JPH02117752A - 無定形金属合金線材を得る方法および装置 - Google Patents
無定形金属合金線材を得る方法および装置Info
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- JPH02117752A JPH02117752A JP1246221A JP24622189A JPH02117752A JP H02117752 A JPH02117752 A JP H02117752A JP 1246221 A JP1246221 A JP 1246221A JP 24622189 A JP24622189 A JP 24622189A JP H02117752 A JPH02117752 A JP H02117752A
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-
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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。
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〕
本発明は無定形金属合金線材に関するものであり、特に
鉄を主成分とする無定形合金を液中で急速冷却する事に
よって無定形金属合金線材を得る方法および装置に関す
るものである。
鉄を主成分とする無定形合金を液中で急速冷却する事に
よって無定形金属合金線材を得る方法および装置に関す
るものである。
回転ドラムの内側面に遠心力によって張り付けられた冷
却液層または運動中のコンベア・ベルトの底部に配置さ
れた冷却液層、例えば水層の中に溶融合金噴流を噴射す
る事によって無定形線材を製造する方法は公知である。
却液層または運動中のコンベア・ベルトの底部に配置さ
れた冷却液層、例えば水層の中に溶融合金噴流を噴射す
る事によって無定形線材を製造する方法は公知である。
このような方法は例えば米国特許第3,845,805
号および米国特許第4,523,626号に記載されて
いる。
号および米国特許第4,523,626号に記載されて
いる。
これらの方法は下記の欠点を有する。
噴流が滴状に分解する傾向を有するので、噴流が不連続
となって連続線材を得る事が不可能となり、あるいは不
規則な断面の連続線材が得られる。
となって連続線材を得る事が不可能となり、あるいは不
規則な断面の連続線材が得られる。
このような滴状分解を防止するため、鉄を主成分とする
合金の場合には下記の操作条件を守る必要がある。
合金の場合には下記の操作条件を守る必要がある。
一溶融金属ノズルと冷却水との間隔を短くし、約3m1
l以下とする。
l以下とする。
一噴流の噴射速度を高くし、少なくとも約8m/秒とし
なければならない。すなわちノズルを通して金属を噴射
するガスの圧力を高くし、少なくとも345バールに等
しくしなければならない。
なければならない。すなわちノズルを通して金属を噴射
するガスの圧力を高くし、少なくとも345バールに等
しくしなければならない。
−また溶融金属とその外部媒質との温度差が非常に大き
く、またノズルと水との間隔が小であるのでノズルと溶
融無定形合金の貯蔵部を相互に離間し補強するための部
材を使用する事かできない。
く、またノズルと水との間隔が小であるのでノズルと溶
融無定形合金の貯蔵部を相互に離間し補強するための部
材を使用する事かできない。
従って温度勾配に対する抵抗性が高いが耐圧性の低いシ
リカなどの耐火材料しか使用できないので、金属噴射ガ
スの圧力が約5バール以下となり、その結果として噴流
の速度が10m/秒以下となるので、噴流の規則性が失
われ、線材の製造速度が低くなる。
リカなどの耐火材料しか使用できないので、金属噴射ガ
スの圧力が約5バール以下となり、その結果として噴流
の速度が10m/秒以下となるので、噴流の規則性が失
われ、線材の製造速度が低くなる。
この故に、線材の製造には操作特性の非常に狭い範囲内
に妥協が必要であり、このような妥協は工業生産におい
ては非常に実現しにくい。
に妥協が必要であり、このような妥協は工業生産におい
ては非常に実現しにくい。
−最後に、回転ドラムの内側面に遠心力によって張り付
けられた水層を使用する場合、ノズルと水層との間に小
間隔を保持しなければならないので、噴流を噴射する貯
蔵部がドラムの内部に配置され、その容量が小さく、最
高的500gの金属に限定され、従って当然に生産され
る線材の長さが限定される。
けられた水層を使用する場合、ノズルと水層との間に小
間隔を保持しなければならないので、噴流を噴射する貯
蔵部がドラムの内部に配置され、その容量が小さく、最
高的500gの金属に限定され、従って当然に生産され
る線材の長さが限定される。
フランス特許節2,136,976号、第2.230,
438号および第 2.367.563号、およびマス−プル、フリーガは
かの論文「液状鋼からの無限線材の製造法J 、Rev
ue de Metallurgle、 1977年3
月号は溶融金属をガス中で固化するまで冷却し噴流を表
面の酸化反応によって安定化する鋼線材の製造方法を記
載している。この方法は固化を生じるまで前記のガス中
の非常に長い噴流走行距離を必要とし、従って急冷速度
が十分でないのでこの方法は無定形合金線材の製造には
不適当である。
438号および第 2.367.563号、およびマス−プル、フリーガは
かの論文「液状鋼からの無限線材の製造法J 、Rev
ue de Metallurgle、 1977年3
月号は溶融金属をガス中で固化するまで冷却し噴流を表
