624B2 - - Google Patents
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- JPS6340624B2 JPS6340624B2 JP59033335A JP3333584A JPS6340624B2 JP S6340624 B2 JPS6340624 B2 JP S6340624B2 JP 59033335 A JP59033335 A JP 59033335A JP 3333584 A JP3333584 A JP 3333584A JP S6340624 B2 JPS6340624 B2 JP S6340624B2
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- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1205—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving particular fabrication steps or treatments of ingots or slabs
- C21D8/1211—Rapid solidification; Thin strip casting
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
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- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は移動する冷却基板の表面で溶融状態に
ある金属（合金）を急冷凝固する方法によつてつ
くられる板厚の大きなFe基非晶質合金薄帯に関
するものである。 （従来技術） 金属（合金）を溶融状態から急冷して連続的に
薄帯をつくる方法として基本的なものに遠心急冷
法、単ロール法で代表される溶融紡糸法がある。
この方法は回転する金属製ドラムの内周面又は外
周面に溶融金属のジエツトを噴出して急冷凝固さ
せ、一気に金属の薄帯や線をつくるものである。
この方法によれば冷却速度がきわめてはやいの
で、合金組成を適正に選ぶならば液体金属に類似
した構造をもつ非晶質金属（合金）を得ることが
できる。 非晶質金属（合金）は特異な性質によつて実用
的に注目されている金属材料であるが、冷却速度
に関する制約から薄い板厚の材料しか製造できな
い点が応用範囲を制限していた。 一般に非晶質合金の最大板厚は合金組成と装置
の冷却能に依存する。非晶質化可能な板厚の組成
依存性は実用的に重要な鉄基合金を中心に調べら
れており、Hagiwaraらの報告Sci.Rep、Res.
Inst.Tohoku Univ.A−29（1981）、351によれば
鉄基半金属系合金で最も非晶質化しやすいのは
Fe−Si−ＢおよびFe−Ｐ−Ｃ系合金で、最大板
厚はFe−Si−Ｂの場合Fe75Si10B15の250μｍと報
告されている。 しかしながらこの方法は厚い板厚の試料を得る
ために冷却基板（ロール）の回転に急ブレーキを
かけることによつて、回転速度を落とすという特
別の手段を講じており、はじめに設定した一定条
件では厚い非晶質材料が得られず、このような非
定常状態でのみ厚手の非晶質薄帯が得られること
も明らかにしている。したがつてHagiwaraらの
方法によつて得られる材料は工業的に利用可能な
材料ではないことは明らかである。しかも、この
報告にある最大板厚250μｍという値については
異論が唱えられている。すなわちLuborskyらの
報告IEEE Trans.Magnetics、MAG−18（1982）
1385によればFe−Si−Ｂ合金で実質的に完全な
非晶質状態で得られる最大板厚はFe74Si10B16の
42μｍで、これ以上板厚が大きくなると微細結晶
の形成によると考えられる保磁力の増加が認めら
れると述べている。Luborskyらはまた
Hagiwaraらとの結果の食い違いについて、
Hagiwaraらが非晶質化の判定に光学顕微鏡（倍
率100倍）を用いたことを挙げ、光学顕微鏡で検
