JP2023057649A - Method and apparatus for producing amorphous-alloy foil strip, and amorphous-alloy foil strip produced by the producing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は非晶質合金箔帯（アモルファス合金箔帯）の製造方法および製造装置並びにこの製造方法によって製造された非晶質合金箔帯に関し、特に、箔帯の板厚が厚く、幅が広い、非晶質合金箔帯を製造する製造方法および製造装置並びに非晶質合金箔帯に関する。 The present invention relates to an amorphous alloy foil strip (amorphous alloy foil strip) manufacturing method and manufacturing apparatus, and an amorphous alloy foil strip manufactured by this manufacturing method, in particular, the foil strip is thick and wide. , a manufacturing method and manufacturing apparatus for manufacturing an amorphous alloy foil strip, and an amorphous alloy foil strip.
現在、市中で入手可能なＦｅ基非晶質合金箔帯（アモルファス合金箔帯）の板厚は、約２５μｍ程度である。生産規模が大きい場合、板厚が２５μｍを超えて、例えば３５μｍ以上になると、箔帯は脆くなるため、箔帯の幅を５０ｍｍ以上に広くすると実用に供しえない。 At present, Fe-based amorphous alloy foil strips (amorphous alloy foil strips) commercially available have a thickness of about 25 μm. When the scale of production is large, if the sheet thickness exceeds 25 μm, for example, 35 μm or more, the foil strip becomes fragile.
このように、非晶質合金箔帯（以下、非晶質箔帯あるいは単に箔帯とよぶことがある）は、板厚が厚くなると幅に制限が生じるため、用途は巻鉄心型の配電用変圧器やリアクトルの鉄心などに限られている。
しかしながら、板厚が厚く、幅の広い箔帯が量産され、提供されれば、非晶質合金箔帯の用途はさらに広がることが期待されている。
In this way, amorphous alloy foil strips (hereinafter sometimes referred to as amorphous foil strips or simply foil strips) are limited in width as the sheet thickness increases. It is limited to iron cores of transformers and reactors.
However, if thick and wide foil strips are mass-produced and provided, it is expected that the use of amorphous alloy foil strips will further expand.
非晶質合金箔帯の板厚に関しては、いくつかの提案がなされている。
特許文献１（特開昭６０－１０８１４４号公報）には、ノズルのスリット開口部を多重化することにより、非晶質合金薄帯を厚くする方法が開示されている。
この特許文献１に記載された方法によれば、上流側のパドル（合金の湯だまり）で形成された未凝固の箔帯に順次、次のパドルを重ねることにより、板厚が４５μｍ以上の非晶質合金薄帯（非晶質合金箔帯）を得ることができるとされている。
Several proposals have been made regarding the thickness of the amorphous alloy foil strip.
Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-108144) discloses a method for thickening an amorphous alloy ribbon by multiplexing the slit openings of a nozzle.
According to the method described in
また、特許文献２（特開昭６１－２１２４４９号公報）では、非晶質合金薄帯（非晶質合金箔帯）が、ガラス転移点Ｔｇ（約５００℃）を通過後、ロールを離れる位置（剥離点）に至る区間の冷却速度を毎秒１０００℃以上とすること、そしてまた剥離点の薄帯温度を３００℃以下にすることが提案されている。
この特許文献２に記載された方法によれば、４０μｍ以上の板厚の非晶質合金薄帯（非晶質合金箔帯）において、脆化が抑制された高靭性の非晶質合金箔帯が製造できるとされている。
Further, in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-212449), the amorphous alloy ribbon (amorphous alloy foil strip) passes through the glass transition point Tg (about 500 ° C.) and then leaves the roll. It has been proposed that the cooling rate in the section leading to the (separation point) be 1000° C. or higher per second, and that the ribbon temperature at the separation point be 300° C. or lower.
According to the method described in
更に、特許文献３（特開平６－２６９９０７号公報）には、開口部の形状を工夫した単スリットノズルを使う方法で、ロール周速などの鋳造パラメータとともにパドル周りの雰囲気を制御することにより、非晶質合金薄帯（非晶質合金箔帯）の厚肉化と、脆化抑制をともに実現する方法が提案されている。
この特許文献３に記載された方法によれば、ノズルの上流側にＣＯ２ガスを吹き込むことにより、ロールが巻込む空気を遮断して、拡大したパドルとロールの密着性を向上させ、薄帯（箔帯）の厚板化を図ると共に、脆化を抑制できるとされている。
Furthermore, Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-269907) discloses a method of using a single slit nozzle with an improved opening shape to control the atmosphere around the paddle together with the casting parameters such as the roll peripheral speed. Methods have been proposed for realizing both thickening of amorphous alloy ribbons (amorphous alloy foil strips) and prevention of embrittlement.
According to the method described in
また、特許文献４（特公平２－４２０１９）には、特許文献３と同様に、ロールが巻込む空気を遮断しパドルとロールの密着性を向上させる目的で、パドルの上流側にＣＯガスを供給し、燃焼させる方法が提案されている。
この特許文献４に記載された方法によれば、ＣＯガスの燃焼熱で空気の密度が低下するので巻込みガスが減少し、箔帯のロール接触面に形成されるエアポケット（凹み）が減少するため、パドルとロールの密着性が向上するとされている。
In addition, in Patent Document 4 (Japanese Patent Publication No. 2-42019), as in
According to the method described in
しかしながら、特許文献１に記載された方法にあっては、多重化したスリット開口部から多くの溶湯がロールの周面上に対して吐出されるため、ロールによる非晶質合金薄帯（非晶質合金箔帯）の冷却が不十分となり、前記薄帯がロールを離れる剥離点での薄帯温度が高くなり、この方法で製造された非晶質合金薄帯は、脆化しやすいという課題があった。
However, in the method described in
また、特許文献２の方法にあっては、厚さが４０μｍ以上の非晶質合金薄帯（非晶質合金箔帯）を得ることができるが、薄帯の幅寸法が大きくなると、剥離点の薄帯温度を３００℃以下にすることが困難であった。その結果、製造された非晶質合金薄帯（非晶質合金箔帯）が、脆化しやすいという課題を有していた。
In the method of
更に、特許文献３の方法にあっては、空気の遮断方法が、ロールの表面に遮断材としてカーボンブレードを機械的に押付けることによってなされるため、空気の遮断法としては不完全であった。
そして、この空気の遮断が不完全な場合、ノズル周りに供給するＣＯ２ガスに、ロール表面の両サイドから回り込む空気が混入し、パドルとロールの密着度は不十分となる。そのため、非晶質合金箔帯の板厚が厚くなるに従い脆化が顕著になるという課題があった。
Furthermore, in the method of
If this air blockage is incomplete, the CO 2 gas supplied around the nozzle will be mixed with the air coming from both sides of the roll surface, resulting in insufficient adhesion between the paddle and the roll. Therefore, there is a problem that embrittlement becomes remarkable as the plate thickness of the amorphous alloy foil strip increases.
また、特許文献４の方法においても、特許文献３と同様に、ＣＯガスの燃焼による空気の遮断効果は限定的であった。即ち、ＣＯガスの燃焼による空気の温度上昇が均等でないため、箔帯の幅が広くなると以下に述べるような問題が生じた。
箔帯の部位によりエアポケット（箔帯ロール接触面に形成される凹み）が形成される。特に、箔帯の幅が広くなると、箔帯のエッジ側にエアポケットが多発する。このエアポケットの発生により密着度が低下するので、板厚が厚く、幅が広い非晶質合金箔帯の脆化を抑えることは困難であった。
Also in the method of
The portion of the foil strip forms an air pocket (a depression formed in the foil strip roll contact surface). In particular, when the width of the foil strip increases, air pockets frequently occur on the edge side of the foil strip. Since the degree of adhesion is lowered due to the occurrence of these air pockets, it has been difficult to suppress embrittlement of the amorphous alloy foil strip having a large thickness and a wide width.
このように、特許文献１～４のいずれの方法においても、箔帯が厚く、幅の広い非晶質合金箔帯を得ることができるものの、非晶質合金薄帯（非晶質合金箔帯）の脆化を抑制する効果は不十分であった。
特に、箔帯の鋳造工程と前記箔帯が巻き取られる巻取り工程が連続する量産型の装置で製造する場合においては、非晶質合金箔帯の脆化を十分に抑制することができないという課題があった。このため、製造された非晶質合金箔帯は、切断、スリット、打抜きなどの機械加工が困難になり、その用途が限られるという課題があった。
As described above, in any of the methods of
In particular, it is said that the embrittlement of the amorphous alloy foil strip cannot be sufficiently suppressed in the case of mass-production equipment in which the foil strip casting process and the foil strip winding process are successively performed. I had a problem. For this reason, the manufactured amorphous alloy foil strip has difficulty in machining such as cutting, slitting, punching, etc., and there has been a problem that its applications are limited.
本発明者は、非晶質合金箔帯の脆化の抑制について鋭意研究した。特に、箔帯鋳造工程と前記箔帯が巻き取られる巻取り工程が連続する非晶質合金箔帯の製造において、非晶質合金箔帯の脆化の抑制について鋭意研究した。
そして、本発明者は、ガラス転移点を通過して固化した後も非晶質合金箔帯と冷却ロール間の密着性を高めることができ、非晶質合金箔帯の低い温度まで、冷却ロールとの良好な熱コンタクトを長く持続させることができることが重要であり、これを達成する新たな製造方法を想到した。
この新たな製造方法によれば、ロールによる非晶質合金箔帯の形成時の冷却を十分に行うことができ、ロールを離れる剥離点での箔帯温度を低下させることができ、箔帯の脆化を抑制できるものである。
The inventor of the present invention has extensively studied the suppression of embrittlement of amorphous alloy foil strips. In particular, in the production of an amorphous alloy foil strip in which the foil strip casting process and the winding process of winding the foil strip are performed in succession, the present inventors have made intensive research on how to suppress the embrittlement of the amorphous alloy foil strip.
Further, the present inventors have found that the adhesion between the amorphous alloy foil strip and the cooling roll can be enhanced even after the amorphous alloy foil strip has passed through the glass transition point and solidified, and the temperature of the amorphous alloy foil strip can be reduced to a low temperature by the cooling roll. It is important to be able to maintain good thermal contact with the substrate for a long time, and we have devised a new manufacturing method to achieve this.
