(57)【要約】 【課題】  容易に製造可能で、製造コストを削減した急冷合金薄帯およびその製造方法ならびに急冷合金薄帯製造装置を提供すること。  【解決手段】  非晶質合金からなる急冷合金薄帯４であり、一方の主面であるロール面９と他方の主面であるフリー面１０と交差する側面７のうち少なくとも一側面に、両主面に平行な方向に凸部８を備えている。  【選択図】図３
2015213920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質合金からなり、両主面と交差する側面のうち少なくとも一側面に、前記両主面に平行な方向に凸部を備えていることを特徴とする急冷合金薄帯。  
【請求項２】
前記両主面に平行な前記凸部の中心と前記両主面のうちの一方の主面との距離が、前記凸部の中心と前記両主面のうちの他方の主面との距離と異なることを特徴とする請求項１に記載の急冷合金薄帯。  
【請求項３】
移動方向に連続した溝部を少なくとも一つ有する冷却部に溶融した合金を射出し、前記合金を前記冷却部で急冷凝固して非晶質相を有する薄帯を形成し、前記薄帯は前記溝部で分断することを特徴とする急冷合金薄帯の製造方法。  
【請求項４】
前記薄帯を更に巻取り部で巻取り、  
移動方向に２以上に分断された連続薄帯を得ることを特徴とする請求項３に記載の急冷合金薄帯の製造方法。  
【請求項５】
溶融した合金を射出する射出部と、  
射出した前記合金を移動しながら急冷凝固する冷却部を有し、  
前記冷却部は前記合金が接する面に連続した溝部を少なくとも一つ有していることを特徴とする急冷合金薄帯製造装置。  
【請求項６】
前記合金が急冷凝固した非晶質相を有する急冷合金薄帯を巻き取る巻取り部をさらに有し、  
前記冷却部は移動方向に平行な連続した溝部を有することを特徴とする請求項５に記載の急冷合金薄帯製造装置。  
【請求項７】
前記冷却部は回転する冷却ロールからなることを特徴とする請求項５または６に記載の急冷合金薄帯製造装置。  
【請求項８】
前記溝部の深さは３μｍ以上、２０μｍ以下、前記溝部の幅は２０μｍ以上、３００μｍ以下であることを特徴とする請求項６または７に記載の急冷合金薄帯製造装置。  
【請求項９】
前記冷却部は前記溝部を複数有し、前記溝部の間隔は１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の急冷合金薄帯製造装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融した合金を急冷して得る急冷合金薄帯およびその製造方法ならびに急冷合金薄帯製造装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
溶融した合金を急冷凝固して非晶質合金薄帯を得る方法において、得られる非晶質合金薄帯の幅は溶融した合金を射出するスリット幅等のノズルの形状によって決まる。そのため、連続した非晶質合金薄帯の製造方法としては、所望する非晶質合金薄帯の幅に合わせたノズルを用いて作製する方法と、幅広の非晶質合金薄帯を作製した後に所望する幅に切断する方法がある。  
【０００３】
非晶質合金薄帯を切断する方法の一例として、特許文献１に開示された方法がある。特許文献１では、アモルファス合金薄帯を長さ方向に沿って切断する方法および装置が開示されている。その切断方法は、アモルファス合金薄帯の切断部分を結晶化温度以下に加温し、切断部分を軟化させて硬度を低下させ、アモルファス合金からなる冷却した切断刃によって摩擦熱を吸収しながら切断している。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２２８３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非晶質合金薄帯の幅に合わせたノズルを用いて作製する従来の方法では、製造する非晶質合金薄帯に合わせて複数のノズルを必要とする。また、異なる幅の非晶質合金薄帯を製造する度にノズルを交換する必要があり、ノズルの交換の際には冷却のために時間がかかる。これらより、製造方法が煩雑となり、製造コストが増加するという課題がある。  