出できない程度の微量の結晶でも、磁性などの特
性を劣化させると指摘している。 Luborskyらの説が正しいとするならば、
Hagiwaraらの報告にある250μｍの板厚の非晶質
材料には光学顕微鏡では観察されないが、特性を
劣化させる微結晶が含まれていることになる。ま
たもしHagiwaraらの厚い試料が完全に非晶質で
あつたとしても、彼らの実験は幅約１mmの狭い試
料で行なわれたものであり幅広の材料で同じ厚さ
は保証されない。狭幅材料の場合基板を伝わる熱
の流れは２次元的であるのに対して、幅広材料で
は基板を伝わる熱の流れが１次元的となり、結果
として冷却速度は大幅に低下するためである。 ところで非晶質合金のうちFe基合金は安価で
特性もすぐれており実用的に極めて有用な材料で
あるが、非晶質形成能が低いため薄いものしか得
られず、従つて用途として非常に有用とされてい
るトランス用鉄心に使用する場合にも巻鉄心の形
でしか使用できない等の問題があつた。いずれに
しても現在の技術では板厚が大きくかつ幅の広い
Fe基非晶質合金薄帯を工業的に生産することは
困難とされていた。 （発明の目的） 本発明は前記のような従来技術では達成できな
かつた厚くて幅の広いFe基非晶質合金薄帯を提
供するものである。 （発明の構成、作用） 本発明のFe基非晶質合金薄帯は広幅で従来の
ものに比べて板厚が大きいのが特徴である。板厚
の大きさは少なくとも50μｍ超、幅は少なくとも
20mmである。また板厚の大きさが少なくとも55μ
ｍ、幅は少なくとも25mmであるものも好適であ
る。 本発明のFe基非晶質合金薄帯はさらにその表
面が、従来の単ロール法で作製される薄帯に比べ
て、ロール面、フリー面ともに滑らかである。薄
帯の幅方向にJIS B0601に規定された方法で測定
したカツトオフ値0.8mmにおける中心線平均粗さ
Raは第１表に示す通りいずれもロール面、フリ
ー面ともに0.5μｍ以下であつた。この値は従来材
のロール面0.6〜1.3μｍ、フリー面0.6〜1.5μｍに
比べて小さくすぐれた値となつている。 板厚が大きく、表面が滑らかな特徴を反映して
本発明の非晶質合金薄帯は積層したときの占積率
がきわめて高い。従来材の占積率75〜85％である
のに対し、本発明の非晶質合金薄帯は85〜95％で
ある。 本発明の非晶質合金薄帯は、板厚が大きいにも
かかわらず、特性の劣化がない。理由は、厚くて
も全板厚を通して実質的に非晶質状態にあるた
め、非晶質特有の性質を保持しているからであ
る。例えば、磁性に関して、Fe80.5Si6.5B12C1（at
％）の25μｍ厚、25mm幅の非晶質合金薄帯の50Hz
（ヘルツ）、1Oe（エルステツド）における磁束密
度は、1.53T（テスラ）であるが、同じ組成で65μ
ｍ厚、25mm幅の本発明の非晶質合金薄帯は、50
Hz、1Oeにおいて同じ1.53Tを示し、劣化のない
ことが明らかである。 次に本発明の厚手非晶質合金薄帯をつくる方法
について述べる。 本発明の非晶質合金薄帯は次のような本質的に
冷却速度を高める手段によつて作製することがで
きる。 単ロール法（又はベルト法）のように移動する
冷却基板の表面に噴出された溶融金属は基板上に
湯溜り（以下パドルと呼ぶ）を形成し、基板に接
した部分から凝固が進行する。大きな板厚を得る
ためには大きな凝固速度が必要である。従来から
採用されているような、噴出圧を高める、冷却基
板の移動速度を小さくする、ノズルと基板間のギ
ヤツプ距離を広げるなどの方法では作製できる薄
帯の厚さには限界（ほぼ45μｍ、ただし20mm幅以
上の場合）があり、無理にそれ以上の板厚をつく
ろうとすると形状や表面性状、特性が劣化する。
したがつて形状や特性を損わずに厚い板厚を得る
ためには、本質的に凝固速度を高める手段を講ず
る必要がある。凝固速度を高めるために本発明者
らは次の方法を適用し、厚手幅広非晶質合金薄帯
を作製した。 本発明の厚手幅広非晶質合金薄帯は凝固時の冷
却速度を高める方法によつて作製される。すなわ
ちパドルから引き出された合金が未凝固状態にあ
る間に、合金と冷却基板との間の熱的接触を高め
る手段を有する方法による。具体的にはガス圧
