(57)【要約】【課題】均質性の高いバルク状の非晶質合金を製造できるようにする。【解決手段】坩堝２から流下させた溶融合金１を強制冷却して連続的にバルク状の非晶質合金を製造する方法であって、坩堝から溶融合金を平面状の表面を有する合金受部４上に流下させる流下工程と、流下工程で流下された溶融合金を、合金受部と合金受部に対向する冷却ロール５との間で臨界冷却速度以上で強制冷却する強制冷却工程と、強制冷却工程による強制冷却を行いつつ、坩堝と冷却ロールとを合金受部に対して相対移動させる相対移動工程とを具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
坩堝から流下させた溶融合金を強制冷却して連続的にバルク状の非晶質合金を製造する方法であって、
前記坩堝から前記溶融合金を平面状の表面を有する合金受部上に流下させる流下工程と、
該流下工程で流下された前記溶融合金を、前記合金受部と該合金受部に対向する冷却ロールとの間で臨界冷却速度以上で強制冷却する強制冷却工程と、
該強制冷却工程による強制冷却を行いつつ、前記坩堝と前記冷却ロールとを前記合金受部に対して相対移動させる相対移動工程と、
を具備することを特徴とする非晶質合金の製造方法。
【請求項２】
前記平面状の表面は水平面に対して傾斜しており、前記相対移動工程では、前記坩堝と前記冷却ロールとを、前記合金受部に対して、前記平面状の表面の傾斜の上方に向かって相対移動させることを特徴とする請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項３】
前記平面状の表面の水平面に対する傾斜を調整する傾斜調整工程をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項４】
前記相対移動工程では、前記平面状の表面の傾斜と、前記溶融合金の流下量とに合わせて、前記坩堝及び冷却ロールの前記合金受部に対する相対移動速度を調整することを特徴とする請求項３に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項５】
坩堝から流下させた溶融合金を強制冷却して連続的にバルク状の非晶質合金を製造する装置であって、
前記坩堝上の合金を加熱溶融させるための加熱手段と、
前記坩堝から流下される前記溶融合金を受けるための平面状の表面を有する合金受部と、
該合金受部に対向して配置され、前記坩堝から流下された前記溶融合金を、前記合金受部との間で臨界冷却速度以上で強制冷却する冷却ロールとを具備し、
該冷却ロールによる強制冷却を行いつつ、前記坩堝と前記加熱手段と前記冷却ロールとを前記合金受部に対して相対移動させることを特徴とする非晶質合金の製造装置。
【請求項６】
前記平面状の表面は水平面に対して傾斜しており、前記坩堝と前記加熱手段と前記冷却ロールとを、前記合金受部に対して、前記平面状の表面の傾斜の上方に向かって相対移動させることを特徴とする請求項５に記載の非晶質合金の製造装置。
【請求項７】
前記平面状の表面の傾斜と、前記溶融合金の流下量とに合わせて、前記坩堝、前記加熱手段、及び前記冷却ロールの前記合金受部に対する相対移動速度を調整することを特徴とする請求項６に記載の非晶質合金の製造装置。
【請求項８】
前記坩堝の溶融合金流下口は所望の幅に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の非晶質合金の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金の溶融試料を強制冷却すると同時に所望の形状に成形して均質な非晶質合金を連続的に製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バルク状の非晶質合金材を製造するために金属や合金を溶融し、液体状態から急冷凝固させて非晶質合金材を得る方法が種々提案されていて、溶融合金（以下、「溶湯」と称す）を吸引鍛造法や高圧鍛造法で瞬時に鋳型に鋳込む方法や、溶湯を直接金型で押圧成形する方法、水冷ハース上で合金を溶解させながら熱源を移動させて連続的に非晶質合金を作製する方法などが知られている。
【０００３】
これらの方法のうち、例えば特許第３０１１９０４号公報（特許文献１）では、合金を溶解する場所と鋳込む場所が連続しているために、溶湯の一部で融点以下となり不均一核生成の原因となる材料も一緒に鋳込まれてしまい、当該部位に結晶核が生じ、均質な非晶質材料が得られないという従来の鍛造法などの方法を改善し、融点以上の溶湯のみを溶融部より鋳型部へ押し出して鋳込む方法が提案されている。
【特許文献１】特許第３０１１９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許第３０１１９０４号公報（特許文献１）に記載の方法では、融点以上の溶湯は加熱されなくなってから鋳型部に圧延されるため、比較的大きな材料を製作する場合、溶解部より離れるに従って融点以上の温度の溶湯ではなくなってから冷却されるため、不均一核生成が起こり均質な非晶質合金にならないという問題がある。
【０００５】
また溶湯を流下直後にロールで強制冷却及び成形を行う方法としては双ロール法があるが、この方法でも２つのロール間に大きな湯溜まりを作らなくては厚い材料を成形することができず、その場合も同じく湯溜まりの一部が融点以上の温度の溶湯ではなくなってから冷却されるため、不均一核生成が起こり均質な非晶質合金にならないという問題がある。
【０００６】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、均質性の高いバルク状の非晶質合金を製造できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる非晶質合金の製造方法は、坩堝から流下させた溶融合金を強制冷却して連続的にバルク状の非晶質合金を製造する方法であって、前記坩堝から前記溶融合金を平面状の表面を有する合金受部上に流下させる流下工程と、該流下工程で流下された前記溶融合金を、前記合金受部と該合金受部に対向する冷却ロールとの間で臨界冷却速度以上で強制冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程による強制冷却を行いつつ、前記坩堝と前記冷却ロールとを前記合金受部に対して相対移動させる相対移動工程と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係わる非晶質合金の製造方法において、前記平面状の表面は水平面に対して傾斜しており、前記相対移動工程では、前記坩堝と前記冷却ロールとを、前記合金受部に対して、前記平面状の表面の傾斜の上方に向かって相対移動させることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係わる非晶質合金の製造方法において、前記平面状の表面の水平面に対する傾斜を調整する傾斜調整工程をさらに具備することを特徴とする。