面の酸化反応によって安定化する鋼線材の製造方法を記
載している。この方法は固化を生じるまで前記のガス中
の非常に長い噴流走行距離を必要とし、従って急冷速度
が十分でないのでこの方法は無定形合金線材の製造には
不適当である。
本発明の目的はこれらの欠点を除去するにある。
従って本発明は、ノズルを通して溶融無定形化性合金の
噴流を生じる段階と、前記噴流を冷却液中に導入して噴
流の急速固化を生じ無定形合金線材を得る段階とを含む
無定形合金線材の製造法において、 a)噴流が冷却液に到達する前に、合金の少なくとも1
つの成分と化学反応する事のできるガスと噴流を接触さ
せ、 b)この反応は噴流表面において生じて、噴流を安定化
する事のできる層を噴流の外周に形成し、C)ノズルと
冷却液との噴流走行距離は1cI11以上とする無定形
合金線材の製造法に関するものである。
噴流を生じる段階と、前記噴流を冷却液中に導入して噴
流の急速固化を生じ無定形合金線材を得る段階とを含む
無定形合金線材の製造法において、 a)噴流が冷却液に到達する前に、合金の少なくとも1
つの成分と化学反応する事のできるガスと噴流を接触さ
せ、 b)この反応は噴流表面において生じて、噴流を安定化
する事のできる層を噴流の外周に形成し、C)ノズルと
冷却液との噴流走行距離は1cI11以上とする無定形
合金線材の製造法に関するものである。
また本発明は、液状の無定形化性合金を収容する貯蔵部
と、ノズルと、液状合金に圧力を加えて噴流の形で前記
ノズルを通して冷却液の方向に噴射する手段とを含み、
前記冷却液によって噴流の急速固化を生じて無定形金属
線材を生じる無定形合金線材製造装置において、 a)前記貯蔵部と冷却液との間に配置されたケーシング
を含み、前記噴流は前記冷却液に到達する前にこのケー
シングを通過し、このケーシングは合金の少なくとも1
つの成分と反応する事のできるガスを含有し、 b)この反応は噴流の表面において生じて噴流の安定化
層を噴流の周囲に形成し、 C)ノズルと冷却液との間において噴流の走行する距離
が1■以上となるようにノズルとケーシングが配置され
る無定形合金線材製造装置に関するものである。
と、ノズルと、液状合金に圧力を加えて噴流の形で前記
ノズルを通して冷却液の方向に噴射する手段とを含み、
前記冷却液によって噴流の急速固化を生じて無定形金属
線材を生じる無定形合金線材製造装置において、 a)前記貯蔵部と冷却液との間に配置されたケーシング
を含み、前記噴流は前記冷却液に到達する前にこのケー
シングを通過し、このケーシングは合金の少なくとも1
つの成分と反応する事のできるガスを含有し、 b)この反応は噴流の表面において生じて噴流の安定化
層を噴流の周囲に形成し、 C)ノズルと冷却液との間において噴流の走行する距離
が1■以上となるようにノズルとケーシングが配置され
る無定形合金線材製造装置に関するものである。
また本発明は前記の本発明の方法および装置によって得
られた無定形線材に関するものである。
られた無定形線材に関するものである。
これらの無定形線材はプラスチックまたはゴムの製品、
特にタイヤ外皮の補強のために利用され、また本発明は
これらの製品に関するものである。
特にタイヤ外皮の補強のために利用され、また本発明は
これらの製品に関するものである。
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。
る。
公知の装置
第1図と第2図は無定形金属線材の公知の製造装置を示
す。この装置1はルツボから成る貯蔵部2を有し、この
ルツボの回りに誘導コイル3が配置され、この誘導コイ
ルは貯蔵部2の中に配置された鉄を主成分とする無定形
金属合金4を溶融する事ができる。圧下ガス5、例えば
アルゴンガスが液状合金4をノズル6から流出させて噴
流7を得る事ができ、このガス5は合金4に対して不活
性である。この噴流7は、ドラム11の内側面10に付
着した冷却液9の層8に達し、この冷却液9は例えば水
とする。この場合、噴流7は非常に急速に固化して無定
形金属線材12を生じる。
す。この装置1はルツボから成る貯蔵部2を有し、この
ルツボの回りに誘導コイル3が配置され、この誘導コイ
ルは貯蔵部2の中に配置された鉄を主成分とする無定形
金属合金4を溶融する事ができる。圧下ガス5、例えば
アルゴンガスが液状合金4をノズル6から流出させて噴
流7を得る事ができ、このガス5は合金4に対して不活
性である。この噴流7は、ドラム11の内側面10に付
着した冷却液9の層8に達し、この冷却液9は例えば水
とする。この場合、噴流7は非常に急速に固化して無定
形金属線材12を生じる。
ドラム11はその軸線xx’の回りに矢印F11方向に
回転し、このようにして得られた遠心力が冷却液9をド
ラム内側面10に対して規則的円筒形層8として張り付
ける。第1図は軸線xx’に対して垂直に取られた断面
図であり、第2図は軸線xx’を通る面における断面図
であり、第1図の■−■線に沿った断面図である。
回転し、このようにして得られた遠心力が冷却液9をド
ラム内側面10に対して規則的円筒形層8として張り付
ける。第1図は軸線xx’に対して垂直に取られた断面
図であり、第2図は軸線xx’を通る面における断面図
であり、第1図の■−■線に沿った断面図である。
噴流7は層8の中に入る前に滴状に分解する傾向がある
。この液状分解を避けるために、下記の操作条件を守る
必要がある。
。この液状分解を避けるために、下記の操作条件を守る
必要がある。
−ノズル6と層8の間隔、すなわち噴流7の長さを短く
し、約3龍以下としなければならない。
し、約3龍以下としなければならない。
−噴流7の噴射速度を高くし、少なくとも約8m/秒と
しなければならない。すなわちガス5の圧力を高くし、