力、あるいは第２、第３のノズル開口部から噴出
される溶湯流の圧力を利用する。 ガス圧力を利用する方法には２つの方法があ
り、１つはパドルから引き出された合金薄帯の自
由面側が未凝固状態にある部分に直接ガス噴射に
よつて圧力を加える方法で、他はパドルを含む未
凝固薄帯全体を囲む雰囲気の圧力を高める方法で
ある。 前者は、従来から提案されている方法、例えば
米国特許第3862658号明細書記載の方法と一見似
ているが次の点で全く異なるものである。従来の
方法はパドルから引き出された非晶質合金薄帯が
完全に凝固した部分にガス圧や補助ロール（又は
ベルト）などを押し付ける。したがつて凝固速度
を高めるものではなく厚い板厚の非晶質合金薄帯
をつくることはできない。 第２の方法は雰囲気全体を高圧にするもので、
引き出された非晶質合金薄帯の部分だけでなくパ
ドル自身に圧力が加えられるので凝固速度はさら
に大きくなり、厚い非晶質合金薄帯の製造が一層
容易になる。 ガスの圧力を利用しない方法としては、本発明
者の発明に係る溶湯流の圧力を利用する方法があ
る（特願昭58−216287号）。この方法は１つのパ
ドルから引き出された非晶質合金薄帯が凝固を完
了する前に第２のパドルを重ね合わせるもので、
第２のパドルによつて加えられる押し圧によつて
冷却基板との熱的コンタクトが高まり凝固速度は
増加する。このように次々とパドルと重ね合わせ
ることによつて高められた冷却速度の下で合金の
非晶質臨界板厚に相当する厚い非晶質合金薄帯の
製造が可能である。 本発明の非晶質合金薄帯は板厚が大きいだけで
なく表面性状がすぐれている点が特徴である。す
でに述べたように、厚い板厚を得るために、非晶
質合金薄帯と冷却基板との熱的コンタクトを良く
する手段が講じられるが、これは同時に基板面側
に巻き込む気泡のサイズおよび数を低減させる。
この結果非晶質合金薄帯の基板面は単ロール法な
ど片面冷却法特有の気泡によるくぼみが小さく、
かつ少ない滑らかな表面性状を有する。非晶質合
金薄帯と冷却基板との熱的接触が向上した効果は
自由面側の表面性状にも表われる。パドル内にお
ける熱伝達の不均一性が減ずるので、凝固界面は
平坦になり、その結果、引き出される非晶質合金
薄帯の自由面も平滑になる。本発明の厚手幅広非
晶質合金薄帯の表面を幅方向にJIS B0601法で測
るとカツトオフ値0.8mmに対して基板側の面（単
ロール法の場合、ロール面側）のRaは0.2〜0.5μ
ｍ、自由面は0.1〜0.5μｍであり、従来の片面冷
却法で作製される非晶質合金薄帯の基板面0.6〜
1.3μｍ、自由面0.6〜1.5μｍに比べてきわめて滑め
らかなことが明らかである。 本発明の非晶質合金薄帯は厚く、表面が平滑で
あることに由来して、積層したときの占積率がき
わめて高い。本発明の板厚平均60μｍ、幅25mmの
非晶質合金薄帯を外径40mmのボビンに750ｇを２
Kgの張力で巻き取つたときの占積率は91％であつ
た。これに対して従来材の占積率は30μｍ厚の場
合80〜85％が普通である。占積率の高い材料は磁
気コアなどに用いる場合、小型化でき実用上有利
である。 本発明の非晶質合金薄帯はFeを主成分とし、
Ｂ、Si、Ｃ、Ｐ等の１種または２種以上を半金属
として含む合金であり、また要求される特性に応
じてFeを一部他の金属と置換してもよい。すな
わち磁気特性を要求される場合にはFeの1/2以内
の量をCo、Niの１種または２種と置換してもよ
い。また磁気特性改善のためにMo、Nb、Mn、
Snの１種または２種以上、耐食性改善のために
Mo、Cr、Ti、Zr、Ｖ、Hf、Ta、Ｗの１種また
は２種以上、機械的特性改善のためにMn、Al、
Cu、Sn等を添加してもよい。なお含有量の範囲
はFeは50〜82％（at％、以下同じ）（但しFeの1/
２以内をCo、Niの１種または２種と置換可能）、
Ｂは８〜17％、Siは１〜15％、Ｃは３％以下、そ
の他の元素は合計10％以下の範囲で用途に応じて
選択される。また合金を構成する全元素の合計を
100％とする。 本発明の非晶質合金薄帯を例えば鉄心材料とし
て用いる場合の組成はFea Bb Sic Cdが好適
であり、各成分の範囲はａ：77〜82、ｂ：８〜