【００１０】
また、この発明に係わる非晶質合金の製造方法において、前記相対移動工程では、前記平面状の表面の傾斜と、前記溶融合金の流下量とに合わせて、前記坩堝及び冷却ロールの前記合金受部に対する相対移動速度を調整することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係わる非晶質合金の製造装置は、坩堝から流下させた溶融合金を強制冷却して連続的にバルク状の非晶質合金を製造する装置であって、前記坩堝上の合金を加熱溶融させるための加熱手段と、前記坩堝から流下される前記溶融合金を受けるための平面状の表面を有する合金受部と、該合金受部に対向して配置され、前記坩堝から流下された前記溶融合金を、前記合金受部との間で臨界冷却速度以上で強制冷却する冷却ロールとを具備し、該冷却ロールによる強制冷却を行いつつ、前記坩堝と前記加熱手段と前記冷却ロールとを前記合金受部に対して相対移動させることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係わる非晶質合金の製造装置において、前記平面状の表面は水平面に対して傾斜しており、前記坩堝と前記加熱手段と前記冷却ロールとを、前記合金受部に対して、前記平面状の表面の傾斜の上方に向かって相対移動させることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明に係わる非晶質合金の製造装置において、前記平面状の表面の傾斜と、前記溶融合金の流下量とに合わせて、前記坩堝、前記加熱手段、及び前記冷却ロールの前記合金受部に対する相対移動速度を調整することを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係わる非晶質合金の製造装置において、前記坩堝の溶融合金流下口は所望の幅に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、均質性の高いバルク状の非晶質合金を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な一実施形態について説明する。
【００１７】
まず、本実施形態の概要について説明する。
【００１８】
本実施形態では、坩堝より流下させた溶湯を強制冷却して連続的にバルク状の非晶質合金を製造する方法において、強制冷却を平面とロールによって行い、かつロールと坩堝を前記平面に対して相対的に移動させがら、溶解を継続しつつ、流下する溶湯を臨界冷却速度以上で連続的に強制冷却し、成形する。
【００１９】
また、本実施形態では、坩堝より流下させた溶湯を強制冷却して連続的にバルク状の非晶質合金を製造する装置において、強制冷却を溶湯受け部が平面となったハースとロールによって行い、かつロールと坩堝がハースに対して相対的に移動しながら、溶解を継続しつつ、流下する溶湯を臨界冷却速度以上で連続的に強制冷却し、成形する。
【００２０】
上記のように、強制冷却し成形を行なう部分に対して坩堝が相対的に移動するため、溶湯の流下場所及び冷却場所が連続的に移動し、溶湯を溶解しつつ流下し強制冷却して成形することが可能となり、不均一核生成は起こらず、よって均質で大きい質量のバルク状非晶質合金を得ることが可能となる。
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態の非晶質合金製造装置による溶融合金（溶湯）流下の様子を示す模式図である。なお、図示しないチャンバー内にこれらの装置は設置されている。
【００２３】
まずチャンバー内を排気した後、アルゴン雰囲気に置換する。その後、坩堝（るつぼ）２の上で非晶質合金となる原料（例えばＺｒ55Ｃｕ30Ａｌ10Ｎｉ5：ただし数値は原子％を表わす）をアーク電極６を用いてアーク溶解させ、溶湯１を得る。
【００２４】
次にアーク電極６による溶解を継続しつつ坩堝２を傾斜させ、所望の幅を持った流下口３より溶湯１をフラット形状（平面状）の水冷ハース４、ハース終端部９、及び水冷ローラー５の間に流下させて急冷し、合金８を得る。
【００２５】
次に、そのまま坩堝２、水冷ローラー５、及びアーク電極６を水冷ハース４に対して、不図示の移動装置により図１の矢印の方向に相対的に移動させ、連続的に溶湯１を流下させながら合金８の急冷及び成形を行いバルク状の非晶質合金を得る。
【００２６】
このとき水冷ハース４の傾斜角を溶湯１の流下量に応じて調整するとともに、それらに合わせて、坩堝２、水冷ローラー５、及びアーク電極６と水冷ハース４との相対移動速度を調整することにより、流下後の溶湯１の流れ方を水冷ローラー５の反対側（上流側）に広がらないように制御することが可能となる。
【００２７】
また、流下口３が所望の幅を持っていることにより、溶湯１が水冷ハース４に流下された後、水冷ローラー５によって押圧成形される量が最少に抑えられ、幅全体に渡り均一に溶湯１が溶解状態より急冷され、よって均質な非晶質合金が得られる。
【００２８】
このようにして非晶質合金の製造を行い、得られた合金板素材を所望の寸法に切り出し、ガラス転移点以上の温度に加熱しプレス加工を行ったところ、製造された素材のどの部位においても３０ＭＰａ程度の低圧での加工が可能であり、素材全体にわたって均質に非晶質化がなされていることがわかった。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、溶解を継続しつつ、流下する溶湯を臨界冷却速度以上で連続的に強制冷却及び成形することが可能となる。従って素材全体にわたって均質に非晶質化がなされている合金を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態の非晶質合金製造装置による溶湯流下の様子を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  溶湯
２  坩堝
３  流下口
４  水冷ハース
５  水冷ローラー
６  アーク電極
７  プラズマアーク
８  合金
９  水冷ハース終端部
【図１】
2005219117.tif 000003