According to this new manufacturing method, it is possible to sufficiently cool the amorphous alloy foil strip during the formation of the foil strip by the rolls, so that the temperature of the foil strip at the peeling point leaving the rolls can be lowered. It can suppress embrittlement.
また、本発明者は、巻取り工程においてコイル状（ブロック状）に巻かれた箔帯が高温で長時間保持される結果、原子の配置が変化する構造緩和により箔帯が脆化することを知見した。
上記の知見に基づいて実験を行い、巻取り機に巻き取るまえの箔帯の温度を２５０℃未満に下げることができれば、コイル状に保持された非晶質合金箔帯の脆化を抑えて曲げ試験により測定される曲げ破壊歪εｆの値を０．０５以上に向上させることができることを見出した。
Ｆｅ基非晶質合金箔帯は、曲げ破壊歪εｆが０．０５以上であれば、切断、スリット、打抜きなどの機械加工が可能であるので、本発明では、曲げ破壊歪εｆが０．０５以上を機械加工性の基準とする。なお、曲げ破壊歪εｆは、下記の式（１）で定義される。
εｆ＝ｔ／（Ｄｆ－ｔ） （１）
ここで、ｔは試料の板厚、Ｄｆは曲げ破壊試験で亀裂が生じる試料の曲げ直径である。
In addition, the present inventors have found that the foil strip wound in a coil shape (block shape) is held at high temperature for a long time in the winding process, resulting in embrittlement of the foil strip due to structural relaxation in which the arrangement of atoms changes. I found out.
Experiments were conducted based on the above knowledge, and if the temperature of the foil strip before winding on the winder can be lowered to less than 250°C, embrittlement of the amorphous alloy foil strip held in a coil can be suppressed. It was found that the value of bending fracture strain εf measured by a bending test can be improved to 0.05 or more.
An Fe-based amorphous alloy foil strip can be machined by cutting, slitting, punching, etc., if the bending fracture strain εf is 0.05 or more. The above is used as a criterion for machinability. The bending fracture strain εf is defined by the following formula (1).
εf=t/(Df−t) (1)
Here, t is the plate thickness of the sample, and Df is the bending diameter of the sample at which a crack occurs in the bending fracture test.
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、ロールを離れる剥離点での箔帯温度をより低い温度になすと共に、巻取り工程に巻き取られる前までに、箔帯の温度を２５０℃未満に下げることによって、脆化が抑制され、加工性のすぐれた、板厚が厚く、幅の広い非晶質合金箔帯を製造する製造方法および製造装置、並びにこの製造方法によって製造される非晶質合金箔帯を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the temperature of the foil strip at the peeling point leaving the roll is made lower, and the temperature of the foil strip is reduced to 250 ° C. before being wound in the winding process. A manufacturing method and a manufacturing apparatus for manufacturing a thick and wide amorphous alloy foil strip with excellent workability, which suppresses embrittlement by lowering it to less than An object of the present invention is to provide a crystalline alloy foil strip.
本発明にかかる非晶質合金箔帯の製造装置は、上記目的を達成するためになされたものであり、外周面を冷却面とする冷却ロールと、前記冷却ロールに合金溶湯を供給する溶湯供給手段と、前記冷却ロールで冷却された非晶質合金箔帯を巻き取るための巻取機と、を備える製造装置において、前記溶湯供給手段は、合金溶湯を供給するための溶湯供給孔の開口部と、前記冷却ロールの進行方向に対して前記溶湯供給孔の上流側に近接して、ＣＯ２ガスを供給するためのＣＯ２供給孔の開口部と、前記ＣＯ２供給孔の開口部の上流側に近接して、ＣＯガスを供給するためのＣＯ供給孔の開口部と、を備え、供給された合金溶湯によって形成されるパドルの上流側から、ＣＯガス、次いでＣＯ２ガスの順番に冷却ロールの周面に供給することによりパドル周りの雰囲気を制御し、非常質合金箔帯と冷却ロールを密着させることを特徴とする。 An apparatus for manufacturing an amorphous alloy foil strip according to the present invention has been made to achieve the above object, and comprises a cooling roll having an outer peripheral surface as a cooling surface, and a molten metal supply for supplying a molten alloy to the cooling roll. means and a winding machine for winding the amorphous alloy foil strip cooled by the cooling roll, wherein the molten metal supply means is an opening of a molten metal supply hole for supplying the molten alloy. an opening of the CO2 supply hole for supplying CO2 gas, adjacent to the upstream side of the molten metal supply hole with respect to the traveling direction of the cooling roll, and an opening of the CO2 supply hole. and, adjacent to the upstream side, the opening of a CO supply hole for supplying CO gas, and from the upstream side of the puddle formed by the supplied molten alloy, the CO gas and then the CO2 gas in that order. It is characterized in that the atmosphere around the paddle is controlled by supplying it to the peripheral surface of the cooling roll, and the non-homogeneous alloy foil strip and the cooling roll are brought into close contact with each other.
本発明にかかる非晶質合金箔帯の製造装置の特徴は、合金の溶湯を冷却ロール周面上に供給するための溶湯供給手段（ノズル）にある。前記溶湯供給手段（ノズル）は溶湯を供給するための供給孔に加えて、ＣＯガスとＣＯ２ガスを供給するための２つの供給孔を備えている。 A feature of the apparatus for manufacturing an amorphous alloy foil strip according to the present invention resides in the molten metal supply means (nozzle) for supplying the molten alloy onto the peripheral surface of the chill roll. The molten metal supply means (nozzle) has two supply holes for supplying CO gas and CO 2 gas in addition to a supply hole for supplying molten metal.
本発明にかかる非晶質合金箔帯の製造装置にあっては、前記溶湯供給手段を用いて２種類のガスを、パドルの上流側から、ＣＯガス、次いでＣＯ２ガスの順番に冷却ロールの周面に供給することによりパドル周りの雰囲気を制御する。
その結果、溶湯と冷却ロールの密着性が向上するのみならず、ガラス転移点を通過して固化した後も非晶質合金箔帯と冷却ロール間の密着性を高めることができ、低い温度まで良好な熱コンタクトを長く持続させることができる。即ち、非晶質合金箔帯を冷却ロールによって十分冷却し、巻取り工程に巻き取られる前までに非晶質合金箔帯の温度を２５０℃未満に下げることができる。
In the apparatus for manufacturing an amorphous alloy foil strip according to the present invention, two types of gases are supplied from the upstream side of the paddle using the molten metal supply means, CO gas, and then CO 2 gas in this order on the cooling roll. The atmosphere around the paddle is controlled by supplying it to the peripheral surface.
As a result, not only the adhesion between the molten metal and the cooling roll is improved, but also the adhesion between the amorphous alloy foil strip and the cooling roll can be improved even after the solidification through the glass transition point, and the temperature can be reduced even at low temperatures. Good thermal contact can last longer. That is, the amorphous alloy foil strip can be sufficiently cooled by the cooling rolls so that the temperature of the amorphous alloy foil strip can be lowered to less than 250° C. before being wound in the winding process.
ここで、前記冷却ロールで冷却される非晶質合金箔帯を前記冷却ロールに押付けて、冷却効果を高めるためのブラシロールを備えることが望ましい。
固化した非晶質合金箔帯は温度の低下とともに熱収縮により冷却ロールから剥離する場合がある。前記ブラシローラは箔帯と冷却ロールの密着度の低下を抑え、剥離まで良好な熱コンタクトを持続させる。
即ち、前記溶湯供給手段（ノズル）に加えて、前記箔帯の自由面にブラシロールを押し付けることにより、非晶質合金箔帯が冷却ロールから剥離する剥離点距離を長くすると共に、非晶質合金箔帯と冷却ロールの密着性が高まり、冷却効果をさらに向上させることができる。尚、前記剥離点距離はノズル直下（合金溶湯を供給するための溶湯供給孔の開口部直下）から、非晶質合金箔帯が冷却ロールから剥離する剥離点までの距離をいう。
その結果、巻取り機に到達する前の非晶質箔帯の温度を２５０℃未満に低下させることができる。
Here, it is desirable to provide a brush roll for pressing the amorphous alloy foil strip cooled by the cooling roll against the cooling roll to enhance the cooling effect.
The solidified amorphous alloy foil strip may peel off from the chill roll due to heat shrinkage as the temperature drops. The brush roller suppresses deterioration of adhesion between the foil strip and the cooling roll, and maintains good thermal contact until peeling.
That is, in addition to the molten metal supply means (nozzle), by pressing a brush roll against the free surface of the foil strip, the separation point distance at which the amorphous alloy foil strip is separated from the cooling roll is increased, and the amorphous alloy foil strip is separated from the cooling roll. The adhesion between the alloy foil strip and the cooling roll is increased, and the cooling effect can be further improved. The separation point distance refers to the distance from directly below the nozzle (directly below the opening of the molten metal supply hole for supplying the molten alloy) to the separation point where the amorphous alloy foil strip is separated from the chill roll.
As a result, the temperature of the amorphous foil strip before reaching the winder can be reduced to less than 250°C.
また、前記冷却ロールから剥離した前記非晶質合金箔帯を巻取り機に搬送する工程の途中に、前記非晶質合金箔帯を冷却するためのテンションローラを備えることが望ましい。
このように、前記溶湯供給手段（ノズル）に加えて、巻取り機に搬送途中に、テンションローラを設けて非晶質合金箔帯を冷却することにより、巻取り機に到達する前の非晶質合金箔帯の温度を２５０℃未満に低下させることができる。
Further, it is desirable to provide a tension roller for cooling the amorphous alloy foil strip in the middle of the step of conveying the amorphous alloy foil strip separated from the cooling roll to a winder.
In this way, in addition to the molten metal supply means (nozzle), a tension roller is provided on the way of transportation to the winder to cool the amorphous alloy foil strip before reaching the winder. The temperature of the high quality alloy foil strip can be reduced below 250°C.