15、ｃ：４〜15、ｄ：０〜３である。 次に本発明の実施例を示す。 実施例 １ Cu製の単ロールを用いて、第１表の組成の合
金を幅25mmの非晶質合金薄帯に鋳造した。但しノ
ズルは第１図に示すような３重のスロツト状の開
口部（幅d0.4mm、長さl25mm、間隔a1mm）を有す
るものを用い、製造条件は噴出圧0.20〜0.35Kg／
cm2、ロール周速20〜28ｍ／sec、ノズルとロール
の間隔0.15〜0.25mmで行なつた。各組成の非晶質
合金薄帯の板厚、表面粗さ、占積率を第１表に示
した。 また第１表には、単ロール法を用いて作製され
る、従来材の代表的特性を比較例として挙げた。
本発明の非晶質合金薄帯は従来材に比べて、板厚
が大きく表面粗さが小さく、占積率が高いことが
明らかである。本発明非晶質合金薄帯（板厚62μ
ｍ）と比較材（板厚40μｍ）の表面粗さのプロフ
イルの例を第２図ａ〜ｄに示した。ａは本発明非
晶質合金薄帯の自由面、ｂは同上ロール面、ｃは
比較材の自由面、ｄは同上ロール面である。 また、実施例１の方法によつて作製された本発
明の非晶質合金に従来材にはない次の特徴があ
る。すなわち第１表の合金No.１の鋳造ままの非晶
質合金薄帯の磁区構造は第３図ａのようである。
第３図ｂに示す従来材の鋳造ままの磁区構造に比
べて本発明の非晶質合金薄帯のそれは全く異なる
様相をしている。すなわち従来材は複雑な迷路状
の磁区模様を示すのに対して、本発明の非晶質合
金薄帯は鋳造ままですでに長さ方向に揃つた180゜
磁区から成つている。これは非晶質合金薄帯内部
のひずみ量、分布などが両者全く異なることを示
すものである。 本発明の非晶質合金薄帯は第３図ａの磁区模様
から示唆されるように鋳造ままでも高周波トラン
スの鉄心など多様な磁気応用が考えられる。 第４図ａ，ｂは磁界中焼鈍後の磁区構造を比較
したものである。本発明の非晶質合金薄帯ａは従
来材ｂに比べて磁区の幅が数倍に大きい。これは
表面の滑らかさに由来して、磁壁の移動を抑える
表面欠陥が少ないためと考えられる。 実施例 ２ 実施例１と同じ単ロール、ノズル、製造条件に
より第２表の組成の合金を幅25mmの非晶質合金薄
帯に鋳造した。各組成の非晶質合金薄帯の板厚、
表面粗さ、占積率を比較例とともに第２表に示し
た。本発明の非晶質合金薄帯は従来材に比べて、
板厚が大きく、表面粗さが小さく、かつ占積率が
高いことが明らかである。従つて種々の用途に活
用することができる。 （発明の効果） 以上説明したように本発明のFe基非晶質合金
薄帯は板厚が大きくかつ表面が滑らかであるの
で、例えばトランスの鉄心に用いる場合従来の薄
い非晶質合金薄帯は積層作業の能率、鉄心の機械
強度など問題が多く積鉄心方式への採用は不可と
考えられ巻鉄心の形で用いざるを得なかつたが、
本発明の非晶質合金薄帯は積鉄心に適用すること
が可能となり、しかも積層したときの材料の占積
率を大幅に向上させ鉄心を小型化することができ
る。また鉄心以外の用途に使用する場合にも板厚
が大きいので機械的強度が高く、また表面が平滑
であるため種々の用途に活用することができる等
その効果は極めて大きい。
ある金属（合金）を急冷凝固する方法によつてつ
くられる板厚の大きなFe基非晶質合金薄帯に関
するものである。 （従来技術） 金属（合金）を溶融状態から急冷して連続的に
薄帯をつくる方法として基本的なものに遠心急冷
法、単ロール法で代表される溶融紡糸法がある。
この方法は回転する金属製ドラムの内周面又は外
周面に溶融金属のジエツトを噴出して急冷凝固さ
せ、一気に金属の薄帯や線をつくるものである。
この方法によれば冷却速度がきわめてはやいの
で、合金組成を適正に選ぶならば液体金属に類似
した構造をもつ非晶質金属（合金）を得ることが
できる。 非晶質金属（合金）は特異な性質によつて実用
的に注目されている金属材料であるが、冷却速度
に関する制約から薄い板厚の材料しか製造できな
い点が応用範囲を制限していた。 一般に非晶質合金の最大板厚は合金組成と装置
の冷却能に依存する。非晶質化可能な板厚の組成
依存性は実用的に重要な鉄基合金を中心に調べら
れており、Hagiwaraらの報告Sci.Rep、Res.
