JPH06269909A - 単ロール法によるアモルファス連続フィラメント箔の製造方法 - Google Patents

単ロール法によるアモルファス連続フィラメント箔の製造方法

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JPH06269909A
JPH06269909A JP6569193A JP6569193A JPH06269909A JP H06269909 A JPH06269909 A JP H06269909A JP 6569193 A JP6569193 A JP 6569193A JP 6569193 A JP6569193 A JP 6569193A JP H06269909 A JPH06269909 A JP H06269909A
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cooling
casting
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JP6569193A
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Minoru Yamate
實 山手
Yuichi Sato
有一 佐藤
Katsumi Honda
勝美 本多
Satoru Shida
悟 志田
Kunihiro Yukizono
邦裕 柚木園
Tadao Nakamura
忠雄 中村
Kenji Araki
謙二 荒木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電磁材料素材として使用されるF
e−B−Si−X系合金のような極めて脆いアモルファ
ス材料(箔)を、単ロールによる急冷凝固鋳造法により
製造するに際し、発生する節状の欠陥を極めて少くし
て、溶湯の完全鋳造および完全巻取りを可能にするアモ
ルファス連続フィラメント箔の製造方法を提供する。 【構成】 単ロール急冷凝固鋳造法によりアモルファス
連続フィラメント箔を製造する方法において、Cu製あ
るいはAl製ロ−ル表面の仕上げ粗さをエメリー番手で
#240以下、好ましくは#80以下に粗化した冷却ロ
−ルを用いて単ロール急冷凝固鋳造法によりアモルファ
ス連続フィラメント箔を製造する方法。粗化したロール
表面にNi或いはFeのメッキを施してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波トランス、チョ
ーク等の磁心等に用いられる電磁材料用素材として用い
られるアモルファス連続フィラメント箔を単ロールによ
る急冷凝固鋳造法により寸断、破断、崩壊、特に節状欠
陥を抑制し、溶湯の完全鋳造を可能にする製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】急冷凝固鋳造法により電磁材料に用いら
れるアモルファス合金の連続フィラメント箔を鋳造する
方法として、最も一般的に使用される方法として単ロー
ル法がある。従来、この単ロール法によるアモルファス
合金の連続フィラメント箔の鋳造においては、一般的に
ロール材質としてCuが使用されていた。これは、Cu
が熱伝導率が大きいという理由からであるが、電磁材料
として材料特性を改善、向上させるためには、アモルフ
ァス化率のより高いフィラメント箔を得るのに有利であ
る考えられてきたことによる。しかしながら、このこと
は、急冷による連続フィラメント箔の鋳造には冷却応力
の増大化を伴うため、鋳造される成分系によっては、C
u製ロールでは健全な連続フィラメント箔を製造するこ
とが困難となる場合が多々あった。単ロール法による急
冷凝固鋳造法で電磁材料として代表的なFe−B−Si
系の合金でのアモルファス連続フィラメント箔を鋳造す
る場合、脆性が厳しいため鋳造中にフィラメント箔の破
断やフィラメント箔の形状を止めない程の崩壊が起こり
鋳造の完結ができなくなるケースが頻発し、巻取り自体
あるいは鋳造自体が不可能とされてきた。
【0003】通常、電磁材料アモルファス連続フィラメ
ント箔を単ロールによる急冷凝固鋳造法で量産的に鋳造
する場合、鋳造と同期しながらフィラメント箔を連続的
に巻取って行く方式が採用されるが、巻き層の厚みが増
大するにつれて巻き倒れしないように一定の張力をかけ
て巻取られる。この巻取り工程で、フィラメント箔に何
らかの原因で疵が発生すると、これが因でフィラメント
箔の破断する結果、以後そのチャージは鋳造の続行が不
可能となる。
【0004】フィラメント箔を破断に至らしめる欠陥と
しては、節状欠陥、脆化、ロール疵に起因する孔欠陥や
エッジ不良等があるが、中でも節状欠陥は、その詳細な
実態および発生機構等が全く不明であるために、これま
でに有効な対策がなかった。特に、節状欠陥について
は、通常いずれの電磁材料用のアモルファス連続フィラ
メント箔を鋳造するに際し、発生頻度の大小や欠陥程度
の軽重差はあるものの発生するとされている。欠陥程度
が軽微なものは、直接的な破断原因にはならないため気
付かれないまま製品化される場合が多い。しかしなが
ら、Fe−B−Si−X系なる成分系のアモルファス合
金のフィラメント箔を水冷されたCu製あるいはAl製
冷却ロールで鋳造する場合などでは、上記の節状欠陥で
フィラメント箔が破断するケースが頻発するため完結鋳
造および完全巻取りが安定しなかったという問題があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高周波トラ
ンス、チョークの磁心等における電磁材料素材として使
用されるFe−B−Si−X系合金のような極めて脆い
アモルファス材料(箔)を、単ロールによる急冷凝固鋳