また、前記合金溶湯を供給するための手段の溶湯供給孔の開口部を、前記冷却ロール進行方向に対して２列のスリット状開口部にすることができる。
このように、合金溶湯を供給するための手段の溶湯供給孔の開口部が、前記冷却ロール進行方向に対して２列のスリット状開口部であると、非晶質合金箔帯の板厚を厚くすることができるだけでなく、生産性が向上する。
Further, the openings of the molten metal supply holes of the means for supplying the molten alloy can be made into two rows of slit-like openings in the advancing direction of the cooling rolls.
Thus, when the openings of the molten metal supply holes of the means for supplying the molten alloy are slit-shaped openings arranged in two rows in the direction of movement of the cooling roll, the thickness of the amorphous alloy foil strip can be reduced. Not only can it be made thicker, but productivity is improved.
また、前記冷却ロールの直径が１ｍ以上、３ｍ以下の範囲の大きさであることが望ましい。
冷却ロール３の直径は大きいほど、非晶質合金箔帯が、冷却ロールから剥離するまでの距離を十分確保でき、より低い温度まで冷却を行うことができる。しかしながら、経済性も勘案する総合的観点から、本発明では、用いる冷却ロール３の直径に上限を設け、冷却ロール３の直径を１ｍ以上、３ｍ以下とするのが好ましい。
Further, it is desirable that the diameter of the cooling roll is in the range of 1 m or more and 3 m or less.
The larger the diameter of the
また、本発明にかかる非晶質合金箔帯の製造方法は、上記目的を達成するためになされたものであり、上記非晶質合金箔帯の製造装置を用いて、前記溶湯開口部の上流側に、前記ＣＯ供給孔からＣＯガスを、前記ＣＯ２供給孔からＣＯ２ガスを順次供給することにより、巻取り工程に巻き取られる前までに非晶質合金箔帯の温度を２５０℃未満に下げることを特徴とする。
このように、巻取り機に巻き取るまえの箔帯の温度を２５０℃未満に下げることにより、コイル状に保持された非晶質合金箔帯の脆化を抑えて、曲げ試験により測定される曲げ破壊歪εｆの値を０．０５以上に向上させることができる。
Further, a method for manufacturing an amorphous alloy foil strip according to the present invention has been made in order to achieve the above-described object. By sequentially supplying CO gas from the CO supply hole and CO 2 gas from the CO 2 supply hole to the side, the temperature of the amorphous alloy foil strip is lowered to less than 250 ° C. before being wound in the winding process. characterized by lowering to
In this way, by lowering the temperature of the foil strip to less than 250°C before winding it on the winder, embrittlement of the amorphous alloy foil strip held in the coil shape is suppressed, and the bending test measured The value of bending fracture strain εf can be improved to 0.05 or more.
そして、上記製造方法で製造された非晶質合金箔帯は、板厚が３５μｍ以上で、かつ、幅が６０ｍｍ以上であり、曲げ破壊歪εｆの値が０．０５以上の高靭性を有する。尚、曲げ破壊歪εｆ＝ｔ／（Ｄｆ－ｔ）で表示され、ｔは非晶質合金箔帯の板厚、Ｄｆは曲げ破壊試験で亀裂が生じる、非晶質合金箔帯の曲げ直径である。尚、ここでいう板厚は、箔帯の重量を密度および面積で除して算出される板厚である。 The amorphous alloy foil strip produced by the above production method has a thickness of 35 μm or more, a width of 60 mm or more, and a high toughness with a bending fracture strain εf of 0.05 or more. The bending fracture strain εf = t / (Df - t), where t is the thickness of the amorphous alloy foil strip, and Df is the bending diameter of the amorphous alloy foil strip at which cracks occur in the bending fracture test. be. The plate thickness referred to here is the plate thickness calculated by dividing the weight of the foil strip by the density and the area.
本発明によれば、冷却ロールを離れる剥離点での箔帯温度をより低い温度になすと共に、巻取り工程に巻き取られる前までに、箔帯の温度を２５０℃未満に下げることによって、脆化が抑制され、加工性のすぐれた、板厚が厚く、幅の広い非晶質合金箔帯を製造する、製造方法および製造装置、並びにこの製造方法によって製造される非晶質合金箔帯を得ることができる。
そして、脆化が抑制され機械加工性のすぐれた、板厚が厚くて幅の広い非晶質合金箔帯が生産されることにより、広い分野において非晶質合金箔帯の適用が可能となる。
According to the present invention, the temperature of the foil strip at the point of debonding leaving the chill roll is lower and the temperature of the foil strip is reduced to less than 250° C. before being wound into the winding process, thereby reducing the brittleness. A manufacturing method and a manufacturing apparatus for manufacturing a thick and wide amorphous alloy foil strip with excellent workability, and an amorphous alloy foil strip manufactured by this manufacturing method. Obtainable.
And, by producing thick and wide amorphous alloy foil strips with suppressed embrittlement and excellent machinability, it becomes possible to apply amorphous alloy foil strips in a wide range of fields. .
本発明にかかる非晶質合金箔帯の製造方法、及び製造装置、並びにこの製造方法によって製造される非晶質合金箔帯に関する実施の形態を、図１乃至図１２に基づいて説明する。 An embodiment of the amorphous alloy foil strip manufacturing method, the manufacturing apparatus, and the amorphous alloy foil strip manufactured by the manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12. FIG.
（非晶質合金箔帯の製造装置）
図１は、本発明に用いられる非晶質合金箔帯を製造するための製造装置１の構成を説明するための概念図である。溶解炉（図示せず）で溶解された合金の溶湯は、タンディッシュ６に注がれる。
タンディッシュ６の底部に設けられた溶湯供給手段であるノズル２を介して一定の吐出圧力で溶湯が冷却ロール３の周面に供給され冷却されて、帯状の非晶質合金箔帯Ａが形成される。前記冷却ロール３から剥離した非晶質合金箔帯Ａは巻取り機４に搬送され、巻取り機でコイル状に巻き取られる。前記冷却ロール３は、その直径が１ｍ以上、３ｍ以下の範囲に形成されている。
尚、図１中、符号５は、冷却ロール３から剥離した非晶質合金箔帯Ａを吸引し、非晶質合金箔帯Ａを巻取り機４に導き、非晶質合金箔帯Ａの先端を巻取り機４に巻回させると共に、冷却ロール３と巻取り機４との間の非晶質合金箔帯Ａに一定の張力を付加する吸引・張力調整手段である。
(Manufacturing equipment for amorphous alloy foil strip)
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the configuration of a
Molten metal is supplied to the peripheral surface of the
In FIG. 1,
図１に示す、冷却ロール３、巻取り機４、吸引・張力調整手段５、タンディッシュ６、は、一般的に用いられているものを適用することができる。
Commonly used cooling rolls 3,
脆化を抑制するために、巻き取られる前に非晶質合金箔帯Ａを速く冷却するには、ガラス転移点Ｔｇを過ぎた直後の箔帯Ａに作用する冷却手段を講じることが最も効果的である。これは、箔帯Ａの温度が高いほど脆化をもたらす構造緩和の進行が早いためである。 To quickly cool the amorphous alloy foil strip A before it is wound to suppress embrittlement, it is most effective to provide a cooling means that acts on the foil strip A immediately after passing the glass transition point Tg. target. This is because the higher the temperature of the foil strip A, the faster the progress of structural relaxation that causes embrittlement.
前記観点から、本発明にかかる製造装置にあっては、パドル周りの雰囲気を制御する手段を備えている。
前記パドルＰは、図２に概念的に示すように、溶湯供給手段であるノズル２の開口部２ａと冷却ロール３の周面３ａの間の狭い空間に形成される溶湯の湯だまりである。
冷却ロール３の周面３ａで冷却されて粘度を増した過冷却液体の合金は，パドルＰから引き出され、温度が低下してガラス転移点Ｔｇに達すると固体の非晶質箔帯Ａが形成される。
尚、ガラス転移点Ｔｇの温度は結晶化温度Ｔｘと相関があり、Ｆｅ－Ｂ－Ｓｉ非晶質合金の結晶化温度Ｔｘは４５０℃～５５０℃の範囲にある。また、図２中の矢印は、冷却ロール３の移動方向（回転方向）を示している。
そして、固体に転移した非晶質合金箔帯Ａと冷却ロール周面３ａとの間の熱伝達率は，固体同士の接触なので急激に低下し、箔帯Ａの冷却速度は大幅に低下する。
From the above point of view, the manufacturing apparatus according to the present invention includes means for controlling the atmosphere around the paddle.
The paddle P is a pool of molten metal formed in a narrow space between the opening 2a of the
The supercooled liquid alloy, which has been cooled on the peripheral surface 3a of the
The temperature of the glass transition point Tg has a correlation with the crystallization temperature Tx, and the crystallization temperature Tx of the Fe-B-Si amorphous alloy is in the range of 450°C to 550°C. 2 indicates the direction of movement (direction of rotation) of the
Then, the heat transfer coefficient between the amorphous alloy foil strip A, which has turned solid, and the cooling roll peripheral surface 3a drops sharply due to contact between the solids, and the cooling rate of the foil strip A drops significantly.
前記固体同士の熱伝達率を高い状態に保持するために、本発明では、図３に開口部の形態を例示する、溶湯供給手段であるノズル２を用いる。
図３に示すように、ノズル２の底面は、合金溶湯を供給するための溶湯供給孔の出口である開口部２ａを備えている。この開口部２ａは、底面視上、細長い矩形（スリット）状に形成されている。
In order to keep the heat transfer coefficient between the solids at a high level, the present invention uses a
As shown in FIG. 3, the bottom surface of the
前記開口部２ａ（スリット）の長辺は、図４に示す冷却ロール３の進行方向（図中、矢印で表示）に対して直角方向に向いている。
また、前記開口部２ａに隣接して上流側に、長さ２Ｌ１離れた位置に、ＣＯ２ガスを供給するための開口部２ｂが設けられている。
更に、前記ＣＯ２ガスを供給するための開口部２ｂの上流側に隣接して、長さ２Ｌ２離れた位置に、ＣＯガスを供給するための開口部２ｃが設けられている。
The long sides of the openings 2a (slits) are oriented perpendicular to the traveling direction of the
Further, an opening 2b for supplying CO 2 gas is provided adjacent to the opening 2a and on the upstream side, at a position separated by a length of 2L1.