少なくとも3.5バールに等しくなければならない。
しなければならない。すなわちガス5の圧力を高くし、
少なくとも3.5バールに等しくなければならない。
一溶融金属4と貯蔵部2を包囲する空気との温度差が非
常に大きく、またノズル6と水9との間隔が小であるの
でノズル6と貯蔵部2を相互に離間し補強するための部
材を使用する事ができない。
常に大きく、またノズル6と水9との間隔が小であるの
でノズル6と貯蔵部2を相互に離間し補強するための部
材を使用する事ができない。
耐圧性の低いシリカなどの耐火材料して使用できない。
従ってアルゴンガスの圧力が約5バール以下となり、噴
流7の速度が10m/秒以下となり、その結果、噴流7
の規則性が失われ、線材12の製造速度が低くなる。
流7の速度が10m/秒以下となり、その結果、噴流7
の規則性が失われ、線材12の製造速度が低くなる。
−この故に、線材12の製造には操作特性の非常に狭い
範囲内の妥協が必要であり、このような妥協は工業生産
においては非常に実現しにくく、必ずしも可能でない。
範囲内の妥協が必要であり、このような妥協は工業生産
においては非常に実現しにくく、必ずしも可能でない。
一貯蔵部2がドラム11の内部に配置されなければなら
ないので、その容量が小さく、最高約500、に限定さ
れ、従って当然に線材の長さが限定される。
ないので、その容量が小さく、最高約500、に限定さ
れ、従って当然に線材の長さが限定される。
本発明の装置
第3図と第4図は本発明による装置20を示す。
この装置は回転軸線xx’の回転ドラム11を有し、鋳
造物の装置21がドラム11の内側面10に対して遠心
力によって張り付けられた層8の中に溶融金属噴流7を
噴射する事ができる。
造物の装置21がドラム11の内側面10に対して遠心
力によって張り付けられた層8の中に溶融金属噴流7を
噴射する事ができる。
第3図は斜視図であり、第4図は回転軸線xx’ と、
噴流7と層8の接点とを通る面に沿った断面図であって
、この断面は第3図において線分IV−IVで表示され
ている。装置21の一部が第5図において詳細に図示さ
れ、この第5図は装置21の軸線yy’を通る面に沿っ
た断面図であって、第4図の線分v−■に沿った断面図
である。
噴流7と層8の接点とを通る面に沿った断面図であって
、この断面は第3図において線分IV−IVで表示され
ている。装置21の一部が第5図において詳細に図示さ
れ、この第5図は装置21の軸線yy’を通る面に沿っ
た断面図であって、第4図の線分v−■に沿った断面図
である。
装置21はドラム11の外部に配置されている。
この装置21は、セラミックス、例えばジルコンまたは
アルミナから成るルツボによって構成された貯蔵部22
を含む。この貯蔵部又はルツボ22は例えばアルミナ耐
火性材料から成る絶縁性支持材23上に支持される。貯
蔵部22の周囲に、例えばジルコンから成る円筒形ジャ
ケット24が配置されている。貯蔵部22と、支持材2
3と、ジャケット24との間に、つき固めアルミニウム
粉末のライニング25が配置されている。ジャケット2
4は誘導コイル26によって包囲され、この誘導コイル
26は電流を通す事により、鉄を主成分とする無定形化
性合金を溶融させる事ができる。
アルミナから成るルツボによって構成された貯蔵部22
を含む。この貯蔵部又はルツボ22は例えばアルミナ耐
火性材料から成る絶縁性支持材23上に支持される。貯
蔵部22の周囲に、例えばジルコンから成る円筒形ジャ
ケット24が配置されている。貯蔵部22と、支持材2
3と、ジャケット24との間に、つき固めアルミニウム
粉末のライニング25が配置されている。ジャケット2
4は誘導コイル26によって包囲され、この誘導コイル
26は電流を通す事により、鉄を主成分とする無定形化
性合金を溶融させる事ができる。
貯蔵部22、支持材23、ジャケット24およびライニ
ング25から成る組立体がケーシング27によって包囲
され、このケーシング27は二つの鋼壁体28.29を
有し、これらの壁体の間に冷却液30、例えば水が配置
されている。カップをひっくり返した形の部材31が、
貯蔵部22の底部33とケーシング27の底部34とを
横断する開口32の中に配置されている。支持材23と
ジャケット24は直接にケーシング27の底部34上に
配置されている。カップ部材31は例えばジルコンから
成る。カップ31の上底35を横断して例えばジルコン
またはアルミナから成るノズル36が配置され、従って
部材31はノズル36の支持体として役立つ。このノズ
ル36の開口37は軸線yy’に沿って配置され、この
軸線は開口32の軸線であると共に装置21の軸線であ
る。さらに装置21は装置38を含み、この装置38は
これをケーシング27に当接するための継輪39を含む
。さらに装置38は円筒形ケーシング40と、内側環状
フランジ41とを有し、このフランジ41上に逆コツプ
型の部材42が当接し、この部材42の上底43は開口
44を有し、この開口44はノズル36の開口37の下
方に配置され、軸my y’を有する。継輪39、円筒
体40およびフランジ41は例えば鋼から成り、部材4
2はセラミックス、例えばジルコンから成る。
ング25から成る組立体がケーシング27によって包囲
され、このケーシング27は二つの鋼壁体28.29を
有し、これらの壁体の間に冷却液30、例えば水が配置
されている。カップをひっくり返した形の部材31が、
貯蔵部22の底部33とケーシング27の底部34とを
横断する開口32の中に配置されている。支持材23と
ジャケット24は直接にケーシング27の底部34上に
配置されている。カップ部材31は例えばジルコンから
成る。カップ31の上底35を横断して例えばジルコン