【０００６】
また、作製した非晶質合金薄帯の幅方向の両端は不規則な形状となるため、両端部を切断して幅を揃える機械的装置を配設する必要がある。しかし、非晶質合金薄帯を切断する切断刃の管理が必要となり、さらなる煩雑化および製造コストが増加するという課題がある。  
【０００７】
幅広の非晶質合金薄帯を作製した後に、非晶質合金薄帯の長さ方向に切断して所望する幅の非晶質合金薄帯を得る方法も同様に、切断刃の管理が必要となり、さらなる煩雑化および製造コストが増加するという課題がある。  
【０００８】
また、非晶質合金薄帯を切断する機械的装置を用いると、切断面にバリが生じる場合がある。バリを有した非晶質合金薄帯を用いて巻磁心や積層磁心を作製すると、バリによる歪みが生じて軟磁気特性が低下するため好ましくない。  
【０００９】
そこで、本発明は、容易に製造可能で、製造コストを削減した急冷合金薄帯およびその製造方法ならびに急冷合金薄帯製造装置を提供することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の急冷合金薄帯は非晶質合金からなり、両主面と交差する側面のうち少なくとも一側面に、前記両主面に平行な方向に凸部を備えていることを特徴とする。  
【００１１】
また、本発明の急冷合金薄帯は、前記両主面に平行な前記凸部の中心と前記両主面のうちの一方の主面との距離が、前記凸部の中心と前記両主面のうちの他方の主面との距離と異なることが望ましい。  
【００１２】
本発明の急冷合金薄帯の製造方法は、移動方向に連続した溝部を少なくとも一つ有する冷却部に溶融した合金を射出し、前記合金を前記冷却部で急冷凝固して非晶質相を有する薄帯を形成し、前記薄帯は前記溝部で分断することを特徴とする。  
【００１３】
また、本発明の急冷合金薄帯の製造方法は、前記薄帯を更に巻取り部で巻取り、移動方向に２以上に分断された連続薄帯を得ることが望ましい。  
【００１４】
本発明の急冷合金薄帯製造装置は、溶融した合金を射出する射出部と、射出した前記合金を移動しながら急冷凝固する冷却部を有し、前記冷却部は前記合金が接する面に連続した溝部を少なくとも一つ有することを特徴とする。  
【００１５】
また、本発明の急冷合金薄帯製造装置は、前記合金が急冷凝固した非晶質相を有する急冷合金薄帯を巻き取る巻取り部をさらに有し、前記冷却部は移動方向に平行な連続した溝部を有していることが望ましい。  
【００１６】
また、本発明の急冷合金薄帯製造装置の前記冷却部は回転する冷却ロールからなることが望ましい。  
【００１７】
また、本発明の急冷合金薄帯製造装置の前記溝部の深さは３μｍ以上、２０μｍ以下、前記溝部の幅は２０μｍ以上、３００μｍ以下であることが望ましい。  
【００１８】
また、本発明の前記冷却部は前記溝部を複数有し、前記溝部の間隔は１ｍｍ以上であることが望ましい。  
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、容易に製造可能で、製造コストを削減した急冷合金薄帯およびその製造方法ならびに急冷合金薄帯製造装置が得られる。  
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による急冷合金薄帯製造装置の一例を示す構成図である。
【図２】本発明による急冷合金薄帯の凸部の走査型電子顕微鏡写真であって、図２（ａ）はロール面側からみた凸部の走査型電子顕微鏡写真、図２（ｂ）はフリー面側からみた凸部の走査型電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明による急冷合金薄帯の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明による急冷合金薄帯の凸部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。  