Furthermore, an opening 2c for supplying the CO gas is provided adjacent to the upstream side of the opening 2b for supplying the
前記開口部２ａの幅２ａＬ１はパドルＰの安定性から、０．３ｍｍ～０．８ｍｍとし、長さ２ａＷは、箔帯の幅に応じて決められる。
前記開口部２ｂの幅２ｂＬ１は、０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲が好ましく、長さ２ｂＷ、溶湯開口部２ａの長さ２ａＷより長めとするのが好ましい。これは、後述するＣＯ２ガスの解離で生じるラジカル酸素Ｏ’をパドルＰの底面に均等に行き渡らせるためである。
The width 2aL1 of the opening 2a is set to 0.3 mm to 0.8 mm from the viewpoint of the stability of the paddle P, and the length 2aW is determined according to the width of the foil strip.
The width 2bL1 of the opening 2b is preferably in the range of 0.1 mm to 0.5 mm, and the length 2bW is preferably longer than the length 2aW of the opening 2a. This is to allow radical oxygen O′ generated by dissociation of CO 2 gas, which will be described later, to spread evenly over the bottom surface of the paddle P.
また、前記開口部２ｃの幅２ｃＬ１は、０．３ｍｍ～０．６ｍｍが好ましく、長さ２ｃＷは、開口部２ｂからの距離２Ｌ２に応じて、開口部２ｂの長さ２ｂＷと同じか、より長めにするのが好ましい。これは、ＣＯガス燃焼で清浄化された冷却ロール周面に、回り込む空気が再吸着されるのを防ぐためである。
尚、図３中の矢印は、冷却ロール３（箔帯Ａ）の移動方向（回転方向）を示している。
The width 2cL1 of the opening 2c is preferably 0.3 mm to 0.6 mm, and the length 2cW is the same as or longer than the length 2bW of the opening 2b depending on the distance 2L2 from the opening 2b. It is preferable to This is to prevent the surrounding air from being re-adsorbed on the cooling roll surface cleaned by CO gas combustion.
The arrows in FIG. 3 indicate the direction of movement (direction of rotation) of the cooling roll 3 (foil strip A).
図４のパドルＰ周りの側面図に示すように、前記ノズル２を用いて溶湯とともに、２種類のガスを、上流側からＣＯガスを、次いでＣＯ２ガスを順次、冷却ロール３の周面に供給すると、形成された箔帯Ａと冷却ロール３との密着性が向上し、そして両者の良好な熱コンタクト状態が持続する。
その結果、箔帯Ａは冷却ロール３によって冷却され、冷却ロール３から剥離する際の温度を十分低下させることができ、巻取り機４に巻き取られる箔帯Ａの温度を２５０℃未満にすることが出来る。尚、図４中の矢印は、冷却ロール３の移動方向（回転方向）を示している。
As shown in the side view of the area around the paddle P in FIG. As a result, the adhesion between the formed foil strip A and the
As a result, the foil strip A is cooled by the
（ＣＯガスとＣＯ２ガスを同時に供給する作用効果）
ここで、パドルＰの上流側にＣＯ２ガスを供給し、さらに上流側にＣＯガスを供給することにより、それぞれ単独で供給する場合に比べて、非晶質合金箔帯Ａと冷却ロール３との密着性が向上する理由について述べる。
ＣＯ２は、パドルの熱で加熱されると下記の化学式（２）に示されるように、ＣＯとＯ２に解離する。
ＣＯ２→ＣＯ＋１／２Ｏ２（吸熱反応） （２）
(Action and effect of simultaneously supplying CO gas and CO2 gas)
Here, by supplying the CO 2 gas to the upstream side of the paddle P and further supplying the CO gas to the upstream side, the amorphous alloy foil strip A and the
CO 2 dissociates into CO and O 2 as shown in chemical formula (2) below when heated by the heat of the paddle.
CO2 →CO+1/ 2O2 (endothermic reaction) (2)
式（２）の反応は、温度の上昇とともに活発になり１２００℃以上の高温ではＣＯ＋１／２Ｏ２→ＣＯ２の逆反応とが平衡状態になる。この平衡状態では、化学反応性が極めて高いラジカルな酸素原子Ｏ’を多量に発生する。
ラジカル酸素Ｏ’は２価の化学的結合手を有する。冷却ロール３の冷却面３ａに吸着してパドルＰの底部に進入したラジカル酸素Ｏ’は、２つの結合手でパドルＰの構成原子と冷却ロールの構成原子を化学的に結合させることができる。
前記化学的に結合した状態は、溶湯と冷却ロールの間の熱伝達を高めるだけでなく、Ｔｇを過ぎて固化した非晶質合金箔帯Ａと冷却ロール３の密着性を高めることに寄与する。
その結果、非晶質合金箔帯Ａは急冷されて、剥離位置における箔帯温度が低下する。
The reaction of formula (2) becomes more active as the temperature rises, and at a high temperature of 1200° C. or higher, the reverse reaction of CO+1/2O 2 →CO 2 reaches an equilibrium state. In this equilibrium state, a large amount of radical oxygen atoms O' with extremely high chemical reactivity are generated.
Radical oxygen O' has a divalent chemical bond. The radical oxygen O′ adsorbed to the cooling surface 3a of the
The chemically bonded state not only enhances the heat transfer between the molten metal and the chill roll, but also contributes to enhancing the adhesion between the amorphous alloy foil strip A solidified after passing Tg and the
As a result, the amorphous alloy foil strip A is rapidly cooled, and the temperature of the foil strip at the peeling position decreases.
ＣＯガスは上記のように、ＣＯ２ガスの作用を強化するために供給する。ＣＯガスの燃焼熱により冷却ロール３の周面に吸着した空気や水の分子が除去され、前記分子の吸着密度が低下する。これにより、冷却ロール３の周面は清浄化し、ラジカルＯ’の高反応性を生かすことができる。
したがって、供給するガスの順序を逆にすると期待する冷却効果が得られないため、好ましくない。
CO gas is supplied to enhance the action of CO2 gas, as described above. Molecules of air and water adsorbed on the peripheral surface of the
Therefore, if the order of gas supply is reversed, the expected cooling effect cannot be obtained, which is not preferable.
上記２種類のガスの作用効果を考慮して、ノズル２の開口部２ａ、２ｂ、２ｃの相互の距離を定める。
開口部２ｂと開口部２ａの距離２Ｌ１は３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましい。
前記距離２Ｌ１が３ｍｍ未満であると、パドルＰの振動を誘発して、フィッシュスケールと呼ばれる魚鱗状の欠陥が箔帯Ａの表面に生じやすくなる。また、前記距離２Ｌ１が１５ｍｍを超えるとパドルＰの熱が届きにくくなり式（２）の反応が不十分となりラジカルＯ’の発生量が不足する。
The mutual distances of the openings 2a, 2b, 2c of the
A distance 2L1 between the opening 2b and the opening 2a is preferably 3 mm or more and 15 mm or less.
When the distance 2L1 is less than 3 mm, the paddle P is induced to vibrate, and the surface of the foil strip A tends to have fish scale-like defects called fish scales. On the other hand, if the distance 2L1 exceeds 15 mm, the heat of the paddle P is difficult to reach, and the reaction of formula (2) is insufficient, resulting in an insufficient amount of radicals O' generated.
また、ＣＯガスについては、ロール表面の清浄化が主目的なので開口部２ｃの配置には自由度があるが、本発明では、開口部２ｃと開口部２ｂの距離２Ｌ２を、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲に設定する。
前記距離２Ｌ２が５ｍｍ以下では、２種類のガスが混合して希薄化し、ラジカルＯ’の発生量が不足するため、好ましくない。また、前記距離２Ｌ２が２０ｍｍを超える冷却ロール３の冷却面（周面）３ａに空気分子等が再吸着する虞があるため、好ましくない。
As for the CO gas, the main purpose is to clean the roll surface, so there is a degree of freedom in the arrangement of the openings 2c. Set to range.
If the distance 2L2 is 5 mm or less, the two kinds of gases are mixed and diluted, resulting in an insufficient amount of radicals O′ generated, which is not preferable. In addition, there is a possibility that air molecules and the like are adsorbed again to the cooling surface (peripheral surface) 3a of the
以上、詳述したように、ＣＯガスとＣＯ２ガスを順次、冷却ロール３の周面３ａのパドルＰの上流側に供給することにより、パドルＰ周りの雰囲気を制御する。
その結果、溶湯と冷却ロールの密着性が向上するのみならず、ガラス転移点を通過して固化した後も非晶質合金箔帯Ａと冷却ロール３間の密着性を高めることができ、低い温度まで良好な熱コンタクトを長く持続させることができる。
即ち、非晶質合金箔帯は冷却ロールによって十分冷却され、巻取り工程に巻き取られる前までに非晶質合金箔帯の温度を２５０℃未満に下げることができ、脆化が抑制された、靭性の高い非晶質合金箔帯を得ることができる。
As described in detail above, the atmosphere around the paddle P is controlled by sequentially supplying the CO gas and the CO 2 gas to the upstream side of the paddle P on the peripheral surface 3a of the
As a result, not only is the adhesion between the molten metal and the cooling roll improved, but also the adhesion between the amorphous alloy foil strip A and the
That is, the amorphous alloy foil strip was sufficiently cooled by the chill roll, and the temperature of the amorphous alloy foil strip could be lowered to less than 250° C. before being wound in the winding process, and embrittlement was suppressed. , an amorphous alloy foil strip with high toughness can be obtained.
ここで、ＣＯ２ガスの純度について述べる。
上記したように、ＣＯ２の供給は、固化した非晶質合金箔帯Ａと冷却ロール３が長時間、良好な熱コンタクトを持続させるためである。
そのため、ＣＯ２の純度は高いほど好ましいが、純度が１００％である必要はない。非晶質合金箔帯の板厚が薄くなればＣＯ２の純度を下げることができる。板厚に応じて、３０％以下の範囲でＡｒ、Ｎ２などの非酸化性ガスを加えてもよい。板厚が薄い非晶質合金箔帯は、熱収縮によって切断する虞がある。そのような場合、板厚に応じてＣＯ２の濃度を非酸化性ガスで希釈して、非晶質合金箔帯と冷却ロールの密着度を調節することが好ましい。
The purity of the CO 2 gas will now be discussed.