またはアルミナから成るノズル36が配置され、従って
部材31はノズル36の支持体として役立つ。このノズ
ル36の開口37は軸線yy’に沿って配置され、この
軸線は開口32の軸線であると共に装置21の軸線であ
る。さらに装置21は装置38を含み、この装置38は
これをケーシング27に当接するための継輪39を含む
。さらに装置38は円筒形ケーシング40と、内側環状
フランジ41とを有し、このフランジ41上に逆コツプ
型の部材42が当接し、この部材42の上底43は開口
44を有し、この開口44はノズル36の開口37の下
方に配置され、軸my y’を有する。継輪39、円筒
体40およびフランジ41は例えば鋼から成り、部材4
2はセラミックス、例えばジルコンから成る。
円筒体40のフランジ41の下方の内部スペース45と
カップ部材42の内部スペース46は相互に開口47に
よって接続され、全体としてケーシング48を成す。
カップ部材42の内部スペース46は相互に開口47に
よって接続され、全体としてケーシング48を成す。
継輪39のレベルでの密封性は例えばゴムの円環形継子
49によって保証される。
49によって保証される。
本発明の装置20は下記のように作動する。
誘導コイル26の中に電流を通す事により、貯蔵部22
の中に配置された無定形化性合金4の溶融を生じる。こ
の溶融合金4が鋼環50の上部を溶融させる。二〇鋼環
50は予めカップ31の周囲に、このカップ31と貯蔵
部22、ケーシング27および支持体23との間に配置
されている。
の中に配置された無定形化性合金4の溶融を生じる。こ
の溶融合金4が鋼環50の上部を溶融させる。二〇鋼環
50は予めカップ31の周囲に、このカップ31と貯蔵
部22、ケーシング27および支持体23との間に配置
されている。
この鋼環50の部分的溶融は支持体31と貯蔵部22と
の間に鋼の継手51を形成する。この継手51が円環形
継子49と共に、装置21の密封性を保証する。貯蔵部
22の中の合金4の上方に配置された圧下アルゴンガス
5がこの合金4をノズル36を通して噴流7の形で押し
だし、この噴流が軸線yy’に沿って部材42の開口4
4を通過し、内部スペース46.45、すなわちケーシ
ング40のスペース48を通過して装置21から出て水
9の層8に達し、非常に急速に固化して線材12を生じ
る。急冷速度は公知のように105℃/秒のオーダであ
って、また水9はドラム11の周囲に配置された公知の
冷却システムによって冷却される。この冷却システムは
図の簡略化のために図示されていない。ケーシング40
のフランジ41の上方に形成された開口53から少量の
水素52を導入し、この水素がカップ42とカップ31
、円筒体40およびそのフランジ41との間にあるスペ
ース54を満たす。従って水素52はノズル36と接触
する。
の間に鋼の継手51を形成する。この継手51が円環形
継子49と共に、装置21の密封性を保証する。貯蔵部
22の中の合金4の上方に配置された圧下アルゴンガス
5がこの合金4をノズル36を通して噴流7の形で押し
だし、この噴流が軸線yy’に沿って部材42の開口4
4を通過し、内部スペース46.45、すなわちケーシ
ング40のスペース48を通過して装置21から出て水
9の層8に達し、非常に急速に固化して線材12を生じ
る。急冷速度は公知のように105℃/秒のオーダであ
って、また水9はドラム11の周囲に配置された公知の
冷却システムによって冷却される。この冷却システムは
図の簡略化のために図示されていない。ケーシング40
のフランジ41の上方に形成された開口53から少量の
水素52を導入し、この水素がカップ42とカップ31
、円筒体40およびそのフランジ41との間にあるスペ
ース54を満たす。従って水素52はノズル36と接触
する。
円筒体40のフランジ41の下方に形成された開口56
から、合金4の少なくとも1つの成分と化学反応する事
のできるガス55、例えば水素と水蒸気との混合物を導
入する。従って、この混合物55が内部スペース45,
46、すなわち円筒体40のケーシング48を満たす。
から、合金4の少なくとも1つの成分と化学反応する事
のできるガス55、例えば水素と水蒸気との混合物を導
入する。従って、この混合物55が内部スペース45,
46、すなわち円筒体40のケーシング48を満たす。
前記の水素52は開口44からケーシング48の中に入
る。
る。
この水素は円筒体40の出口において空気中に入る際に
安全上の理由から燃焼されるので、装置20の作動中に
開口53を通しての水素52の流れと、開口56を通し
ての水素と水蒸気の混合物55の流れとが保持される。
安全上の理由から燃焼されるので、装置20の作動中に
開口53を通しての水素52の流れと、開口56を通し
ての水素と水蒸気の混合物55の流れとが保持される。
ガス混合物55は高温の噴流7と接触した時に、合金4
の少なくとも1つの元素、特にケイ素を酸化させる事が
できる。
の少なくとも1つの元素、特にケイ素を酸化させる事が
できる。
この反応が表面において生じて非常に薄い表面層を形成
し、この表面層が噴流を安定化して噴流は全体として液
状にとどまる。水素52がノズル36と接触するのでノ
ズル36を混合物55の作用から防護する事ができる。
し、この表面層が噴流を安定化して噴流は全体として液
状にとどまる。水素52がノズル36と接触するのでノ
ズル36を混合物55の作用から防護する事ができる。
噴流7の安定化現象は複雑であって、これはおそらく、
表面酸化の結果として、厚さ0.1μm以下のサブミク
ロンの表面酸化物層による表面張力の低下および表面粘
度の増大によるものと思われる。この安定化の故に、ノ
ズル36と層8の間の噴流7の長さLが容易に1cII