【００２２】
（第１の実施の形態）  
図１は本発明による急冷合金薄帯製造装置の一例を示す構成図である。図１に示すように、本実施の形態による急冷合金薄帯製造装置１００は、単ロール法を用いている。回転移動している冷却部２の表面に溶融した合金を射出する射出部１と、射出部１より射出された溶融した合金を移動しながら急冷凝固させる冷却部２と、急冷凝固した非晶質相を有する急冷合金薄帯４を巻き取る巻取り部５を備えている。  
【００２３】
また、冷却部２は回転方向に連続した４本の溝部３を有しており、これらの溝部３は射出した合金が接する面に形成する。  
【００２４】
冷却部２の表面に射出部１より高温で溶融した合金を射出し、冷却部２である冷却した回転ロールの表面で急冷凝固する。合金を急冷凝固して形成した非晶質相を有する急冷合金薄帯４を急冷合金薄帯剥離部６にて冷却部２から剥離した後、溝部３で分断された急冷合金薄帯４の本数毎に巻取り部５にて巻取り、所望する幅を有する急冷合金薄帯４を得る。  
【００２５】
ここで、射出部１の材質に制限はなく、石英、アルミナ、サイアロンもしくは窒化ホウ素等のセラミックスまたはカーボン等を適宜選択すればよい。また、異なる材質を混合して形成してもよい。  
【００２６】
冷却部２は溶融した合金が急冷凝固すればよく、水冷構造等を適宜選択すればよい。また、冷却部２の材質に制限はなく、純銅や銅合金、鉄合金等を適宜選択すればよく、表面にメッキ等の処理を施してもよい。  
【００２７】
本実施の形態では、単ロール急冷法を用いて急冷合金薄帯を得ているが、双ロール急冷法等を用いてもよい。その場合、一方の回転ロールに溝部を有していればよい。また、冷却部は高速回転するロールではなく、ベルトや板が移動する急冷体を用いて、溶融した合金を急冷凝固してもよい。  
【００２８】
急冷合金薄帯剥離部６は、急冷合金薄帯４を冷却部２から剥離するための機構であり、ガスナイフやドクターブレード、磁力を用いる方法等を適宜選択すればよい。  
【００２９】
急冷合金薄帯は冷却部で急冷凝固した際に自然と分断されるため、冷却部に形成する溝部の深さは３μｍ以上、２０μｍ以下、溝部の幅は２０μｍ以上、３００μｍ以下が望ましい。さらに、急冷合金薄帯の分断が容易になるため、溝部の深さは４μｍ以上、１５μｍ以下、溝部の幅は５０μｍ以上、２００μｍ以下がより望ましい。  
【００３０】
ここで、溝部の幅とは冷却部の表面に形成された溝部の一方の端辺から他方の端辺までの距離を示し、溝部の深さは冷却部の表面から冷却部の内部である溝部の最奥部までの距離を示している。  
【００３１】
また、連続した急冷合金薄帯を製造する上で、溝部の間隔は１ｍｍ以上であることが望ましい。ここで、溝部の間隔とは、隣接する溝部の間の距離を示し、冷却部の表面に形成された溝部の端辺のうち、それぞれ隣接する溝部側の端辺の間の距離を示している。溝部のこれらの距離は表面粗さ測定器を用いて測定することが可能である。  
【００３２】
本実施の形態では、回転方向に連続した４本の溝部３を形成することで、合金を急冷凝固して得た非晶質相を有する急冷合金薄帯４の幅方向の両端を切断して、さらに３本の急冷合金薄帯４を得たが、溝部３の本数に制限はない。つまり、急冷凝固して得た非晶質相を有する急冷合金薄帯４の幅方向の両端を切断する必要がない場合は、回転方向に連続した１本の溝部のみ形成されていてもよい。  
【００３３】
また、溝部が形成される方向に制限はなく、冷却部の移動方向に垂直な方向に連続した溝部を有していてもよい。つまり、回転ロールの冷却部において、回転方向に垂直な方向に連続した１本の溝部を形成した場合、回転ロール１周分の長さの急冷合金薄帯を得る事ができる。  
【００３４】