As described above, the supply of CO 2 is to maintain good thermal contact between the solidified amorphous alloy foil strip A and the
Therefore, the higher the purity of CO2 , the better, but the purity does not need to be 100%. If the thickness of the amorphous alloy foil strip is reduced, the purity of CO 2 can be lowered. A non-oxidizing gas such as Ar or N2 may be added in a range of 30% or less depending on the plate thickness. A thin amorphous alloy foil strip may be cut due to heat shrinkage. In such a case, it is preferable to adjust the degree of adhesion between the amorphous alloy foil strip and the cooling roll by diluting the concentration of CO 2 with a non-oxidizing gas according to the plate thickness.
以下に、本発明で用いることができる、溶湯供給ノズル２の変形例を挙げる。
図５に示した溶湯供給手段であるノズル２は、溶湯を吐出する開口部２ａの下流側に、ＣＯ２ガスを吐出する開口部２ｂ’を追加したノズル２である。
また、図６に示した溶湯供給手段であるノズル２は、図５に示したノズルにさらに、前記開口部２ａの側方の両側に、２つのＣＯ２ガスを吐出する開口部２ｂ’’を加えたノズル２を示している。
Modifications of the molten
The
The
図５に示したノズル２、また図６に示したノズル２のいずれのノズルにおいても、ＣＯ２ガスを吐出する開口部２ｂ、２ｂ’、２ｂ’’が、前記開口部２ａを囲うように配置されている。
その結果、ＣＯ２ガスの濃度を高め、ラジカルＯ’の発生量を増加させることができ、非晶質合金箔帯Ａと冷却ロール３の密着性を高められるため、好ましい。
In both the
As a result, the concentration of CO 2 gas can be increased, the amount of radicals O′ generated can be increased, and the adhesion between the amorphous alloy foil strip A and the
図７に示すように、溶湯供給手段であるノズル２０は、図３の溶湯を吐出する開口部２
ａを、２列のスリット状の開口部２０ａと開口部２０ａ’としたものであり、２種類の雰囲気ガスＣＯ２およびＣＯを供給するための開口部２０ｂ、２０ｃは、図３の配置と同一である。
このように、溶湯を供給する開口部２ａを複数列のスリット状にすることにより、より厚い非晶質合金箔帯を製造することができる。
尚、図７には、２列のスリット状の開口部２０ａと開口部２０ａ’を示したが、必要に応じて、３列以上の複数列のスリット状の開口部としても良い。
As shown in FIG. 7, a
a is two rows of slit-shaped openings 20a and 20a', and the openings 20b and 20c for supplying the two atmospheric gases CO2 and CO are arranged in the same manner as in FIG. is.
Thus, by forming the openings 2a for supplying the molten metal in a plurality of rows of slits, it is possible to manufacture a thicker amorphous alloy foil strip.
Although two rows of slit-shaped openings 20a and 20a' are shown in FIG. 7, three or more rows of slit-shaped openings may be used as necessary.
このノズル２０における、ＣＯガスとＣＯ２ガスを順次、パドルＰの上流側の冷却ロール３の周面に供給する手順も、ノズル２の場合と同じである。
このノズル２０を用いる方法で厚い非晶質合金箔帯を製造することにより、Ｔｇを通過して箔帯Ａと冷却ロール３と接触が固体同士になっても良好な熱コンタクトが持続し、箔帯Ａが冷却ロール３から剥離する際の箔帯Ａの温度が下がり、巻取り機４に巻き取られる箔帯Ａの温度を効率的に下げることができる。
The procedure for sequentially supplying the CO gas and the CO 2 gas to the circumferential surface of the
By producing a thick amorphous alloy foil strip by the method using this
以上述べたように、前記溶湯供給手段（ノズル）は溶湯を供給するための供給孔に加えて、ＣＯガスとＣＯ２ガスを供給するための２つの供給孔を備えているため、溶湯と冷却ロールの密着性が向上するのみならず、ガラス転移点を通過して固化した後も非晶質合金箔帯と冷却ロール間の密着性を高めることができ、低い温度まで良好な熱コンタクトを長く持続させることができる。
その結果、非晶質合金箔帯を冷却ロールによって十分冷却することができ、巻取り工程に巻き取られる前までに非晶質合金箔帯の温度を２５０℃未満に下げることができる。
更に、溶湯を吐出する開口部を、複数のスリット状の開口部とすることにより、より厚い非晶質合金箔帯Ａを製造することができる。
As described above, the molten metal supply means (nozzle) has two supply holes for supplying CO gas and CO2 gas in addition to a supply hole for supplying molten metal. Not only does it improve the adhesion of the rolls, but it can also improve the adhesion between the amorphous alloy foil strip and the cooling roll after it has passed through the glass transition point and solidified, so that good thermal contact can be maintained for a long time even at low temperatures. can be sustained.
As a result, the amorphous alloy foil strip can be sufficiently cooled by the chill roll, and the temperature of the amorphous alloy foil strip can be lowered to less than 250° C. before being wound in the winding process.
Furthermore, the amorphous alloy foil strip A having a greater thickness can be manufactured by forming the openings for discharging the molten metal into a plurality of slit-like openings.
（更なる冷却付加的手段、冷却方法）
ところで、非晶質合金箔帯の板厚と幅がさらに拡大した場合に、前記溶湯供給手段（ノズル）のみでは冷却が十分ではない虞もある。そのため、巻取り機に巻き取られる前の非晶質合金箔帯Ａの温度を２５０℃未満に低下させるために、更なる冷却付加的手段、方法について説明する。
(Further cooling additional means, cooling method)
By the way, when the thickness and width of the amorphous alloy foil strip are further increased, there is a possibility that the molten metal supply means (nozzle) alone may not provide sufficient cooling. Therefore, in order to reduce the temperature of the amorphous alloy foil strip A to less than 250° C. before being wound by the winder, additional cooling means and methods will be described.
例えば、板厚が４５μｍを超えて、さらに厚くなると熱収縮によって、非晶質合金箔帯Ａは、冷却ロール３からの剥離しやすくなる。箔帯の剛性が増すためである。
その結果、非晶質合金箔帯Ａと冷却ロール３から剥離すると、良好な熱コンタクトを持続させることができず、非晶質合金箔帯を冷却ロールによって十分な冷却ができない。
そのため、巻取り機に巻き取られる前の非晶質合金箔帯Ａの温度を２５０℃未満に低下させるための、更なる冷却付加手段を追加することが好ましい。
以下に、冷却付加手段及びその冷却方法ついて説明する。
For example, when the plate thickness exceeds 45 μm, the amorphous alloy foil strip A is easily peeled off from the
As a result, when the amorphous alloy foil strip A is separated from the
Therefore, it is preferable to add additional cooling means for lowering the temperature of the amorphous alloy foil strip A to less than 250° C. before winding on the winding machine.
The cooling addition means and its cooling method will be described below.
（冷却付加手段としてブラシローラを用いる冷却方法）
図８に示すように、本発明にかかる非晶質合金箔帯の製造装置１には、冷却付加的手段として、非晶質合金箔帯Ａを冷却ロール３に押し付けるブラシローラ７が設けられている。
このブラシローラ７を、非晶質合金箔帯Ａの自由面Ｆ（冷却ロール３と接している面の反対面）に押し付けて、密着度を高めることにより、前記非晶質合金箔帯Ａの冷却ロール３による冷却効果を長く持続させる。
その結果、４５μｍ以上に厚く、幅の広い非晶質合金箔帯Ａにあっても、巻取り前の温度を低下させることができる。
(Cooling method using brush rollers as cooling addition means)
As shown in FIG. 8, the amorphous alloy foil
The
As a result, even in the amorphous alloy foil strip A having a thickness of 45 μm or more and a wide width, the temperature before winding can be lowered.
好ましくは、前記した溶湯を供給するための供給孔に加えて、ＣＯガスとＣＯ２ガスを供給するための２つの供給孔を備えた溶湯供給手段（ノズル）に、更にブラシローラ７を付加して用いることにより、冷却ロール３の冷却能力が十分に発揮され、巻取り前の非晶質合金箔帯Ａの温度を２５０℃以下に下げることができる。
尚、ブラシローラの材質は一般に使われているものでよい。
Preferably, a
Incidentally, the material of the brush roller may be one that is generally used.
（冷却付加手段としてテンションローラを用いる冷却方法）
図９に示すように、本発明にかかる非晶質合金箔帯の製造装置１には、１対のテンションローラ８、８’が、冷却ロール３と巻き取り機４との間に設けられ、巻き取り機４に巻き取られる非晶質合金箔帯Ａに対して、所定の張力を与えている。
前記テンションローラ８、８’の内部には流路が設けられ、水などの冷却媒体を流通させることにより、非晶質合金箔帯Ａを冷却する。
(Cooling Method Using Tension Roller as Cooling Adding Means)
As shown in FIG. 9, the
Flow paths are provided inside the
更に、図１０に示すように、冷却ロール３と巻き取り機４との間に、更に複数のテンションローラ９、９’を設けても良い。
追加したテンションローラ９、９’は、テンションローラ８、８’と同様に、その内部は、水等の冷却媒体が流通する流路が設けられている。
このように、テンションローラ８、８’、９、９’によって、非晶質合金箔帯Ａをより冷却することができるため、巻取り前の非晶質合金箔帯Ａの温度を２５０℃以下に下げることができる。
尚、図１０には、テンションローラ８、８’、９、９’の４個のテンションローラを示したが、より冷却するために必要に応じて、テンションローラの数を増やし、冷却能力を高めても良い。
Furthermore, as shown in FIG. 10, a plurality of tension rollers 9, 9' may be further provided between the cooling
Like the
In this way, the
Although four
（冷却付加手段として冷却ガス吹付けノズルを用いる冷却方法）
図１１に示すように、本発明にかかる非晶質合金箔帯の製造装置１には、冷却ロール３と巻き取り機４との間に、非晶質合金箔帯Ａを挟んで、上下に複数の冷却ガス吹付けノズル１０が設けられている。
この冷却ガス吹付けノズル１０によって非晶質合金箔帯Ａの上下面に冷却ガスを吹付け、非晶質合金箔帯Ａの表裏両面から冷却することによりさらに冷却効果を上げることができる。
その結果、４５μｍ以上に厚く、幅の広い非晶質合金箔帯Ａにあっても、巻取り前の温度を２５０℃未満に下げることができる。
(Cooling method using a cooling gas spray nozzle as additional cooling means)
As shown in FIG. 11, in the
Cooling gas is sprayed on the upper and lower surfaces of the amorphous alloy foil strip A by the cooling
As a result, even with the amorphous alloy foil strip A having a thickness of 45 μm or more and a wide width, the temperature before winding can be lowered to less than 250°C.