+を超える事ができ、この長さLは好ましくは10儂と
1mの間に含まれる。これにより−ド記のような利点が
得られる。
表面酸化の結果として、厚さ0.1μm以下のサブミク
ロンの表面酸化物層による表面張力の低下および表面粘
度の増大によるものと思われる。この安定化の故に、ノ
ズル36と層8の間の噴流7の長さLが容易に1cII
+を超える事ができ、この長さLは好ましくは10儂と
1mの間に含まれる。これにより−ド記のような利点が
得られる。
ノズル36を水9から離間できるので、装置21の熱的
抵抗性と機械的抵抗性を改良する部材を配置するため自
由につかえる大きな容積が得られる。実際に、支持材2
3、ジャケット24およびライニング35が貯蔵部22
を確実に断熱する事ができる。また支持体31が軸線y
y’方向に一定の長さを有するので、この支持体31に
対する過度の熱応力を防止し、またこの厚い支持体31
とカップ42の存在によりノズル36の断熱を増進する
事ができる。最後に、鋼製のケーシング27は組立体全
体の機械抵抗を増大し、これらすべての部材の配置は長
い長さしによって可能となる。装置21のこのようなな
熱的抵抗性と機械的抵抗性の改良により、ガス圧5を5
バ一ル以上に増大する事ができ、従って噴流7の速度は
10m/秒を超える事ができる。
抵抗性と機械的抵抗性を改良する部材を配置するため自
由につかえる大きな容積が得られる。実際に、支持材2
3、ジャケット24およびライニング35が貯蔵部22
を確実に断熱する事ができる。また支持体31が軸線y
y’方向に一定の長さを有するので、この支持体31に
対する過度の熱応力を防止し、またこの厚い支持体31
とカップ42の存在によりノズル36の断熱を増進する
事ができる。最後に、鋼製のケーシング27は組立体全
体の機械抵抗を増大し、これらすべての部材の配置は長
い長さしによって可能となる。装置21のこのようなな
熱的抵抗性と機械的抵抗性の改良により、ガス圧5を5
バ一ル以上に増大する事ができ、従って噴流7の速度は
10m/秒を超える事ができる。
一装置21、従って貯蔵部22がドラム11の外部に配
置されるので、大容積の貯蔵部22を使用し、従って5
00g以上の多量の合金4を使用する事ができる。従っ
て線材12の長さが長くなる。
置されるので、大容積の貯蔵部22を使用し、従って5
00g以上の多量の合金4を使用する事ができる。従っ
て線材12の長さが長くなる。
−ノズル36と層8の間隔りを大幅に変動する事ができ
るので、ドラム11に対する装置21の位置の調節に関
して、特に層8の軸線xx’方向の而80に対する噴流
7の方向に関して大きな可能性・が得られた。
るので、ドラム11に対する装置21の位置の調節に関
して、特に層8の軸線xx’方向の而80に対する噴流
7の方向に関して大きな可能性・が得られた。
一噴流7の安定化の故に、所望ならば3.5バール以下
の低いガス5の圧力、従って例えば8m/秒以下の噴流
7の低速を利用する事ができ、その結果、圧力選択幅の
拡大により装置20の調整の可能性を増大する事ができ
る。例えば酸化反応速度が低い場合に低速の噴流7が必
要であり、この場合本発明によれば噴流7のすぐれた連
続性を得る事ができる。
の低いガス5の圧力、従って例えば8m/秒以下の噴流
7の低速を利用する事ができ、その結果、圧力選択幅の
拡大により装置20の調整の可能性を増大する事ができ
る。例えば酸化反応速度が低い場合に低速の噴流7が必
要であり、この場合本発明によれば噴流7のすぐれた連
続性を得る事ができる。
一最後に、この装置20によれば無定形線材12を得る
ための合金の組成範囲を拡張する事ができる。事実、公
知の装置、例えば装置1は鉄、ケイ素およびホウ素を含
む合金または鉄、ニッケル、ケイ素およびホウ素を含む
合金においてケイ素含有量が5%(原子%)以下であれ
ば、これらの合金から無定形線材を得る事ができない。
ための合金の組成範囲を拡張する事ができる。事実、公
知の装置、例えば装置1は鉄、ケイ素およびホウ素を含
む合金または鉄、ニッケル、ケイ素およびホウ素を含む
合金においてケイ素含有量が5%(原子%)以下であれ
ば、これらの合金から無定形線材を得る事ができない。
この場合、線材ではなく球体しか得られないからである
。これに対して、本発明によれば、このような合金のケ
イ素含有量が5%(原子%)以下であっても酸化ガス5
5の故に無定形線材を得る事ができる。
。これに対して、本発明によれば、このような合金のケ
イ素含有量が5%(原子%)以下であっても酸化ガス5
5の故に無定形線材を得る事ができる。
噴流7が層8の中で非常に急速な急冷を受けて無定形線
材12を得るためには、噴流7が長さし全体に沿って液
状である事、すなわち噴流7が水9に衝突する際に合金
4の融点以上の温度にある事が必要である。従って水素
52と酸化性ガス混合物55は噴流7を過度に冷却せず
固化が層8の内部においてのみ生じるようにしなければ
ならない。合金4がケイ素を含有し噴流7の安定化がケ
イ素の酸化によって得られる場合、合金4の中のケイ素
含有量は好ましくは0.2%(原子%)以上でなければ
ならない。
材12を得るためには、噴流7が長さし全体に沿って液
状である事、すなわち噴流7が水9に衝突する際に合金
4の融点以上の温度にある事が必要である。従って水素
52と酸化性ガス混合物55は噴流7を過度に冷却せず
固化が層8の内部においてのみ生じるようにしなければ
ならない。合金4がケイ素を含有し噴流7の安定化がケ
イ素の酸化によって得られる場合、合金4の中のケイ素
含有量は好ましくは0.2%(原子%)以上でなければ
ならない。
噴流7は例えば装置20に図示のように、上から下に垂