また、回転ロールの冷却部において、回転方向に垂直な方向に連続した溝部を複数形成し、さらに回転方向に連続した溝部を複数形成した場合、所望する幅および長さの急冷合金薄帯を作製と同時に得られる。この場合、巻取り部は不要であり、急冷合金薄帯剥離部で冷却部から剥離した急冷合金薄帯を収容するケース等を代わり配設すればよい。このように、巻取り部や急冷合金薄帯を収容するケース等は必要に応じて適宜設ければよい。  
【００３５】
溝部３の加工方法は冷却部２に溝部３が形成されればよく、特に制限はない。例えば、ステンレス等の金属片やセラミック質片を冷却部に押し当てて形成してもよいし、冷却部２の移動方向における急冷合金薄帯剥離部６の下流側および射出部１の上流側に、機械的装置を取り付けても良い。その場合、冷却部２の表面を研磨して平滑にする研磨装置と研磨した後に新たに溝部３を形成する加工装置を取り付けるのが望ましい。  
【００３６】
また、溝部の断面形状に制限はなく、Ｕ字やＶ字等の凹形を適宜形成すればよい。  
【００３７】
図２は本発明による急冷合金薄帯の凸部の走査型電子顕微鏡写真であって、図２（ａ）はロール面側からみた凸部の走査型電子顕微鏡写真、図２（ｂ）はフリー面側からみた凸部の走査型電子顕微鏡写真である。ここで、ロール面とは冷却部に接触した主面のことであり、フリー面とは他方の主面のことである。図３は本発明による急冷合金薄帯の側面の走査型電子顕微鏡写真である。図４は本発明による急冷合金薄帯の凸部を示す側面図である。  
【００３８】
図２および図３の走査型電子顕微鏡写真ならびに図４に示すように、本発明による急冷合金薄帯４は、冷却部の溝部で分断され、一方の主面であるロール面９と他方の主面であるフリー面１０と交差している側面７は、両主面に平行な方向に凸部８を有している。また、両主面に平行な凸部８の中心と両主面のうちの一方の主面との距離Ｌ１が、凸部の中心と両主面のうちの他方の主面との距離Ｌ２と異なっている。  
【００３９】
冷却部に溝部を形成することによって、冷却部と溶融した非晶質合金の間に空気の層が存在する。この空気の層が溶融した合金の熱によって膨張し、溝部上の急冷合金薄帯の厚みが薄くなる。また、空気の層によって溶融した合金の冷却速度が低下し、溝部上の急冷合金薄帯が脆化するため、急冷合金薄帯は溝部上にて分断する。  
【００４０】
これらにより、冷却部の溝部で分断された側面７に、両主面に平行な方向に凸部８を有した急冷合金薄帯が得られる。また、両主面に平行な凸部８の中心と両主面のうちの一方の主面との距離Ｌ１が、凸部の中心と両主面のうちの他方の主面との距離Ｌ２と異なった急冷合金薄帯が得られる。  
【００４１】
所望する急冷合金薄帯の幅に合わせて冷却部の溝部を形成すれば、溶融した合金が冷却部にて急冷凝固し、急冷合金薄帯が作製されると同時に冷却部の溝部で分断され、所望する幅の急冷合金薄帯が得られる。そのため、急冷合金薄帯を切断する機械的装置を不要とし、切断刃の管理を行う必要がないため、管理工数および製造コストを削減できる。  
【００４２】
また、冷却部に形成した溝部の間隔で急冷合金薄帯の幅が決まるため、間隔が異なるように複数の溝部を形成すれば、一度の製造において異なる幅の急冷合金薄帯を同時に作製できる。  
【００４３】
さらに、本発明の急冷合金薄帯製造装置は溝部を有する冷却部の表面を研磨して平滑化し、その後、溝部を新しく形成すればよいため、作製する急冷合金薄帯の幅が変わる度にノズルを交換するよりは、容易に溝部の変更が可能となり、製造コストを削減できる。  
【００４４】
さらに、本発明では複数のノズルを不要とし、作製する急冷合金薄帯の幅が変わる度にノズルを交換する必要がないため、製造コストを削減できる。  
【００４５】
また、本発明の急冷合金薄帯の切断面である側面には、両主面に平行な方向に凸部を有しているため、急冷合金薄帯を巻き回して作製する巻磁心や、急冷合金薄帯を積層する積層磁心を作製する際に、バリによる歪みを低減できる。  
【実施例】
【００４６】