（冷却ロール３の逆回転による冷却法）
上記説明した非晶質合金箔帯Ａを冷却する冷却付加手段は、溶湯を供給する開口部が複数列のスリット状に設けられている溶湯供給手段（ノズル）においても有効である。
しかしながら、溶湯を供給する開口部が複数列のスリット状に設けられている溶湯供給手段（ノズル）２０を用いて製造する場合、冷却ロール３の回転速度が速いため、剥離点に達するまでの非晶質合金箔帯Ａとロール３の接触時間が短く、上記した冷却付加手段では、巻取り機に巻き取られる前の温度を２５０℃未満に下げることができない虞がある。
この冷却ロール３の逆回転による冷却法は、巻取り機に巻き取られる前の温度を２５０℃未満に下げるため、あえて冷却ロール３の回転方向を逆転させ、剥離点に達するまでの非晶質合金箔帯Ａとロール３の接触時間を長くし、巻取り機に巻き取られる前の温度を２５０℃未満に下げるものである。
(Cooling method by reverse rotation of cooling roll 3)
The additional cooling means for cooling the amorphous alloy foil strip A described above is also effective in a molten metal supply means (nozzle) in which openings for supplying molten metal are provided in a plurality of rows of slits.
However, when manufacturing using the molten metal supply means (nozzle) 20 in which the openings for supplying the molten metal are provided in a plurality of rows of slits, the rotation speed of the
In this cooling method by reverse rotation of the
前記冷却ロール３を逆転する場合、図１２に示すように、箔帯Ａを巻取り機４に搬送するためには、箔帯Ａが冷却ロール３に接触した状態で半周させなければならない。
しかし、厚い箔帯Ａでは冷却ロール３の下部に近づくと冷却ロール３から剥離して巻取り機４の方向に搬送できない場合が生じる。
When the
However, when the thick foil strip A comes close to the lower part of the
この搬送できない事態を防止するため、この製造装置１には、図１２に示すように、冷却ロール３の側方にブラシローラ７が設けられ、更に冷却ロール３の底部側に高圧ガス吹き付けノズル２１が設けられている。
即ち、ブラシローラ７で冷却ロール３の側方に位置する箔帯Ａを、冷却ロール３の周面に押し付け、さらに高圧ガス吹き付けノズル２１から高圧ガスを吹き付け、冷却ロール３の底部側に位置する箔帯Ａを、冷却ロール３の周面に押し付ける。
尚、高圧ガス吹き付けノズル２１は、冷却ロール３の周面に沿って複数のノズルが配置され、冷却ロール３の底部側に位置する箔帯Ａに高圧ガスを吹き付けるように構成されている。
12, the
That is, the foil strip A located on the side of the
The high-pressure
これにより、箔帯Ａの冷却ロール３からの剥離を防止しつつ、箔帯Ａが冷却ロール３を半周以上巻回して、巻取り機４が設置された方向へ誘導され、巻取り機で巻き取られる。
その結果、巻取り前の箔帯Ａの温度をより低下させることができ、冷却ロール３の周速を変えずに厚くて広い非晶質合金箔帯Ａの巻取り前の温度を２５０℃未満にすることができ、高靭性の非晶質合金箔帯を製造することが可能になる。
尚、冷却ロール３の逆回転による冷却法は、図３に示すような、溶湯を供給するための供給孔（開口部）が一つのノズルにも適用することができる。
As a result, while preventing the peeling of the foil strip A from the
As a result, the temperature of the foil strip A before winding can be further lowered, and the temperature of the thick and wide amorphous alloy foil strip A before winding can be reduced to less than 250° C. without changing the peripheral speed of the
The cooling method by reverse rotation of the
（冷却ロール３の大径化による冷却法）
溶湯を供給する開口部が複数列のスリット状に設けられている溶湯供給手段（ノズル）２０を用いて製造する場合、冷却ロール３の直径は大きいほど有利である。巻取り機が設置された方向に回転（正転）しても、剥離までの距離を十分確保できるからである。ロール３の直径が大きいほど、冷却ロール３の周長が長いので、ブラシローラ７の押付けなど、箔帯Ａの温度を下げるための補助冷却手段を講じる自由度が増すためである。
(Cooling method by enlarging the diameter of the cooling roll 3)
When manufacturing using a molten metal supply means (nozzle) 20 in which openings for supplying molten metal are provided in a plurality of rows of slits, the larger the diameter of the
このように、板厚の厚い非晶質合金箔帯の製造において、冷却ロール３の直径が設備上の重要なポイントとなる。
本発明では、直径が１ｍより大きいロールを使用する。ただし、過大な直径の冷却ロールは、それを支持する機構の強度や冷却する機構に問題を生じる場合がある。経済性も勘案する総合的観点から、本発明では、用いる冷却ロール３の直径に上限を設け、冷却ロール３の直径を１ｍ以上、３ｍ以下とするのが好ましい。
尚、冷却ロール３の大径化による冷却法は、図３に示すような、溶湯を供給するための供給孔（開口部）が一つのノズルにも適用することができる。
As described above, the diameter of the
The present invention uses rolls with a diameter greater than 1 m. However, a cooling roll with an excessively large diameter may cause problems in the strength of the supporting mechanism and the cooling mechanism. In the present invention, it is preferable to set an upper limit on the diameter of the
The cooling method by increasing the diameter of the
（非晶質合金箔帯Ａの組成）
本発明にかかる非晶質合金箔帯Ａの組成を化学式で示すと、Ｆｅａ Ｂｂ Ｓｉｃ Ｃｄ（原子％）で表されるＦｅ基合金である。ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００である。
ここで、主成分Ｆｅの含有量ａは７５－８３原子％の範囲とする。ａが７５原子％以下の場合、Ｂｓ（飽和磁束密度）が１．５Ｔ（テスラ）を下回り磁性材料として用途が制限される。また、ａが８３原子％を超えると非晶質化が困難になるからである。
(Composition of amorphous alloy foil strip A)
When the composition of the amorphous alloy foil strip A according to the present invention is represented by a chemical formula, it is an Fe-based alloy represented by Fea Bb Sic Cd (atomic %). However, a+b+c+d=100.
Here, the content a of the main component Fe is in the range of 75-83 atomic %. When a is 75 atomic % or less, Bs (saturation magnetic flux density) is less than 1.5 T (Tesla), and the application as a magnetic material is limited. Also, if a exceeds 83 atomic %, it becomes difficult to amorphize.
Ｆｅ以外の個々の元素に関する限定理由は以下の通りである。
ホウ素Ｂは非晶質形成に必須の元素であり、少なくとも８原子％の含有が必要である。ただし、希少元素で高価なので上限を１５原子％に設定し、ｂ＝８－１５（原子％）とした。
珪素Ｓｉは保磁力を下げて軟磁気特性を向上させる元素である。ただし、過量の添加は結晶化温度Ｔｘの低下を招くので、本発明では、ｃ＝３～９（原子％）の範囲に限定する。
炭素ＣはＦｅとＣｕ合金との濡れ性を向上させ、冷却ロールとの熱コンタクトを高めるために添加する。ただし、過量のＣの添加は、結晶化温度Ｔｘを低下させ、脆化を招くので上限を３原子％に設定する。
The reasons for limiting the individual elements other than Fe are as follows.
Boron B is an essential element for amorphous formation, and should be contained in an amount of at least 8 atomic %. However, since it is a rare element and expensive, the upper limit was set to 15 atomic %, and b=8-15 (atomic %).
Silicon Si is an element that lowers the coercive force and improves the soft magnetic properties. However, since excessive addition causes a decrease in the crystallization temperature Tx, c is limited to the range of 3 to 9 (atomic %) in the present invention.
Carbon C is added to improve wettability between Fe and Cu alloys and enhance thermal contact with the chill roll. However, the addition of an excessive amount of C lowers the crystallization temperature Tx and causes embrittlement, so the upper limit is set to 3 atomic %.
前記３つの半金属成分に加えて、Ｆｅの一部を次の副成分を置換してもよい。コバルトＣｏの１５原子％以下、ニッケルＮｉの１０％以下に置換しても良い。
Ｃｏは添加によりＢｓ（飽和磁束密度）を向上させる元素である。ただし、Ｃｏは高価なので１５原子％を上限とする。
Ｎｉは軟磁気特性を向上させる元素である。しかし、Ｎｉの多量の添加はキュリー温度Ｔｃを下げて常温のＢｓ（飽和磁束密度）を下げるので１０原子％を上限とする。
In addition to the three metalloid components, Fe may be partially replaced with the following subcomponents. 15 atomic % or less of cobalt Co and 10% or less of nickel Ni may be substituted.
Co is an element that improves Bs (saturation magnetic flux density) by addition. However, since Co is expensive, the upper limit is set to 15 atomic %.
Ni is an element that improves soft magnetic properties. However, the addition of a large amount of Ni lowers the Curie temperature Tc and Bs (saturation magnetic flux density) at room temperature, so the upper limit is 10 atomic %.
さらに、副成分として、Ｆｅの一部をクロムＣｒの３原子％以下、モリブデンＭｏの３原子％以下、錫Ｓｎの０．５原子％以下で置換しても良い。
Ｃｒの添加は耐食性を高める効果があり、Ｍｏの添加は耐食性と非晶質形成能を高める効果がある。ただし、Ｃｒ、ＭｏはＢｓ（飽和磁束密度）を下げるので添加量の上限をいずれも３原子％とする。
Ｓｎは界面および表面偏析元素であり、Ｓｎを添加すると非晶質箔帯の冷却ロール接触面に偏析してエアポケットの形成を抑える作用がある。しかし、Ｓｎの偏析が過量になると逆に脆化を招くことがあるので添加量は０．５原子％以下とする。
Furthermore, as subcomponents, a part of Fe may be replaced with 3 atomic % or less of chromium Cr, 3 atomic % or less of molybdenum Mo, and 0.5 atomic % or less of tin Sn.