直に流れ、ドラム11の軸線xX′、従って層8の円筒
形水面800軸線xx’方向の母線は垂線に対して40
〜70°の角度を成す。しかし噴流7を装置21の出口
から他の方向に、例えば水平方向にまたは下から上に流
す事も考えられる。
直に流れ、ドラム11の軸線xX′、従って層8の円筒
形水面800軸線xx’方向の母線は垂線に対して40
〜70°の角度を成す。しかし噴流7を装置21の出口
から他の方向に、例えば水平方向にまたは下から上に流
す事も考えられる。
一例として、装置20の特性は下記である。
−ドラム11の直径:47cm;
一鉛直線に対する軸線xx’の角度:45° ;−表面
80の回転線速度:噴流7の速度と同一オーダ; 一水層8の厚さ: 0.5〜3ca+;−3kgの無定
形化性合金4を収容する貯蔵部22;−ノズル36の開
口37の直径:165μm;−水9の温度:5℃; この装置20を使用して下記の二つのテストを実施する
。
80の回転線速度:噴流7の速度と同一オーダ; 一水層8の厚さ: 0.5〜3ca+;−3kgの無定
形化性合金4を収容する貯蔵部22;−ノズル36の開
口37の直径:165μm;−水9の温度:5℃; この装置20を使用して下記の二つのテストを実施する
。
第1テスト
合金4の組成謝F e ys S 19 B ta、す
なわち78%のFeと、9%のSiと、]−3%のB(
原子%)。この合金の融点:1170℃。貯蔵部22中
の合金4の温度:1200℃。ガス5の圧力=5バール
。ノズル36の出口における噴流7の速度:10m/秒
。ノズル36と水層8との間隔−30cm、この間隔は
、ノズル36から水層8までの噴流7の長さしに等しい
。
なわち78%のFeと、9%のSiと、]−3%のB(
原子%)。この合金の融点:1170℃。貯蔵部22中
の合金4の温度:1200℃。ガス5の圧力=5バール
。ノズル36の出口における噴流7の速度:10m/秒
。ノズル36と水層8との間隔−30cm、この間隔は
、ノズル36から水層8までの噴流7の長さしに等しい
。
第2テスト
合金4の組成−Fe58Ni20Si10B12’すな
わち58%のFe52o%のN1%10%のSt。
わち58%のFe52o%のN1%10%のSt。
12%のB(原子%)。この合金の融点:1093℃。
貯蔵部22中の合金4の温度:1130℃。ガス5の圧
カニ5バール。ノズル36の出口における噴流7の速度
:14rn/秒。
カニ5バール。ノズル36の出口における噴流7の速度
:14rn/秒。
ノズル36と水層8との間隔−30an、この間隔は、
ノズル36から水層8までの噴流7の長さしに等しい。
ノズル36から水層8までの噴流7の長さしに等しい。
これらの二つのテストにおいて、噴流7はノズル36か
ら水層8までの軌道全体において滴を形成する事なく連
続であった。この事が、水層8による非常に急速な冷却
と結合して、無定形線材12を得る事を可能にし、この
線材の直径160μmの円形断面はその全長に沿って規
則的形状を有する。
ら水層8までの軌道全体において滴を形成する事なく連
続であった。この事が、水層8による非常に急速な冷却
と結合して、無定形線材12を得る事を可能にし、この
線材の直径160μmの円形断面はその全長に沿って規
則的形状を有する。
貯蔵部22は内部で合金4の溶融を実施する貯蔵部とし
て図示したが、予め溶融された合金4を供給される貯蔵
部を使用し、このような供給を連続的に実施する事がで
きる。
て図示したが、予め溶融された合金4を供給される貯蔵
部を使用し、このような供給を連続的に実施する事がで
きる。
無定形線材製造装置20において、装置21はドラム1
1の外部に配置されているよう記載されているが、本発
明では噴流7を得る手段をドラム11の内部に配置し、
長さしを短縮し、例えば2(至)のオーダとする事がで
きる。この場合にも、噴射手段を熱的にまた機械的に防
護しながら鋳造物の調節の大きな可能性が得られる。
1の外部に配置されているよう記載されているが、本発
明では噴流7を得る手段をドラム11の内部に配置し、
長さしを短縮し、例えば2(至)のオーダとする事がで
きる。この場合にも、噴射手段を熱的にまた機械的に防
護しながら鋳造物の調節の大きな可能性が得られる。
また前記の実施例は回転型ドラム内部に遠心力によって
形成された水層8を使用する場合を説明したが、本発明
は他の型の冷却液層を使用する場合、例えば冷却液支持
体として第6図と第7図に図示のように移動式コンベア
・ベルトを使用する場合にも適用される。
形成された水層8を使用する場合を説明したが、本発明
は他の型の冷却液層を使用する場合、例えば冷却液支持
体として第6図と第7図に図示のように移動式コンベア
・ベルトを使用する場合にも適用される。
第6図に図示の装置60は前記の装置21とローラ62
によって支持されたコンベア・ベルト61とを含む。第
6図はコンベア・ベルト61の縦断面図であり、第7図
はコンベア・ベルト61の一部の断面を示すが、第7図
は第6図において線分■−■によって示されている。ロ
ーラ62によってコンベア・ベルト61の上ランは、下
方に傾斜した矢印F6oの方向に移動する事ができる。
によって支持されたコンベア・ベルト61とを含む。第
6図はコンベア・ベルト61の縦断面図であり、第7図
はコンベア・ベルト61の一部の断面を示すが、第7図
は第6図において線分■−■によって示されている。ロ
ーラ62によってコンベア・ベルト61の上ランは、下
方に傾斜した矢印F6oの方向に移動する事ができる。
第7図に図示のコンベア中ベルトの上ランの横断面図は
二つの要素を含み、一方の要素63は導溝64を成すよ
うに上方に向けられたU形を有し、この要素63は長方
形断面の下方支持体65上に固着され、この支持体65