造法により製造するに際し、寸断、破断、崩壊等の欠陥
を極めて少くして、溶湯の完全鋳造および完全巻取りを
可能にするアモルファス連続フィラメント箔の製造方法
を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、Fe−B−S
i−X系合金のような極めて脆い材料のアモルファス連
続フィラメント箔を単ロール法による急冷凝固鋳造法お
ける寸断、破断、崩壊の原因を解明し完全鋳造および完
全巻取りを可能にする方法を提供するものである。
【0007】本発明者等は、前述の合金における寸断、
破断、崩壊の原因について研究を重ね、上記節状欠陥の
実態や発生挙動等を詳細に調査し、冷却ロール面仕上げ
粗度の粗化、冷却ロールの冷却水の水温アップ、高スー
パーヒート注湯による等の緩冷却化の方法を導入するこ
とで解決できないかの検討を行った。
【0008】通常、電磁材料用アモルファス合金の単ロ
ールによる急冷凝固鋳造法においては、その冷却性能の
高さから一般には、Cu製の冷却ロールが使用されてい
る。また、磁気特性の可及的向上を狙うあまり、強冷却
策の徹底が図られ、低スーパーヒート注湯、冷却ロール
薄肉化、冷却水温を低めにした管理、鋳造フィラメント
箔の薄目管理やフィラメント箔表面の粗度改善(高Bs
化狙い。)のため冷却ロール面仕上げ粗度の微細化や低
ギャップ化の注湯法等が採用されてきた。例えば、スー
パーヒート:150℃以下、冷却ロールの肉厚みを10
mm以下、冷却水の水温を25℃以下にする等の管理目標
を設定して、その管理を強化し、また冷却ロール面仕上
げ粗度も#1500以上になるように維持強化する方法
である。このような強冷却化策の徹底に伴い、鋳造の途
中で節欠陥によるフィラメント箔の破断が頻発し始め
た。そこで、節欠陥の実態や発生挙動を調査したとこ
ろ、図1に示すような節欠陥(A)の状態が観察され
た。これによれば、節欠陥域に見られる節部は凹みを呈
し、しかもその部分は脆く破断の起点になることが判明
した。
【0009】図2は、フィラメント箔のロール一周長さ
を単位としてこの区間内に発生した節欠陥本数を鋳造フ
ィラメント箔の長さで整理したものである。何れの場合
でも、鋳造開始からほぼ一定時間後に発生し始め、後半
で飽和から減少し、更には消滅する傾向を示すことが分
かった。
【0010】このように、節欠陥発生は、鋳造の時期、
即ち冷却ロール面昇温とそれによる冷却の強弱に係わっ
ていることが判明した。即ち、節欠陥の発生がほとんど
見られない域は鋳造の後半以降である冷却ロール温度が
十分上がりきった後や、スタート初期の冷却ロールのロ
ール面が冷たく、メタルタッチの馴染みが不良である時
期によく見られる。これらの期間は、恐らくかなり緩冷
却と思われ、従って、中間の冷却ロール温度が十分高く
なったゾーンでは強冷却化の徹底を緩め、緩冷却側にシ
フトさせる必要がるのではないかと推察された。そこ
で、冷却ロールのロール面仕上げ番手を#1,000か
ら#240に下げて粗化して、ロール表面との馴染みを
悪くしたり、溶湯のスーパーヒートを200℃程度高め
にすることや、冷却ロールの冷却水温を35℃まで高め
る等の対策を導入した。
【0011】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、単ロールによる急冷凝固鋳造法によりFe−B−
Si系等のアモルファス連続フィラメント箔の鋳造に際
し、Cu製あるいはAl製冷却ロ−ル表面を仕上げ粗さ
をエメリー番手で#240以下、好ましくは、#80以
下、に粗化することにより、従来、上記成分系の鋳造中
に多発していた節欠陥を消滅させることを可能としたも
のである。
【0012】また、本発明では、前述の粗化に加え、冷
却ロールの熱伝導率を改善し、濡れ性を向上させる方策
について検討を加えたところ、粗化した冷却ロ−ル表面
にNiまたはFe、あるいはこれ等の合金を10ミクロ
ン以上の厚みでメッキすることにより一層節欠陥の減少
に役立たせるものである。更に、本発明では、冷却ロ−
ルの冷却水温を35℃以上にして鋳造することや、注湯
温度をスーパーヒート200℃以上にして鋳造すること
により、更に節欠陥の減少に効果あらしめるものであ
る。
【0013】本発明は、上述したような手段を構じるこ
とにより、鋳造時の冷却を緩冷却側にすることにより、
アモルファス合金のフィラメント箔の鋳造において、節
欠陥の発生を著しく減少させるものである。単ロールに
よる急速冷却凝固法においては、冷却ロール面に付着し
たガスが連続的に巻き込まれる注湯点で形成されるパド
ルの全域で、冷却力の均一性が補償される理由は一般的
にはないものと考えられる。局所的に冷却力の強弱が存
在することになるが、特に冷却ロール面が昇温し、濡れ
易くなると局所強冷域が生成し易くなり、これ等が幅方
向に連結すると局所的に凝固が一挙に完了するため、巻
き込まれたガスは分散することなくバンド状に集中して
凹み部を形成することになる。この凹み部は、冷却ロー
ル面と緩接触となるため再結晶し、脆化が進行すること
になり、これが節欠陥として観察されるものと推測でき
る。このような推測にを基づくと、濡れ性が低い冷却ロ
ール性状では、全般的に緩冷却場であるから、局所的な
強冷域が生成し難いために巻き込みガスに分散が十分補
償されないので、この結果、節欠陥が発生するチャンス
が生じないものと考えられる。以上述べたように,本発
明では単ロールによる急冷凝固法により電磁材料に用い
られるFe−B−Si系アモルファス合金の連続フィラ
メント箔の破断の基となる節欠陥を、鋳造に使用される
冷却ロール表面を粗化し、更にNi,Feあるいはこの
合金を10ミクロン以上の厚みでメッキした冷却ロール
を用いることにより、節欠陥を完全に消滅することが可