Addition of Cr has the effect of enhancing corrosion resistance, and addition of Mo has the effect of enhancing corrosion resistance and ability to form amorphous. However, since Cr and Mo lower the Bs (saturation magnetic flux density), the upper limit of the amount of addition is set to 3 atomic % for both.
Sn is an element that segregates on the interface and on the surface. When Sn is added, it segregates on the cooling roll contact surface of the amorphous foil strip and has the effect of suppressing the formation of air pockets. However, excessive segregation of Sn may lead to embrittlement, so the amount added should be 0.5 atomic % or less.
前記の合金組成において、結晶化温度Ｔｘの高い組成ほど箔帯の脆化を始める温度が低い。
即ち、結晶化温度が高いほど非晶質構造が安定で脆化しにくいことを意味する。この理由から、本発明では、結晶化温度Ｔｘが４８０℃以上の前記の合金組成とする。
尚、結晶化温度Ｔｘは、JIS H 7151(1991)の方法で測定される結晶化温度とする。
In the above alloy composition, the higher the crystallization temperature Tx, the lower the embrittlement temperature of the foil strip.
That is, it means that the higher the crystallization temperature, the more stable the amorphous structure and the less embrittlement. For this reason, in the present invention, the above alloy composition having a crystallization temperature Tx of 480° C. or higher is used.
The crystallization temperature Tx is the crystallization temperature measured by the method of JIS H 7151 (1991).
上記実施形態では、Ｆｅ基非晶質合金を例にとって説明したが、本発明はＦｅ基非晶質合金に特定されるものではなく、ナノ結晶合金など単ロール法で作製される合金箔帯にも広く適用することができる。例えば、Ｆｅ基のナノ結晶合金の前駆体は非晶質構造を有しているので適用可能である。 In the above embodiment, the Fe-based amorphous alloy has been described as an example, but the present invention is not limited to the Fe-based amorphous alloy, but is applicable to alloy foil strips such as nanocrystalline alloys produced by a single roll method. can also be widely applied. For example, Fe-based nanocrystalline alloy precursors are applicable because they have an amorphous structure.
（実施例）
次に、板厚が３５μｍ以上に厚く、幅が６０ｍｍ以上に広い、曲げ破壊歪εｆが０．０５以上の高靭性を有する非晶質合金箔帯を製造する方法と製造装置について実施例を挙げて説明する。
(Example)
Next, an example of a method and a manufacturing apparatus for manufacturing an amorphous alloy foil strip having a thickness of 35 μm or more, a width of 60 mm or more, and a bending fracture strain εf of 0.05 or more and having high toughness will be given. to explain.
（実施例１）
組成がＦｅ８０ Ｂ１３ Ｓｉ７（原子％）となるように配合した合金を溶解炉で溶解し、溶けた１３５０℃の溶湯をタンディッシュ６に注いだ。
そして、図１に示すよう製造装置１を用いて、前記溶湯をタンディッシュ６の底部に設けたノズル２を介してＣｕ合金製の冷却ロール３に供給して冷却し非晶質合金箔帯を形成した。
続いて、前記非晶質合金箔帯Ａは冷却ロール３から剥離後、巻取り機４に誘導され巻取り機でコイル状に巻き取った。
ここで、冷却工程と巻取り工程は連続しており、用いた冷却ロール３の直径は２ｍで、内部に冷却水を流して冷却している。
(Example 1)
An alloy blended to have a composition of Fe80B13Si7 (atomic %) was melted in a melting furnace, and the molten metal at 1350°C was poured into the
Then, as shown in FIG. 1, using a
Subsequently, the amorphous alloy foil strip A was peeled off from the
Here, the cooling process and the winding process are continuous, and the diameter of the
溶湯を供給するためのノズルは、図３に例示するような開口部が設けられている。その寸法は、溶湯を供給する（吐出する）開口部２ａのスリット長さ２ａＷが１００ｍｍ、幅２ａＬ１が０．４ｍｍである。
また、前記開口部２ａから上流側に５ｍｍ（２Ｌ１）離れて設けたＣＯ２ガスを供給する（吐出する）ための開口部２ｂの長さ２ｂＷは１２０ｍｍ、幅２ｂＬ１が０．２ｍｍである。
更に、開口部２ｂから上流側に１０ｍｍ（２Ｌ２）離れた位置に、長さ２ｃＷが１３０ｍｍ、幅２ｃＬ１が０．３ｍｍのＣＯガスを供給する（吐出する）ための開口部２ｃである。
A nozzle for supplying molten metal is provided with an opening as illustrated in FIG. As for the dimensions, the slit length 2aW of the opening 2a for supplying (discharging) the molten metal is 100 mm, and the width 2aL1 is 0.4 mm.
The length 2bW of the opening 2b for supplying (discharging) the CO 2 gas provided 5 mm (2L1) upstream from the opening 2a is 120 mm, and the width 2bL1 is 0.2 mm.
Furthermore, an opening 2c for supplying (discharging) CO gas having a length 2cW of 130 mm and a width 2cL1 of 0.3 mm is located 10 mm (2L2) upstream from the opening 2b.
前記ノズル２を介して、前記合金溶湯を冷却ロール３の周面上に供給しつつ、溶湯パドルＰの上流側にＣＯ２ガス、その上流側にＣＯを、冷却ロールの周面に供給した。そして、板厚が４０μｍとなるように、冷却ロール３の周速と溶湯の吐出圧力を調整した。
尚、箔帯の幅は、冷却ロール３の周速、ノズル２の吐出圧力を変えても変化しない。箔帯の幅は開口部２ａの長さ２ａＷで、ほぼ決定する。
While supplying the molten alloy onto the peripheral surface of the
The width of the foil strip does not change even if the peripheral speed of the
また、ここでは図８に示すブラシロール７を用いず、合金溶湯を冷却ロール３の周面上に供給した位置から、箔帯が冷却ロールを剥離する位置までの距離（剥離点距離）は、１．３５ｍであった。
Further, here, without using the
冷却ロールを剥離した箔帯は、連続的に巻取り機に誘導され、コイル状に巻き取った。
尚、巻き取られる前の箔帯の温度は、２１０℃であった。
巻き取られた前記非晶質合金箔帯は、鋳造が終了した後、巻取り機に設置された巻き芯ごと巻取り機から別の場所に移した。
The foil strip stripped from the cooling roll was continuously guided to a winding machine and wound into a coil.
The temperature of the foil strip before winding was 210°C.
After the casting was completed, the wound amorphous alloy foil strip was moved from the winding machine to another place together with the winding core installed in the winding machine.
そして、コイルの設置場所でコイル状のまま１０時間経過したのち、前記のコイルから採取された板厚４０μｍの非晶質合金箔帯から試料を採取して、曲げ破壊歪εｆを測定し靭性を評価した。
この曲げ破壊歪εｆは次のような方法で求めた。
式（１）において、ｔは箔帯試料の板厚であり、曲げ破壊歪Ｄｆは、２枚の平行平板の隙間に箔帯自由面を外側にして１８０°曲げた前記の箔帯試料を挟んだ状態で、平行平板の間隔を狭めていき、試料に亀裂が生じたときの２枚の平板内側の距離である。因みに、曲げた試料を１８０°曲げて密着させても割れが生じない場合はＤｆ＝２ｔなのでεｆの値は１となる。
上記試料の測定結果は、曲げ破壊歪εｆ＝０．１であった。尚、その他のデータは表１にまとめて示す。
Then, after 10 hours have passed in the coil state at the place where the coil is installed, a sample is taken from the amorphous alloy foil strip with a thickness of 40 μm taken from the coil, and the bending fracture strain εf is measured to measure the toughness. evaluated.
This bending fracture strain εf was obtained by the following method.
In formula (1), t is the plate thickness of the foil strip sample, and the bending fracture strain Df is obtained by sandwiching the foil strip sample bent 180° with the free surface of the foil strip facing outward in the gap between two parallel plates. It is the distance between the two flat plates when the gap between the parallel plates is narrowed in this state and a crack occurs in the sample. Incidentally, the value of εf is 1 because Df=2t when no crack occurs even if the bent sample is bent 180° and brought into close contact.
The measurement result of the above sample was bending fracture strain εf=0.1. Other data are summarized in Table 1.
表１に示すように、ＣＯ２とＣＯの２種類のガスを供給して製造した非晶質合金箔帯は、板厚が４０μｍと厚いにもかかわらず、曲げ破壊歪εｆが０．０５より大きく、スリットなどの機械加工性が向上した。
尚、曲げ破壊歪εｆが、０．０５以上であれば、切断、スリット、打抜きなどの機械加工性が良好であるため、曲げ破壊歪εｆが０．０５以上を本発明の基準としている。
As shown in Table 1, the amorphous alloy foil strip manufactured by supplying two kinds of gases, CO 2 and CO, has a bending fracture strain εf of more than 0.05 even though the plate thickness is as thick as 40 μm. It is large, and machinability such as slitting is improved.
Incidentally, if the bending fracture strain εf is 0.05 or more, the machinability of cutting, slitting, punching, etc. is good, so the bending fracture strain εf of 0.05 or more is the standard of the present invention.
（実施例２）
本実施例２では図１２に示す装置を用いて、前記実施例１と同じ合金組成Ｆｅ８０ Ｂ１３ Ｓｉ７（原子％）の非晶質合金箔帯を作製する、以下の実験をおこなった。冷却ロールの直径は実施例１と同じ２ｍで、ロールの回転を逆方向とした。前記合金の溶湯を供給するために、図７に示すような、溶湯を吐出する開口部を２列のスリット状の開口部２０ａと開口部２０ａ’とした、ノズル２０を用いて厚い非晶質合金箔帯を製造した。
用いたノズル２０は、図７において、開口部２０ａと開口部２０ａ’の幅は０．４ｍｍで、開口部２０ａと開口部２０ａ’の長さは１００ｍｍとし、開口部２０ａと開口部２０ａ’の間隔は２ｍｍとした。
(Example 2)
In Example 2, using the apparatus shown in FIG. 12, the following experiment was carried out to produce an amorphous alloy foil strip having the same alloy composition Fe80B13Si7 (atomic %) as in Example 1 above. The cooling roll had a diameter of 2 m, which was the same as in Example 1, and the roll was rotated in the opposite direction. In order to supply the molten metal of the alloy, as shown in FIG. An alloy foil strip was produced.
7, the width of the openings 20a and 20a' is 0.4 mm, the length of the openings 20a and 20a' is 100 mm, and The interval was 2 mm.
ＣＯ２ガス、およびＣＯガスを供給するための開口部２０ｂと２０ｃの幅、長さと配置位置は、実施例１で用いたノズル２と同一とした。
即ち、開口部２０ａ’から上流側に５ｍｍ離れて設けられた、ＣＯ２ガスを供給する（吐出する）ための開口部２０ｂの長さは１２０ｍｍ、幅は０．２ｍｍである。
更に、開口部２０ｂから上流側に１０ｍｍ離れて設けられた、ＣＯガスを供給する（吐出する）ための開口部２０ｃの長さは１３０ｍｍ、幅は０．３ｍｍである。
The width, length and arrangement position of the openings 20b and 20c for supplying the CO 2 gas and the CO gas were the same as those of the
That is, the opening 20b for supplying (discharging) the CO 2 gas provided 5 mm upstream from the opening 20a' has a length of 120 mm and a width of 0.2 mm.
Furthermore, the opening 20c for supplying (discharging) the CO gas provided 10 mm upstream from the opening 20b has a length of 130 mm and a width of 0.3 mm.
本実施例２では冷却ロールの回転が実施例１と逆方向なので、巻取り機に誘導するためには非晶質合金箔帯を前記冷却ロールに密着させたまま剥離点まで少なくとも半周させる必要がある。剥離点までの距離が長いため、箔帯がロールから剥離するのを防ぐためにノズル位置から１．５ｍ離れた位置で箔帯Ａを冷却ロール３に押し付けるブラシローラ７を設置した。（直径２ｍロール半周の長さはおおよそ３ｍなので、１．５ｍはロールがおおよそ９０°回転した位置）
さらにブラシローラ７に隣接して図１２に示すように、高圧ガス吹付けノズル２１を設けた。前記高圧ガス吹き付けノズル２１は箔帯Ａの進行方向に傾けて配置した。
尚、合金溶湯を冷却ロール３の周面上に供給した位置から、箔帯が冷却ロールを剥離する位置までの距離（剥離点距離）は、３．５ｍであった。
In Example 2, the cooling roll rotates in the opposite direction to that in Example 1. Therefore, in order to guide the amorphous alloy foil strip to the winding machine, it is necessary to rotate the amorphous alloy foil strip at least halfway to the peeling point while being in close contact with the cooling roll. be. Since the distance to the peeling point is long, a
Further, adjacent to the
The distance from the position where the molten alloy was supplied onto the peripheral surface of the
上記の条件のもとに実施例１と同様に、２種類のガスＣＯとＣＯ２を順次、上流側からパドルＰに供給する方法で鋳造を行った。
鋳造された非晶質合金箔帯の板厚は４５μｍで、巻取りまえの箔帯の表面温度は２４０℃であった。巻き取られた箔帯をコイル状のまま１０時間保持した後、採取した試料の曲げ破壊歪εｆを、実施例１と同様にして測定した。その結果を表１に示す。
Under the above conditions, casting was performed in the same manner as in Example 1 by supplying two types of gases CO and CO 2 sequentially to the paddle P from the upstream side.
The thickness of the cast amorphous alloy foil strip was 45 µm, and the surface temperature of the foil strip before winding was 240°C. After holding the coiled foil strip for 10 hours, the flexural fracture strain εf of the collected sample was measured in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.
この実施例２においても、表１に示すように、曲げ破壊歪εｆは０．０６で、機械加工性が向上した。 Also in Example 2, as shown in Table 1, the bending fracture strain εf was 0.06, and the machinability was improved.
（比較例）
比較のため、本発明の実施例と同じ装置を用いて、同じ合金組成の非晶質合金箔帯を作製した。パドル周りの雰囲気の影響を比較するため、大気中、ＣＯ２ガス単独供給、ＣＯガス単独供給、の３種の方法で非晶質合金箔帯を作製した。
ノズル２は実施例１と同じ構造のものを使用した。ただし、大気中鋳造では溶湯を供給する開口部２ａのみを使用し、雰囲気ガスを供給する場合はガスの種類に応じた開口部２ｂ、２ｃを用いた。
前記３種類の条件で鋳造された非晶質合金箔帯を巻取り後コイル状で１０時間保持したのち、前記のコイルから採取した試料の曲げ破壊歪εｆを、実施例１と同様にして測定した。
その結果、表１に示すように、曲げ破壊歪εｆの値は、大気中では０．００５（比較例１）、ＣＯ２ガスでは０．０３（比較例２）、ＣＯガスでは０．０１（比較例３）であり、曲げ破壊歪εｆが０．０５を下回っており、機械加工性が良くなかった。
また、比較例の箔帯の巻取り前の温度は、表１に示すようにいずれも２５０℃をこえていた。
(Comparative example)
For comparison, an amorphous alloy foil strip having the same alloy composition was produced using the same apparatus as in the example of the present invention. In order to compare the effects of the atmosphere around the paddle, amorphous alloy foil strips were produced by three methods of supplying CO 2 gas alone and CO gas alone in the air.
A
After winding the amorphous alloy foil strip cast under the above three conditions and maintaining it in a coil shape for 10 hours, the bending fracture strain εf of the sample taken from the coil was measured in the same manner as in Example 1. bottom.
As a result, as shown in Table 1, the value of bending fracture strain εf was 0.005 in air (Comparative Example 1), 0.03 in CO2 gas (Comparative Example 2), and 0.01 in CO gas (Comparative Example 2). In Comparative Example 3), the bending fracture strain εf was less than 0.05, and the machinability was poor.
Moreover, as shown in Table 1, the temperatures of the foil strips of the comparative examples before winding exceeded 250°C.
以上の結果が示すように、本発明の方法を用いて、巻取り機に巻き取られる前の箔帯の温度を２５０℃未満することにより、板厚が厚くかつ幅が広い、高靭性を有する非晶質合金箔帯を製造することができる。 As the above results show, using the method of the present invention, the temperature of the foil strip before being wound on the winder is set to less than 250 ° C., resulting in a thick and wide sheet and high toughness. Amorphous alloy foil strips can be produced.
１ 非晶質合金箔帯製造装置
２ 溶湯供給ノズル
２ａ 溶湯供給孔の開口部
２ｂ ＣＯ２ガス供給孔の開口部
２ｂ’ ＣＯ２ガス供給孔の開口部
２ｂ’’ ＣＯ２ガス供給孔の開口部
２ｃ ＣＯガス供給孔の開口部
３ 冷却ロール
３ａ 冷却ロールの外周面
４ 巻取り機（巻取りロール）
５ 吸引・張力調整手段
６ タンディッシュ
７ ブラシローラ
８ テンションローラ
８’ テンションローラ
９ テンションローラ
９’ テンションローラ
１０ 冷却ガス吹付けノズル
１１ 冷却ガス吹付けノズル
２０ 溶湯を供給（吐出する）ノズル（２つのスリットを備えるノズル）
２０ａ 溶湯供給孔の開口部
２０ｂ ＣＯ２ガス供給孔の開口部
２０ｃ ＣＯガス供給孔の開口部
２１ 高圧ガス吹き付けノズル
Ａ 非晶質合金箔帯
Ｐ パドル
Ｔｇ ガラス転移点
1 Amorphous alloy foil
5 Suction/tension adjusting means 6
20a Molten metal supply hole opening 20b CO 2 gas supply hole opening 20c CO gas
Claims (7)
前記溶湯供給手段は、合金溶湯を供給するための溶湯供給孔の開口部と、
前記冷却ロールの進行方向に対して前記溶湯供給孔の上流側に近接して、ＣＯ２ガスを供給するためのＣＯ２供給孔の開口部と、
前記ＣＯ２供給孔の開口部の上流側に近接して、ＣＯガスを供給するためのＣＯ供給孔の開口部と、
を備え、
供給された合金溶湯によって形成されるパドルの上流側から、ＣＯガス、次いでＣＯ２ガスの順番に冷却ロールの周面に供給することによりパドル周りの雰囲気を制御し、非常質合金箔帯と冷却ロールを密着させることを特徴とする非晶質合金箔帯の製造装置。 A cooling roll having an outer peripheral surface as a cooling surface, a molten metal supply means for supplying molten alloy to the cooling roll, and a winder for winding the amorphous alloy foil strip cooled by the cooling roll. In manufacturing equipment,
The molten metal supply means includes an opening of a molten metal supply hole for supplying the molten alloy,
an opening of a CO2 supply hole for supplying CO2 gas, adjacent to the upstream side of the molten metal supply hole with respect to the traveling direction of the cooling roll;
an opening of a CO supply hole for supplying CO gas, adjacent to the upstream side of the opening of the CO2 supply hole;
with
From the upstream side of the paddle formed by the supplied molten alloy, the atmosphere around the paddle is controlled by sequentially supplying CO gas and then CO2 gas to the peripheral surface of the cooling roll, and the non-quality alloy foil strip and cooling An apparatus for manufacturing an amorphous alloy foil strip characterized by bringing rolls into close contact with each other.
ただし、曲げ破壊歪εｆ＝ｔ／（Ｄｆ－ｔ）で表示され、ｔは非晶質合金箔帯の板厚、Ｄｆは曲げ破壊試験で亀裂が生じる、非晶質合金箔帯の曲げ直径である。 The amorphous alloy foil strip manufactured by the manufacturing method of claim 6 has a plate thickness of 35 μm or more, a width of 60 mm or more, and a bending fracture strain εf value of 0.05 or more. and an amorphous alloy foil strip.
However, the bending fracture strain εf = t / (Df - t), where t is the plate thickness of the amorphous alloy foil strip, and Df is the bending diameter of the amorphous alloy foil strip at which cracks occur in the bending fracture test. be.
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