Inst.Tohoku Univ.A−29（1981）、351によれば
鉄基半金属系合金で最も非晶質化しやすいのは
Fe−Si−ＢおよびFe−Ｐ−Ｃ系合金で、最大板
厚はFe−Si−Ｂの場合Fe75Si10B15の250μｍと報
告されている。 しかしながらこの方法は厚い板厚の試料を得る
ために冷却基板（ロール）の回転に急ブレーキを
かけることによつて、回転速度を落とすという特
別の手段を講じており、はじめに設定した一定条
件では厚い非晶質材料が得られず、このような非
定常状態でのみ厚手の非晶質薄帯が得られること
も明らかにしている。したがつてHagiwaraらの
方法によつて得られる材料は工業的に利用可能な
材料ではないことは明らかである。しかも、この
報告にある最大板厚250μｍという値については
異論が唱えられている。すなわちLuborskyらの
報告IEEE Trans.Magnetics、MAG−18（1982）
1385によればFe−Si−Ｂ合金で実質的に完全な
非晶質状態で得られる最大板厚はFe74Si10B16の
42μｍで、これ以上板厚が大きくなると微細結晶
の形成によると考えられる保磁力の増加が認めら
れると述べている。Luborskyらはまた
Hagiwaraらとの結果の食い違いについて、
Hagiwaraらが非晶質化の判定に光学顕微鏡（倍
率100倍）を用いたことを挙げ、光学顕微鏡で検
出できない程度の微量の結晶でも、磁性などの特
性を劣化させると指摘している。 Luborskyらの説が正しいとするならば、
Hagiwaraらの報告にある250μｍの板厚の非晶質
材料には光学顕微鏡では観察されないが、特性を
劣化させる微結晶が含まれていることになる。ま
たもしHagiwaraらの厚い試料が完全に非晶質で
あつたとしても、彼らの実験は幅約１mmの狭い試
料で行なわれたものであり幅広の材料で同じ厚さ
は保証されない。狭幅材料の場合基板を伝わる熱
の流れは２次元的であるのに対して、幅広材料で
は基板を伝わる熱の流れが１次元的となり、結果
として冷却速度は大幅に低下するためである。 ところで非晶質合金のうちFe基合金は安価で
特性もすぐれており実用的に極めて有用な材料で
あるが、非晶質形成能が低いため薄いものしか得
られず、従つて用途として非常に有用とされてい
るトランス用鉄心に使用する場合にも巻鉄心の形
でしか使用できない等の問題があつた。いずれに
しても現在の技術では板厚が大きくかつ幅の広い
Fe基非晶質合金薄帯を工業的に生産することは
困難とされていた。 （発明の目的） 本発明は前記のような従来技術では達成できな
かつた厚くて幅の広いFe基非晶質合金薄帯を提
供するものである。 （発明の構成、作用） 本発明のFe基非晶質合金薄帯は広幅で従来の
ものに比べて板厚が大きいのが特徴である。板厚
の大きさは少なくとも50μｍ超、幅は少なくとも
20mmである。また板厚の大きさが少なくとも55μ
ｍ、幅は少なくとも25mmであるものも好適であ
る。 本発明のFe基非晶質合金薄帯はさらにその表
面が、従来の単ロール法で作製される薄帯に比べ
て、ロール面、フリー面ともに滑らかである。薄
帯の幅方向にJIS B0601に規定された方法で測定
したカツトオフ値0.8mmにおける中心線平均粗さ
Raは第１表に示す通りいずれもロール面、フリ
ー面ともに0.5μｍ以下であつた。この値は従来材
のロール面0.6〜1.3μｍ、フリー面0.6〜1.5μｍに
比べて小さくすぐれた値となつている。 板厚が大きく、表面が滑らかな特徴を反映して
本発明の非晶質合金薄帯は積層したときの占積率
がきわめて高い。従来材の占積率75〜85％である
のに対し、本発明の非晶質合金薄帯は85〜95％で
ある。 本発明の非晶質合金薄帯は、板厚が大きいにも
かかわらず、特性の劣化がない。理由は、厚くて
も全板厚を通して実質的に非晶質状態にあるた
め、非晶質特有の性質を保持しているからであ
る。例えば、磁性に関して、Fe80.5Si6.5B12C1（at
％）の25μｍ厚、25mm幅の非晶質合金薄帯の50Hz
（ヘルツ）、1Oe（エルステツド）における磁束密
度は、1.53T（テスラ）であるが、同じ組成で65μ
ｍ厚、25mm幅の本発明の非晶質合金薄帯は、50
Hz、1Oeにおいて同じ1.53Tを示し、劣化のない
ことが明らかである。 次に本発明の厚手非晶質合金薄帯をつくる方法
について述べる。 本発明の非晶質合金薄帯は次のような本質的に
冷却速度を高める手段によつて作製することがで
きる。 単ロール法（又はベルト法）のように移動する
冷却基板の表面に噴出された溶融金属は基板上に
湯溜り（以下パドルと呼ぶ）を形成し、基板に接
した部分から凝固が進行する。大きな板厚を得る
ためには大きな凝固速度が必要である。従来から
採用されているような、噴出圧を高める、冷却基
板の移動速度を小さくする、ノズルと基板間のギ
ヤツプ距離を広げるなどの方法では作製できる薄
帯の厚さには限界（ほぼ45μｍ、ただし20mm幅以
上の場合）があり、無理にそれ以上の板厚をつく
ろうとすると形状や表面性状、特性が劣化する。
したがつて形状や特性を損わずに厚い板厚を得る
ためには、本質的に凝固速度を高める手段を講ず
る必要がある。凝固速度を高めるために本発明者
らは次の方法を適用し、厚手幅広非晶質合金薄帯