能になった。以下に実施例をもって説明する。
【0014】
【実施例】柱上トランス用アモルファス素材として一般
によく知られた表1に示すFe−B−Si−X系のフィ
ラメント箔を鋳造した。
【表1】
【0015】使用した急冷鋳造機は,単ロール方式で,
冷却ロールは直径800mmの水冷方式とした。ロール材
質は、Cu製のロール表面をそれぞれエミリー番手#
1,000、エミリー番手#400およびエミリー番手
#150の3種類のエミリーペーパーでそれぞれの冷却
ロール表面を粗化した。図2にその結果を示したが、こ
の図から分かるように、エミリー番手#150で粗化さ
れたロールは、他のものに比較し節欠陥発生が極端に少
ないことが分かる。また、図3は、冷却ロールの冷却水
温差による節欠陥発生挙動の例を示したものであるが、
冷却ロールの冷却水温が40℃の場合には、冷却水温が
25℃以下とした場合に比較して、節欠陥発生が極端に
少なくなっていることが分かる。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように,本発明では単ロール
方による急冷凝固法により電磁材料に用いられるFe−
B−Si−X系合金の連続フィラメント箔の鋳造時に発
生する節欠陥に起因する破断・崩壊が皆無となり鋳造か
ら巻取り作業が安定して行うことが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】電磁材料用のFe−B−Si−X系アモルファ
ス合金急冷フィラメント箔の鋳造時に見られる節欠陥の
例および節欠陥が起点となる破断の例を示す。
【図2】冷却ロール面仕上げ粗さ別にフィラメント箔の
冷却ロール一周長幅に発生した節欠陥数との関係を示
す。
【図3】表面をエミリー番手#400で仕上げ粗化した
冷却ロールを冷却水温差よる節欠陥発生挙動を冷却ロー
ル一周長幅に発生した節欠陥数との関係を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志田 悟 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 柚木園 邦裕 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 中村 忠雄 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 荒木 謙二 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単ロールによる急冷凝固鋳造法によりア
    モルファス連続フィラメント箔を製造する方法におい
    て、Cu製あるいはAl製冷却ロ−ル表面を仕上げ粗さ
    をエメリー番手で#240以下に粗化した冷却ロ−ルを
    用いることを特徴とするアモルファス連続フィラメント
    箔の製造方法。
  2. 【請求項2】 仕上げ粗さをエメリー番手で#80以下
    に粗化した冷却ロ−ルを用いたことを特徴とする請求項
    1記載の単ロール法によるアモルファス連続フィラメン
    ト箔の製造方法。
  3. 【請求項3】 粗化した冷却ロ−ル表面にNiまたはF
    e,あるいはこれ等の合金を10ミクロン以上の厚みで
    メッキされた冷却ロ−ルを用いたことを特徴とする請求
    項1記載の単ロール法によるアモルファス連続フィラメ
    ント箔の製造方法。
  4. 【請求項4】 冷却ロ−ルの冷却水温を35℃以上にし
    て鋳造することを特徴とする請求項1記載の単ロール法
    によるアモルファス連続フィラメント箔の製造方法。
  5. 【請求項5】 注湯温度をスーパーヒート200℃以上
    にして鋳造することを特徴とする請求項1記載の単ロー
    ル法によるアモルファス連続フィラメント箔の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 アモルファス連続フィラメント箔が、F
    e−B−Si系の合金であることを特徴とする請求項1
    の単ロール法によるアモルファス連続フィラメント箔の
    製造方法。
JP6569193A 1993-03-24 1993-03-24 単ロール法によるアモルファス連続フィラメント箔の製造方法 Withdrawn JPH06269909A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6146533A (en) * 1998-08-31 2000-11-14 Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Method of treating wastewater containing chemical substances by use of supercritical fluid and treating apparatus
JP2007533459A (ja) * 2003-10-03 2007-11-22 ノベリス・インコーポレイテッド 非鉄金属及び軽金属のベルト式鋳造方法並びにそのための装置
US10774404B2 (en) 2017-03-13 2020-09-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Plurality of flaky magnetic metal particles, pressed powder material, and rotating electric machine

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