（実施例１〜１２、比較例１〜５）  
急冷合金薄帯製造装置は、石英からなる射出部と、銅合金からなる内部水冷方式の回転ロールを用いた冷却部と、巻取り部から構成し、冷却部は回転方向に連続した溝部を形成した。溝部は冷却部に金属板を押し当てて、表１の実施例１〜１２および比較例１〜５に示す寸法で形成した。  
【００４７】
組成式Ｆｅ８３．３Ｓｉ３．０Ｂ１０．０Ｐ３．０Ｃｕ０．７からなる合金を加熱して溶融した後、射出部のスリットより周速度３１．４ｍ／ｓで回転する冷却部に射出した。射出した合金を冷却部で急冷凝固した後、７００Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスを吹き付けるガスナイフによって冷却部より剥離して、巻取り部で巻き取った。得られた急冷合金薄帯の厚さは約１９μｍであった。  
【００４８】
実施例１〜１２および比較例１〜５で作製した急冷合金薄帯が、冷却部の溝部で分断されたかどうか、および連続した急冷合金薄帯が製造できたかどうかの評価結果を表１に示す。  
【００４９】
【表１】
2015213920.tif 000003
【００５０】
表１から明らかなように、比較例１〜４は急冷合金薄帯の一部もしくは全てが分断されず、比較例５は連続した急冷合金薄帯を作製することができなかった。  
【００５１】
冷却部の溝部で分断された実施例１〜１２の側面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、図２に示すように両主面に平行な方向に凸部が形成されているのが確認できた。形成された凸部の両主面に平行な方向の距離は、約５０μｍから約６０μｍであった。また、凸部の厚さは約４μｍ、生じたバリは約０．４μｍであった。  
【００５２】
さらに、主面に平行な凸部の中心と一方の主面との距離が、凸部の中心と他方の主面との距離と異なっていることが確認できた。詳しくは、凸部の中心から冷却部である回転ロールに接触したロール面までの距離は、凸部の中心から他方の主面であるフリー面までの距離より短い事が確認できた。  
【００５３】
一方、分断されなかった比較例１を機械的装置による切断刃で切断した後、切断した側面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、凸部の形成は確認できなかった。切断によって生じたバリは約２μｍであった。  
【００５４】
以上より、溶融した合金を射出する射出部と、射出した合金を移動しながら急冷凝固する冷却部を備え、冷却部は合金が接する面に連続した溝部を少なくとも一つ有した急冷合金薄帯製造装置を用いることにより、ノズルの交換や切断刃の管理が不要となる。合金を冷却部で急冷凝固して形成した非晶質相を有する薄帯が溝部で分断されるため、容易に製造可能で、製造コストを削減した急冷合金薄帯およびその製造方法ならびに急冷合金薄帯製造装置が得られる。  
【００５５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、上記に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の変更や修正が可能である。すなわち、当業者であれば成し得るであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれることは勿論である。  
【符号の説明】
【００５６】
１  射出部  
２  冷却部  
３  溝部  
４  急冷合金薄帯  
５  巻取り部  
６  急冷合金薄帯剥離部  
７  側面  
８  凸部  
９  ロール面  
１０  フリー面  
１００  急冷合金薄帯製造装置  
Ｌ１、Ｌ２  距離  
【図１】
2015213920.tif 000004
【図２】
2015213920.tif 000005
【図３】
2015213920.tif 000006
【図４】
2015213920.tif 000007