は必要な剛性を得るように補強されている。冷却液9、
例えば水を管66によってコンベア・ベルト61の上ラ
ンの頂点に送る。水9はコンベア・ベルト61によって
、このコンベア・ベルトと同一速度で下方に駆動され、
このようにして導溝64の中に水層67を形成する。つ
ぎに水9はタンク68の中に流入する。
二つの要素を含み、一方の要素63は導溝64を成すよ
うに上方に向けられたU形を有し、この要素63は長方
形断面の下方支持体65上に固着され、この支持体65
は必要な剛性を得るように補強されている。冷却液9、
例えば水を管66によってコンベア・ベルト61の上ラ
ンの頂点に送る。水9はコンベア・ベルト61によって
、このコンベア・ベルトと同一速度で下方に駆動され、
このようにして導溝64の中に水層67を形成する。つ
ぎに水9はタンク68の中に流入する。
この流入は矢印F60bによって示されている。つぎに
水9はポンプ69によって管66に戻され、再びコンベ
ア・ベルト61上に排出される。
水9はポンプ69によって管66に戻され、再びコンベ
ア・ベルト61上に排出される。
装置21は噴流7を層67の中に導入し、そこで噴流は
急冷されて無定形線材12を生じる。線材12は水9と
共に矢印F8oの方向に流れ、コンベア・ベルトの下部
の近傍においてコイル70上に巻取られる。
急冷されて無定形線材12を生じる。線材12は水9と
共に矢印F8oの方向に流れ、コンベア・ベルトの下部
の近傍においてコイル70上に巻取られる。
この無定形線材製造装置60においても、高速の噴流7
と、ノズル36と層67との間の長さしの故に噴射装置
21の設置の大きな可能性とが得られ、これに伴う前記
の利点が生じる。
と、ノズル36と層67との間の長さしの故に噴射装置
21の設置の大きな可能性とが得られ、これに伴う前記
の利点が生じる。
もちろん本発明は前記の実施例に限定されるものでなく
、下記のように実施する事ができる。
、下記のように実施する事ができる。
−水素/水蒸気混合物以外の酸化性ガス、例えば水素/
炭酸ガス混合物または水素/−酸化炭素混合物、または
水素と水蒸気、炭酸ガスおよび一酸化ガスから選ばれた
少なくとも2種の酸化性ガスとの混合物を使用する事が
できる。また酸化性ガスとして酸素、または酸・素含有
混合物、例えば空気を使用する事ができる。
炭酸ガス混合物または水素/−酸化炭素混合物、または
水素と水蒸気、炭酸ガスおよび一酸化ガスから選ばれた
少なくとも2種の酸化性ガスとの混合物を使用する事が
できる。また酸化性ガスとして酸素、または酸・素含有
混合物、例えば空気を使用する事ができる。
一水素の代わりに他のガス、例えば窒素またはアルゴン
ガスなどの不活性ガスを使用する事もできる。
ガスなどの不活性ガスを使用する事もできる。
一ノズルの防護は水素以外のガスによって保証する事が
できるが、噴流安定化ガスに対してノズルが抵抗性であ
れば、このような防護を省略する事も考えられる。この
場合、噴流の安定化が困難な合金については、酸化性ガ
スを直接にノズルの出口において噴流と接触させる事が
望ましい。
できるが、噴流安定化ガスに対してノズルが抵抗性であ
れば、このような防護を省略する事も考えられる。この
場合、噴流の安定化が困難な合金については、酸化性ガ
スを直接にノズルの出口において噴流と接触させる事が
望ましい。
−「酸化」とは広い意味で理解されなければならない。
これは酸化物以外の化合物、例えば硫化物などのカルコ
ゲン化物を導入する反応を含む。
ゲン化物を導入する反応を含む。
さらに噴流を安定化するために、酸化以外の化学反応、
例えば窒化反応も考えられる。
例えば窒化反応も考えられる。
第1図は回転ドラムを含む公知の無定形線材製造装置の
ドラム回転軸線に対して垂直面において取られた断面図
、第2図は第1図の■−■線に沿って取られたドラム回
転軸線を含む面における断面図、第3図と第4図は本発
明の詳細な説明図であって、回転ドラムと噴射装置を示
し、第3図は斜視図、第4図は第3図のIV−IV線に
沿った断面図、第5図は第3図と第4図に示された噴射
装置の第4図のV−v線に沿った断面図、第6図はコン
ベア・ベルトを含む本発明の装置の他の実施態様を示す
図、また第7図は第6図の■−■線に沿ったコンベア・
ベルトの断面図である。 4・・・溶融金属、5・・・不活性ガス、8・・・冷却
液層、21・・・噴射装置、22・・・貯蔵部、23・
・・支持体、24・・・ジャケット、25・・・ライニ
ング、26・・・コイル、27・・・ケーシング、31
・・・カップ、36・・・ノズル、42・・・カップ、
40・・・ケーシング、52・・・不活性ガス導入孔、
56・・・酸化性ガス導入孔、61・・・コンベア・ベ
ルト、67・・・水層。 ;H 出願人代理人 佐 藤 −雄
ドラム回転軸線に対して垂直面において取られた断面図
、第2図は第1図の■−■線に沿って取られたドラム回
転軸線を含む面における断面図、第3図と第4図は本発
明の詳細な説明図であって、回転ドラムと噴射装置を示
し、第3図は斜視図、第4図は第3図のIV−IV線に
沿った断面図、第5図は第3図と第4図に示された噴射
装置の第4図のV−v線に沿った断面図、第6図はコン
ベア・ベルトを含む本発明の装置の他の実施態様を示す
図、また第7図は第6図の■−■線に沿ったコンベア・
ベルトの断面図である。 4・・・溶融金属、5・・・不活性ガス、8・・・冷却
液層、21・・・噴射装置、22・・・貯蔵部、23・
・・支持体、24・・・ジャケット、25・・・ライニ
ング、26・・・コイル、27・・・ケーシング、31
・・・カップ、36・・・ノズル、42・・・カップ、
40・・・ケーシング、52・・・不活性ガス導入孔、