を作製した。 本発明の厚手幅広非晶質合金薄帯は凝固時の冷
却速度を高める方法によつて作製される。すなわ
ちパドルから引き出された合金が未凝固状態にあ
る間に、合金と冷却基板との間の熱的接触を高め
る手段を有する方法による。具体的にはガス圧
力、あるいは第２、第３のノズル開口部から噴出
される溶湯流の圧力を利用する。 ガス圧力を利用する方法には２つの方法があ
り、１つはパドルから引き出された合金薄帯の自
由面側が未凝固状態にある部分に直接ガス噴射に
よつて圧力を加える方法で、他はパドルを含む未
凝固薄帯全体を囲む雰囲気の圧力を高める方法で
ある。 前者は、従来から提案されている方法、例えば
米国特許第3862658号明細書記載の方法と一見似
ているが次の点で全く異なるものである。従来の
方法はパドルから引き出された非晶質合金薄帯が
完全に凝固した部分にガス圧や補助ロール（又は
ベルト）などを押し付ける。したがつて凝固速度
を高めるものではなく厚い板厚の非晶質合金薄帯
をつくることはできない。 第２の方法は雰囲気全体を高圧にするもので、
引き出された非晶質合金薄帯の部分だけでなくパ
ドル自身に圧力が加えられるので凝固速度はさら
に大きくなり、厚い非晶質合金薄帯の製造が一層
容易になる。 ガスの圧力を利用しない方法としては、本発明
者の発明に係る溶湯流の圧力を利用する方法があ
る（特願昭58−216287号）。この方法は１つのパ
ドルから引き出された非晶質合金薄帯が凝固を完
了する前に第２のパドルを重ね合わせるもので、
第２のパドルによつて加えられる押し圧によつて
冷却基板との熱的コンタクトが高まり凝固速度は
増加する。このように次々とパドルと重ね合わせ
ることによつて高められた冷却速度の下で合金の
非晶質臨界板厚に相当する厚い非晶質合金薄帯の
製造が可能である。 本発明の非晶質合金薄帯は板厚が大きいだけで
なく表面性状がすぐれている点が特徴である。す
でに述べたように、厚い板厚を得るために、非晶
質合金薄帯と冷却基板との熱的コンタクトを良く
する手段が講じられるが、これは同時に基板面側
に巻き込む気泡のサイズおよび数を低減させる。
この結果非晶質合金薄帯の基板面は単ロール法な
ど片面冷却法特有の気泡によるくぼみが小さく、
かつ少ない滑らかな表面性状を有する。非晶質合
金薄帯と冷却基板との熱的接触が向上した効果は
自由面側の表面性状にも表われる。パドル内にお
ける熱伝達の不均一性が減ずるので、凝固界面は
平坦になり、その結果、引き出される非晶質合金
薄帯の自由面も平滑になる。本発明の厚手幅広非
晶質合金薄帯の表面を幅方向にJIS B0601法で測
るとカツトオフ値0.8mmに対して基板側の面（単
ロール法の場合、ロール面側）のRaは0.2〜0.5μ
ｍ、自由面は0.1〜0.5μｍであり、従来の片面冷
却法で作製される非晶質合金薄帯の基板面0.6〜
1.3μｍ、自由面0.6〜1.5μｍに比べてきわめて滑め
らかなことが明らかである。 本発明の非晶質合金薄帯は厚く、表面が平滑で
あることに由来して、積層したときの占積率がき
わめて高い。本発明の板厚平均60μｍ、幅25mmの
非晶質合金薄帯を外径40mmのボビンに750ｇを２
Kgの張力で巻き取つたときの占積率は91％であつ
た。これに対して従来材の占積率は30μｍ厚の場
合80〜85％が普通である。占積率の高い材料は磁
気コアなどに用いる場合、小型化でき実用上有利
である。 本発明の非晶質合金薄帯はFeを主成分とし、
Ｂ、Si、Ｃ、Ｐ等の１種または２種以上を半金属
として含む合金であり、また要求される特性に応
じてFeを一部他の金属と置換してもよい。すな
わち磁気特性を要求される場合にはFeの1/2以内
の量をCo、Niの１種または２種と置換してもよ
い。また磁気特性改善のためにMo、Nb、Mn、
Snの１種または２種以上、耐食性改善のために
Mo、Cr、Ti、Zr、Ｖ、Hf、Ta、Ｗの１種また
は２種以上、機械的特性改善のためにMn、Al、
Cu、Sn等を添加してもよい。なお含有量の範囲
はFeは50〜82％（at％、以下同じ）（但しFeの1/
２以内をCo、Niの１種または２種と置換可能）、
Ｂは８〜17％、Siは１〜15％、Ｃは３％以下、そ
の他の元素は合計10％以下の範囲で用途に応じて
選択される。また合金を構成する全元素の合計を
100％とする。 本発明の非晶質合金薄帯を例えば鉄心材料とし
て用いる場合の組成はFea Bb Sic Cdが好適
であり、各成分の範囲はａ：77〜82、ｂ：８〜
15、ｃ：４〜15、ｄ：０〜３である。 次に本発明の実施例を示す。 実施例 １ Cu製の単ロールを用いて、第１表の組成の合
金を幅25mmの非晶質合金薄帯に鋳造した。但しノ
ズルは第１図に示すような３重のスロツト状の開
口部（幅d0.4mm、長さl25mm、間隔a1mm）を有す
るものを用い、製造条件は噴出圧0.20〜0.35Kg／
cm2、ロール周速20〜28ｍ／sec、ノズルとロール
の間隔0.15〜0.25mmで行なつた。各組成の非晶質
合金薄帯の板厚、表面粗さ、占積率を第１表に示
した。 また第１表には、単ロール法を用いて作製され
る、従来材の代表的特性を比較例として挙げた。
本発明の非晶質合金薄帯は従来材に比べて、板厚
が大きく表面粗さが小さく、占積率が高いことが
明らかである。本発明非晶質合金薄帯（板厚62μ
ｍ）と比較材（板厚40μｍ）の表面粗さのプロフ
イルの例を第２図ａ〜ｄに示した。ａは本発明非
晶質合金薄帯の自由面、ｂは同上ロール面、ｃは
比較材の自由面、ｄは同上ロール面である。 また、実施例１の方法によつて作製された本発
明の非晶質合金に従来材にはない次の特徴があ
る。すなわち第１表の合金No.１の鋳造ままの非晶
質合金薄帯の磁区構造は第３図ａのようである。
第３図ｂに示す従来材の鋳造ままの磁区構造に比
べて本発明の非晶質合金薄帯のそれは全く異なる
様相をしている。すなわち従来材は複雑な迷路状
の磁区模様を示すのに対して、本発明の非晶質合
金薄帯は鋳造ままですでに長さ方向に揃つた180゜
磁区から成つている。これは非晶質合金薄帯内部
のひずみ量、分布などが両者全く異なることを示
すものである。 本発明の非晶質合金薄帯は第３図ａの磁区模様
から示唆されるように鋳造ままでも高周波トラン
スの鉄心など多様な磁気応用が考えられる。 第４図ａ，ｂは磁界中焼鈍後の磁区構造を比較
したものである。本発明の非晶質合金薄帯ａは従
来材ｂに比べて磁区の幅が数倍に大きい。これは
表面の滑らかさに由来して、磁壁の移動を抑える
表面欠陥が少ないためと考えられる。 実施例 ２ 実施例１と同じ単ロール、ノズル、製造条件に
より第２表の組成の合金を幅25mmの非晶質合金薄
帯に鋳造した。各組成の非晶質合金薄帯の板厚、
表面粗さ、占積率を比較例とともに第２表に示し
た。本発明の非晶質合金薄帯は従来材に比べて、
板厚が大きく、表面粗さが小さく、かつ占積率が
高いことが明らかである。従つて種々の用途に活
用することができる。 （発明の効果） 以上説明したように本発明のFe基非晶質合金
薄帯は板厚が大きくかつ表面が滑らかであるの
で、例えばトランスの鉄心に用いる場合従来の薄
い非晶質合金薄帯は積層作業の能率、鉄心の機械
強度など問題が多く積鉄心方式への採用は不可と
考えられ巻鉄心の形で用いざるを得なかつたが、
本発明の非晶質合金薄帯は積鉄心に適用すること
が可能となり、しかも積層したときの材料の占積
率を大幅に向上させ鉄心を小型化することができ
る。また鉄心以外の用途に使用する場合にも板厚
が大きいので機械的強度が高く、また表面が平滑
であるため種々の用途に活用することができる等
その効果は極めて大きい。
【表】
【表】
第１図は本発明非晶質合金薄帯を製造するノズ
ルを示す下面図、第２図ａ〜ｄは本発明非晶質合
金薄帯（ａ：自由面、ｂ：ロール面）と比較材
（ｃ：自由面、ｄ：ロール面）の表面粗さを示す
説明図、第３図ａ，ｂは本発明非晶質合金薄帯と
従来材の鋳造ままの自由面の金属磁区構造を示す
写真、第４図ａ，ｂは同じく焼鈍後の自由面の金
属磁区構造を示す写真である。
ルを示す下面図、第２図ａ〜ｄは本発明非晶質合
金薄帯（ａ：自由面、ｂ：ロール面）と比較材
（ｃ：自由面、ｄ：ロール面）の表面粗さを示す
説明図、第３図ａ，ｂは本発明非晶質合金薄帯と
従来材の鋳造ままの自由面の金属磁区構造を示す
写真、第４図ａ，ｂは同じく焼鈍後の自由面の金
属磁区構造を示す写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 板厚が50μｍ超、板幅が20mm以上であり、表
面粗さが、JIS−B0601法で測定したとき、カツ
トオフ値0.8mmに対して、フリー面のRaが0.5μｍ
以下、ロール面のRaが0.5μｍ以下であり、片面
冷却法により、かつ冷却基板上の合金の未凝固時
に圧力を加えられて作製された板厚の大きなFe
基非晶質合金薄帯。 ２ 板厚が55μｍ以上、板幅が25mm以上である特
許請求の範囲第１項記載の板厚の大きなFe基非
晶質合金薄帯。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033335A JPS60177936A (ja) | 1984-02-25 | 1984-02-25 | 板厚の大きなＦｅ基非晶質合金薄帯 |
| DE19843442009 DE3442009A1 (de) | 1983-11-18 | 1984-11-16 | Amorphes legiertes band mit grosser dicke und verfahren zu dessen herstellung |
| US07/102,274 US4865664A (en) | 1983-11-18 | 1987-09-28 | Amorphous alloy strips having a large thickness and method for producing the same |
| US08/083,851 US5301742A (en) | 1983-11-18 | 1993-06-25 | Amorphous alloy strip having a large thickness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033335A JPS60177936A (ja) | 1984-02-25 | 1984-02-25 | 板厚の大きなＦｅ基非晶質合金薄帯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177936A JPS60177936A (ja) | 1985-09-11 |