56・・・酸化性ガス導入孔、61・・・コンベア・ベ
ルト、67・・・水層。 ;H 出願人代理人 佐 藤 −雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ノズルを通して溶融無定形化性合金の噴流を生じる
段階と、前記噴流を冷却液中に導入して噴流の急速固化
を生じ無定形金属線材を得る段階とを含む無定形金属合
金線材の製造法において、 a)噴流が冷却液に到達する前に、合金の少なくとも1
つの成分と化学反応する事のできるガスと噴流を接触さ
せ、 b)この反応は噴流表面において生じて、噴流を安定化
する事のできる層を噴流の外周に形成し、 c)ノズルと冷却液との噴流走行距離は1cm以上とす
る事を特徴とする無定形合金線材の製造法。 2、ノズルと冷却液との間において噴流の走行する距離
は10cm乃至100cmの範囲内とする事を特徴とす
る請求項1に記載の方法。 3、反応は酸化反応である事を特徴とする請求項1また
は2に記載の方法。 4、合金はケイ素を含有し、酸化反応はこのケイ素に対
して実施される事を特徴とする請求項3に記載の方法。 5、合金は0.2%(原子%)以上のケイ素を含有する
事を特徴とする請求項4に記載の方法。 6、ガスは、水素または不活性ガスと水蒸気、炭酸ガス
および一酸化炭素から成るグループから選ばれた少なく
とも1種の他のガスとの混合物である事を特徴とする請
求項3乃至5のいずれかに記載の方法。 7、合金に対して不活性の少なくとも5バールの圧のガ
スをノズル手前の溶融合金に対して加える事によって噴
流が得られ、噴流速度は少なくとも10m/秒に等しい
事を特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の方法
。 8、合金に対して不活性の3.5バール以下の圧のガス
をノズル手前の溶融合金に対して加える事によって噴流
が得られ、噴流速度は8m/秒以下である事を特徴とす
る請求項1乃至6のいずれかに記載の方法。 9、噴流は、回転ドラムの内側面に対して遠心力によっ
て張り付けられた冷却液層の中に導入される事を特徴と
する請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。 10、噴流はドラム外部に配置された手段によって得ら
れる事を特徴とする請求項9に記載の方法。 11、噴流はコンベア・ベルトによって駆動される冷却
液層の中に導入される事を特徴とする請求項1乃至8の
いずれかに記載の方法。 12、ノズルを噴流の側面からガスによって防護する事
を特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の方法
。 13、液状の無定形化性合金を収容する貯蔵部と、ノズ
ルと、液状合金に圧力を加えて噴流の形で前記ノズルを
通して冷却液の方向に噴射する手段とを含み、前記冷却
液によって噴流の急速固化を生じて無定形金属線材を生
じる無定金属形合金線材製造装置において、a)前記貯
蔵部と冷却液との間に配置されたケーシングを含み、前
記噴流は前記冷却液に到達する前にこのケーシングを通
過し、このケーシングは合金の少なくとも1つの成分と
反応する事のできるガスを含有し、 b)この反応は噴流の表面において生じて噴流の安定化
層を噴流の周囲に形成し、 c)ノズルと冷却液との間において噴流の走行する距離
が1cm以上となるようにノズルとケーシングが配置さ
れる事を特徴とする無定形金属合金線材の製造装置。 14、ノズルと冷却液との間において噴流の走行する距
離は10cm乃至100cmの範囲内とする事を特徴と
する請求項13に記載の装置。 15、反応は酸化反応である事を特徴とする請求項13
または14のいずれかに記載の装置。 16、合金はケイ素を含有し、酸化反応はこのケイ素に
対して実施される事を特徴とする請求項15に記載の装
置。 17、合金は0.2%(原子%)以上のケイ素を含有す
る事を特徴とする請求項16に記載の装置。 18、ガスは、水素または不活性ガスと、水蒸気、炭酸
ガスおよび一酸化炭素から成るグループから選ばれた少
なくとも1種の他のガスとの混合物である事を特徴とす
る請求項13乃至17のいずれかに記載の装置。 19、前記貯蔵部は合金に対して不活性の少なくとも5
バールの圧のガスを収容し、このガス圧は少なくとも1
0m/秒に等しい噴流速度を得る事ができる事を特徴と
する請求項13乃至18のいずれかに記載の装置。 20、前記貯蔵部は合金に対して不活性の3.5バール
以下の圧のガスを収容し、この圧下ガスによって8m/
秒以下の噴流速度を得る事を特徴とする請求項13乃至
18のいずれかに記載の装置。 21、回転ドラムを含み、このドラムはその内側面に遠
心力によって張り付けられた冷却液層を形成する事がで
き、噴流はこの冷却液層の中に導入される事を特徴とす
る請求項13乃至20のいずれかに記載の装置。 22、前記貯蔵部はドラムの外部に配置される事を特徴
とする請求項21に記載の装置。23、冷却液層を駆動
するコンベア・ベルトを含み、噴流がこの冷却液層の中
に導入される事を特徴とする請求項13乃至20のいず
れかに記載の装置。 24、ノズルを防護するため噴流の側面からガスをノズ
ルと接触させる装置を含む事を特徴とする請求項13乃
至23のいずれかに記載の装置。 25、請求項1乃至12のいずれかに記載の方法によっ
て、または請求項13乃至24のいずれかに記載の装置
によって得られた無定形合金線材。 26、請求項25に記載の線材によって補強された製品
。 27、タイヤ外皮である事を特徴とする請求項26に記
載の製品。
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