| JPS6340624B2 true JPS6340624B2 (ja) | 1988-08-11 |
Family
ID=12383685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59033335A Granted JPS60177936A (ja) | 1983-11-18 | 1984-02-25 | 板厚の大きなＦｅ基非晶質合金薄帯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177936A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102618806A (zh) * | 2012-04-06 | 2012-08-01 | 东莞市晶磁科技有限公司 | 一种可提高直流叠加性能非晶带材的制造方法 |
| US11427054B2 (en) | 2020-01-16 | 2022-08-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle sunshade assembly |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6133740A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-17 | Nippon Steel Corp | 板厚の大きなＦｅ基非晶質合金薄帯 |
| JPS62250153A (ja) * | 1986-04-21 | 1987-10-31 | Tdk Corp | 非晶質薄体およびその製造方法 |
| JPS63119957A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Kawasaki Steel Corp | 急冷金属薄帯の製造方法およびその装置 |
| MY111637A (en) * | 1992-11-30 | 2000-10-31 | Bhp Steel Jla Pty Ltd | Metal strip casting |
| WO1998007890A1 (en) * | 1996-08-20 | 1998-02-26 | Alliedsignal Inc. | Thick amorphous alloy ribbon having improved ductility and magnetic properties |
| AU3902999A (en) * | 1998-05-13 | 1999-11-29 | Allied-Signal Inc. | High stack factor amorphous metal ribbon and transformer cores |
| JP2007217757A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Nippon Steel Corp | 磁気特性および占積率に優れた非晶質合金薄帯 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU503857B2 (en) * | 1976-10-22 | 1979-09-20 | Allied Chemical Corp. | Continuous casting of metal strip |
| US4142571A (en) * | 1976-10-22 | 1979-03-06 | Allied Chemical Corporation | Continuous casting method for metallic strips |
| JPS5518582A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of amorphous metal |
| JPS6340629A (ja) * | 1986-08-02 | 1988-02-22 | Enbishi Arumihoiile Kk | 分割形リムの成型方法 |
-
1984
- 1984-02-25 JP JP59033335A patent/JPS60177936A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102618806A (zh) * | 2012-04-06 | 2012-08-01 | 东莞市晶磁科技有限公司 | 一种可提高直流叠加性能非晶带材的制造方法 |
| US11427054B2 (en) | 2020-01-16 | 2022-08-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle sunshade assembly |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60177936A (ja) | 1985-09-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |