(57)【要約】本発明は、幾何学的に明確に表出されたアモルファス金属合金物品およびそれらの製造方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品。
【請求項２】
複数の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を含む、請求項１に記載のアモルファス金属合金物品。
【請求項３】
複数の、幾何学的に反復する、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を含む、請求項１に記載のアモルファス金属合金物品。
【請求項４】
アモルファス金属合金が、式：
ＭｋＹｐ
（式中、
ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＶおよびＣｒより成る群の内の１種または２種以上から選ばれる金属であり；
ＹはＰ、ＢおよびＣより成る群からの１種または２種以上の元素を表し；
ｋは原子パーセントを表し、そして約７０−８５の値を有し；
ｐは原子パーセントを表し、そして約１５−３０の値を有する。）
で表すことができる組成を有する、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品。
【請求項５】
アモルファス金属合金が、式：
ＭａＹｂＺｃ
（式中、
ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＶおよびＣｒより成る群の内の１種または２種以上から選ばれる金属であり；
ＹはＰ、ＢおよびＣより成る群からの１種または２種以上の元素を表し；
Ｚは群・Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｉｎ、ＳｂまたはＢｅから選ばれる１種または２種以上の元素であり；
ａは原子パーセントを表し、そして約６０−９０の値を有し；
ｂは原子パーセントを表し、そして約１０−３０の値を有し；
ｃは原子パーセントを表し、そして約０．１−１５の値を有し；
そしてａ＋ｂ＋ｃ＝１００である。）
で表すことができる組成を有する、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品。
【請求項６】
請求項１に記載の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品から成る研磨物品。
【請求項７】
請求項２に記載の、複数の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品を含む研磨物品。
【請求項８】
請求項１に記載の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品を含む切削物品。
【請求項９】
請求項２に記載の、複数の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品を含む切削物品。
【請求項１０】
請求項２に記載の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品。
【請求項１１】
複数の自己嵌め合わせアモルファス金属合金物品を含む物品。
【請求項１２】
請求項２による変圧器の巻線鉄心。
【請求項１３】
請求項２による変圧器の積重ね鉄心。
【請求項１４】
明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品の製造方法であって、次の：
アモルファス金属合金物品を昇温された温度で加熱し、続いてその加熱アモルファス金属合金物品をダイでスタンピングするか、さもなければ変形させる
工程を含む上記の方法。
【請求項１５】
ダイを予熱する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ダイがローラーダイまたはスタンピングダイである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の少なくとも一部分を選択的に結晶化させる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の少なくとも一部分を研削してその明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の一部分を除去する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
アモルファス金属合金物品の少なくとも、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造に研磨材を接着させる、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
発明の背景
本発明は、明確に表出された３次元（“３−Ｄ”）の幾何学的組織を中に有するアモルファス金属合金、並びに同合金の製造方法に関する。
【０００２】
アモルファス金属合金（「非晶質金属合金」、「ガラス状金属」または「金属ガラス」と称されることも多い）は、典型的には、いかなる実質的な長距離原子秩序も欠いている。これらアモルファス金属合金は、液体または無機酸化物ガラスに観察される回折パターンと定性的に類似した拡散（広い）強度極大より成るＸ線回折図形によって特徴づけられる。しかし、十分に高い温度まで加熱すると、それらは結晶化熱の放出を伴って結晶化し始める；これに対応して、Ｘ線回折図形は、その結晶化によって、非晶質物質に観察されるものから結晶質物質に観察されるものへと変化し始める。従って、アモルファス金属合金は準安定状態にある。アモルファス金属合金のこの特別な準安定の非晶質状態は、その合金に独特の機械的および物理的性質を与える。
【０００３】
アモルファス金属合金は、一般に、それらの結晶質対照物の物理的性質を超える、硬さおよび強さのような物理的性質を有する。アモルファス金属合金は、結晶質合金とは違って、それらの原子構造中に長距離秩序を有しないから、結晶の周期的（結晶性）原子構造と普通関連する物理的および磁気的性質の方向性は存在しない。また、通常の合金とは違って、アモルファス金属合金は極めて均質であって、組成上の不均質性、混在物および色々な他の微細構造欠陥が全くなく、それら合金が潜在的な応力集中部分の有害な影響にさらされることを少なくする。
【０００４】
アモルファス金属合金は色々な技術で製造することができる。電気メッキ、蒸着およびスパッタリングは、全て、物質が原子並置基準で堆積される方法である。適切な条件下では、原子は基材表面と接触すると現場「凍結」されるが、それら原子は、普通、安定な周期的結晶格子の配置に関連したより低いエネルギーの原子配置に拡散していくことはできない。得られる準安定構造は非結晶質（ガラス状）の構造であることができる。しかし、このようなプロセス方法でアモルファス金属合金を大量の商業的量で製造するのは、経済的に実行できない。
【０００５】
アモルファス金属合金を製造するもう１つの方法は、溶融物から急速に冷却することによる方法である。この方法でガラス状構造を達成するに当たっては、２つの主要な条件が適用される。第一に、選択される組成物は、高いガラス転移温度Ｔｇ、および低い溶融温度Ｔｍを有すべきである。ガラス転移温度は、それ以上で実質的な原子運動が起こり始める温度である。溶融温度は、それ以上で物質の完全な液化がある温度である。もっとはっきり言えば、Ｔｇ／Ｔｍ比は可能な限り大きい値であるべきである。第二に、液体は、Ｔｍより高い温度からＴｇより低い温度までできるだけ急速に冷却されるべきである。実際面では、溶融物急冷法の冷却速度は、さもなければ起こるだろう結晶化を回避するために十分に大きい速度でなければならない（約１００万度／秒）ことが一般に見いだされている。典型的に使用される高冷却速度においてさえも、ある特定の組成を持つ合金だけが溶融急冷されてアモルファス金属合金になることができる。このようなアモルファス金属合金の１つの部類は、鉄、ニッケル、コバルトおよびクロムのような後周期遷移金属元素との組み合わせでの、通常１０〜２５原子パーセント範囲の、必須合金添加原子としての「ガラス形成性」非金属原子、例えばリン、ホウ素、ケイ素および炭素より成る。金属ガラスのもう１つの部類は、前周期遷移金属と後周期遷移金属との混合物より成る。
【０００６】
アモルファス金属合金は、十分に高い機械的応力に付されると、ガラス転移温度Ｔｇより十分に低い温度においては、高度に局在化した剪断結合の形成により不均質な塑性変形を受ける。このタイプの不均質塑性変形は通常の結晶質合金のそれに類似している。このような低温においては、アモルファス金属合金は高強度および高モジュラスを示し、かつ降伏応力よりかろうじて大きいだけの破壊応力を示す。これは破損前に張力でほんの少量の伸張しかもたらさない。これに対して、Ｔｇの近くまたはそれより高い温度での塑性変形モードは、その試験片中の巨視的歪みが試料容積全体を通しての粘性様流れによる均質変形の結果として生ずる。
【０００７】
アモルファス金属合金の、温度の関数としての変形挙動の議論は、頻繁という訳ではないが、技術文献に、例えば１９７８年５月２４日にMasumotoに対して発行された特開昭５３−５７１７０号公報に見られる。この特許公報において、Masumotoは高い「二次加工特性」が生ずる温度状況について説明している。Masumotoは、また、圧延加工、打抜き成形、プレス成形、引抜き成形および曲げ加工のような二次成形法はその温度状況において実行できると述べている。Patterson等は、Rapidly Quenched Metals III、第２巻（１９７８年）において、昇温下で変形させるときの、アモルファス金属合金リボンのキャップ様形状への熱成形能について記述している。この著者等は、熱成形温度および時間と、プロセス温度が高すぎるときのアモルファス金属合金結晶化の危険との間で取捨考量することの認識を教示している。
【０００８】
発明の概要
本発明の１つの面において、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品が提供される。
【０００９】
本発明のもう１つの面において、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品の製造方法が提供される。
本発明のなおもさらなる面において、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品を利用して形成された研磨物品が提供される。
【００１０】
本発明のなおもさらなる面において、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品から形成される研磨物品の製造方法が提供される。
本発明のさらなる面において、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品を利用して形成されたひげ剃り物品、並びにそれらの製造方法が提供される。
【００１１】
本発明のもう１つの面において、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有する自己嵌合わせアモルファス金属合金物品が提供される。
本発明のなおもさらなる面において、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有する自己嵌合わせアモルファス金属合金物品の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明のこれらおよび他の面は以下の本発明の詳細な説明からより明白になるだろう。
詳細な説明および好ましい態様の説明
本発明は、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有する新規なアモルファス金属合金物品、並びにそれらの製造方法を提供する。このような明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造は、概ね平面の（「２次元の」）のアモルファス金属箔または同リボンに、その中に永久変形を導入して、集合名詞的に「明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造（articulated topographical definitions）」と称される、幾何学的なパターン、組織（texture）、外形（profile）または他の外形的特徴（feature）を含む、非平面の（「３次元の」アモルファス金属箔または同リボンを製造するために、選択された力を適用することによって作り出される。このような明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造に関し、「鋳造したままの」成形品に通常適用されるように、概ね平面のアモルファス金属箔またはリボンを歪めまたは膨張させる永久変形が導入され、従って永久的な非平面の３次元外形を与えることが必要とされるだけである。このようなことはギザギザにたとえることができる。全く最低でも、１個だけの、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を与えることができるが、複数の、幾何学的に反復する、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を与えることがより有利である。このような幾何学的に反復する、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造は、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の規則的に反復するパターンを与えるものであればどんな形状および配置であることもでき、そして、理想的には、それら個々のパターン間に噛み合いを与えるものである。例えば、角錐形状、四角形状、円形形状および六角形状が全て制限なしで使用することができる。理想的には、基底部部分に密に充填できるようにするもの、特に六角形状、角錐形状、四角形状、長方形形状、三角形状等々が、その物品の単位表面積当たりの最大ピーク量をもたらし得るので、一般に好ましいはずである。
【００１３】
本発明の好結果での実施は、アモルファス金属合金の応力緩和特性の活用に負う。アモルファス金属合金中における応力緩和は、生成中に消滅する「自由体積」が、テストピースが形状変化、例えばパターン、組織、または他の輪郭の明瞭な構造を含めて、幾何学的に明確に表出された、輪郭の明瞭な構造の発現を受けている間に徐々に消えていく原子構造緩和と密接に結びついている。アモルファス金属合金の自由体積含有量が大きければ大きいほど、加工処理中に輪郭の明瞭な幾何学的構造を獲得するその能力は大きくなる。図１は、公称組成Fe80B11Si9を有するアモルファス金属合金の応力緩和の時間−温度依存性を示す。
【００１４】
少なくとも１つであるが、好ましくは、複数の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を備えていることができるいかなるアモルファス金属合金組成物も実施することができ、かつ本発明の教示の範囲内であると考えられることを理解すべきである。非限定例として、本発明による方法に付すことができるアモルファス金属合金の組成物には、随意に、しかし、ある場合には望ましくは、少量、即ち０．１〜１５原子パーセント、好ましくは０．５〜６原子パーセントの、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、ＩｎまたはＢｅのようなある種特定の元素が加えられるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＣｏおよびＶより主として構成されるものがある。前者のそれら元素の議論した量での添加は、しばしば、アモルファス金属合金のガラス形成特性を改善する；即ち、非晶質状態が一層容易に得られ、かつ熱的に一層安定なことが多い。特に有用なアモルファス金属合金は、式：
ＭｋＹｐ
（式中、
ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＶおよびＣｒより成る群の内の１種または２種以上から選ばれる金属であり；
ＹはＰ、ＢおよびＣより成る群からの１種または２種以上の元素を表し；
ｋは原子パーセントを表し、そして約７０−８５の値を有し；
ｐは原子パーセントを表し、そして約１５−３０の値を有する。）
並びに式：
ＭａＹｂＺｃ
（式中、
Ｍ、Ｙは上記で定義したとおりであり；
Ｚは群・Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｉｎ、ＳｂまたはＢｅから選ばれる１種または２種以上の元素であり；
ａは原子パーセントを表し、そして約６０−９０の値を有し；
ｂは原子パーセントを表し、そして約１０−３０の値を有し；
ｃは原子パーセントを表し、そして約０．１−１５の値を有し；
そしてａ＋ｂ＋ｃ＝１００である。）
のいずれかで表すことができるものである。しかし、本発明に教示される発明としての方法により好結果で形成することができるアモルファス金属合金の事実上全ての組成物が本発明の利益を享受することができると考えられるので、これらの典型的なアモルファス金属合金組成物は例として与えられ、限定として与えられるものではないことを理解されるべきである。
【００１５】
図２ａおよび２ｂを参照すると、それらには、複数の、幾何学的に反復する、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造（２４）を有するアモルファス金属箔のストリップまたはテープ（２０）の１例が描かれ、この場合明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の各々は六角形の基底部（２６）を有し、そしてそれは各々の明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造（２４）のピークにおける平坦域（２８）まで先細りになっている。この図の概観が明らかにするように、個々の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の密な充填が各地形構造の基底部の噛み合い性に因り可能となる。理解できるように、これら基底部の六角形の形状がこのような密な充填をもたらしている。
【００１６】
図２ａおよび２ｂを参照して説明すると、本発明による、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の各々は、また、考慮されるべき幾何学的寸法を有することは明らかであることも理解されるべきである。例えば、明確に表出された、輪郭の明瞭な各地形構造はある基底部寸法を有し、それはアモルファス金属箔のストリップまたはテープ（２０）の平面内に基底部領域（２１）を含む。当然、最大数の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造が１つのアモルファス金属リボンに導入されるべき場合には、単一の、明確に表出された輪郭の明瞭な各地形構造のそれぞれの大きさおよびそれらの基底部領域は小さくなければならないことを理解されるべきである。逆も真である。例えば、図２ａおよび２ｂに示される、概ね六角形の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造に関し、１列につき３個の、概ね六角形の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造が存在する。これは図２に参照線“ａ”および“ｂ”に関して描かれている；その参照線“ａ”および“ｂ”は、各々、それら３個の、概ね六角形の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造、即ち参照線“ａ”上の３個（ａ’、ａ’’、ａ’’’）および参照線“ｂ”上の３個（ｂ’、ｂ’’、ｂ’’’）を２分している。より小さい個々の基底部領域を有する、概ね六角形の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を与えることによって、アモルファス金属リボン中に、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造のより密な充填を容易に導入することができた。異なる形状および配置の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造もまた使用できること、およびそのような明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造は、隣接基底部を図２ａに示される概ね六角形の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造のレイアウトとして有する必要はないことも考えられる。
【００１７】
図３ａおよび３ｂは、密には充填されていない、個々ばらばらの、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を形成している、一連の、個々の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造（３４）が中に導入されているアモルファス金属合金リボン（３０）のもう１つ別の態様を図解するものである。図３ａから分かるように、これらの、個々の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造（３４）の各々は描かれたアモルファス金属合金ストリップ内にランダム配置されており、そして、さらに、これらの明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造は異なる大きさを持っている。即ち、描かれている明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の各々は、その基底部が正三角形であり、かつ点（３８）（紙の外側に延びているものとし、点で描かれている）まで先細りになっているが、これらの明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の非充填配置並びにそれらの異なる寸法は、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の色々な配置が使用でき、しかも本発明の利益をなおも享受できるという着想を例証するものである。さらに明確にいうと、図３は、また、異なる幾何形状および／または異なる高さを含めて異なる相対寸法を持つ、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造も、本発明の原理に従って単一のアモルファス金属合金箔に与えることができるという着想も例証している。
【００１８】
本発明の色々な態様の説明全般を通して、図の各々を参照して説明される幾何学的形態は例として意図され、限定として意図されるものではないことを理解されるべきである。これらの明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造は、多角形のまたは不規則多角形の形態を含めて任意の形態のものであることができる。かくして、特定の例図を参照して説明されるもの以外の、異なる、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を、本発明で議論されまたは描かれている、特定の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の代わりに用いることができることを理解されるべきである。
【００１９】
明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造は、アモルファス金属合金にローラーダイまたはスタンピングダイのような機械的手段を使用することによって与えることが便利である。ローラーダイと称されるものは、一般に、表面に一連の嵌め合い構成を有する２本のローラーであって、その嵌め合い構成が、これらローラーダイのニップ間を通るアモルファス金属合金ストリップまたは箔のような物体に、一連の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を付与しようとするものであるそのようなローラーを意味することが意図される。同様に、スタンピングダイとは嵌め合い表面を有する一対のダイを意味し、その表面もこれら２つのダイ間に置かれる材料、特に本発明で説明されるアモルファス金属箔またはストリップに、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を付与しようとするものである。ローラーダイかスタンピングダイのいずれかであるダイの両態様は、ストリップ用のアモルファス金属合金の圧縮に用いることができるもので、その圧縮は平面の２次元の箔またはストリップに永久変形を永久的な非平面の３次元外形を与えるように付与する目的で行われる。
【００２０】
そのような、永久的な、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を与える目的に適切な運転条件に関し、特定の条件は、処理されるアモルファス金属合金の化学的性状ばかりでなくその厚さにより大きな程度依存する。理想的には、適切な変形温度の選択は、スタンピング工程中の結晶化を最小限に抑えまたは結晶化をなくするという考えに基づくべきであり、そして、また、理想的には、このスタンピング工程中のアモルファス金属箔の脆化を最小限に抑えまたは脆化をなくするという考えに基づくべきであると考えられる。これらの特定の条件は、それ自体としては、当業者が行い得る日常的な試験工程で決めることができるが、特定のアモルファス金属合金に基づく特定の態様については、以下においてさらに詳細に説明される。この技術分野で適切な技能を持つものは、特定の実施例に基づいて、適切なスタンピング条件を過度の実験を行うことなく決めることができると考えられる。
【００２１】
本発明はかなりの数の変法で実施することができる。最も直接的な方法は、アモルファス金属合金の箔またはストリップを高められた温度まで昇温して加熱し、続いてそのアモルファス金属合金箔またはストリップを適切なダイを利用してスタンピングするか、さもなければ変形させる方法である。別法として、アモルファス金属合金箔またはストリップは、十分に高められた温度にある予熱されたダイに、アモルファス金属合金体がスタンピングプロセス中に適切な温度まで急速に加熱されるように与えてもよい。なおもさらなる変法では、アモルファス金属合金箔またはストリップおよびスタンピングダイ（１つまたは複数）の両者が、スタンピングプロセス前またはそのプロセス中に、高められた温度に昇温、加熱される。
【００２２】
スタンピングプロセスが起こる温度に関し、本出願人は、より高い温度は、典型的には、ダイ中の滞留時間がより短い、或いはまたダイの所要圧力がより低いという結果をもたらすが、このようなことは、アモルファス金属合金箔またはストリップの結晶化および／または脆化の有意な危険が存在する場合に特に望ましいことではないことを発見した。逆に、その金属合金の箔またはストリップのダイ中における滞留時間を長くし、同時に、結晶化の危険または程度を最小限に抑えるようにスタンピング操作の温度を下げることが有利である。このような長くされた滞留時間は温度拡散率の諸制限にも対処するもので、アモルファス金属合金の箔またはストリップの厚さ全体を通じて温度が実質的に均一となることを保証する。
【００２３】
本発明は、また、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品から形成された研磨物品、並びにその研磨物品を製造する方法も提供する。この態様によれば、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造が前に説明したアモルファス金属合金またはストリップに与えられ、続いてそれら合金またはストリップはそれらに研磨特性を付与するためにさらに処理される。
【００２４】
１つの面において、かなりの数の有機酸化物またはカーバイドのような研磨媒体が、少なくとも１つの表面に、望ましくは合金またはストリップ中の明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造のピークの領域に与えられる。このようにして、特に硬いことが知られているアモルファス金属合金またはストリップが、研磨材が適用される非常に有用な基材となる。もう１つの別法において、アモルファス金属合金またはストリップのアモルファス金属合金部またはストリップ部に、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を与えることに続いて、特にその明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造のピークまたはピーク近くの、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の部分が部分的に結晶化される。このような選択的結晶化は、アモルファス金属合金の組成物の非常に硬い金属間相の沈殿を引き起こすと予想される。このような硬い金属間相は研磨媒体として非常に有効であり、またアモルファス金属合金から形成される物品に切刃（cutting edges）を与える際にも非常に有効である。この選択的結晶化は多数の方法のどれによっても起こり得るが、１つの特定の方法によれば、焦点のタイトなビームを明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造のピークにまたはそのピークの領域に向けることができるレーザーがそのような選択的結晶化を実現するために使用できると考えられる。別法として、または本発明のアモルファス金属合金中におけるその明確に表出された、輪郭の明瞭な構造の先端の選択的結晶化と共に、硬い研磨粒子を明確に表出されたアモルファス金属合金物品に接着させるか、さもなければその金属合金物品と結合させることができる。このような接着または結合は、例えば接着、プラズマ溶射、衝撃溶接（impact welding）、並びにこの技術分野で知られているが、ここでは説明されない他の技術によって達成することができる。本発明で説明されないが、このような選択的結晶化を実現する際に有用であると信じられる他の方法も有用であり、かつ本発明の範囲内であると考えられる。
【００２５】
なおもさらなる態様において、本発明による研磨物品は、上記で一般的に説明した方法により製造されたアモルファス金属合金ストリップの、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造に切刃を設けることによって製造される。このさらなる態様によれば、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の部分、特に明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造のピークがそれらの形成に続いて取り除かれる。これらは文字通り「切られ（lopped off）」て、個々の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の鋭い切刃を露出させる。このような工作は、例えば、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の部分を研削することによって、或いは何らかの他の機械的操作によって、さらには非機械的操作によって行うことができる。アモルファス金属合金の明確に表出された部分の一部分に切刃を設けることが必要とされるだけである。慣用の研削操作では、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の、個々の切刃の研ぎも同時に達成され、従ってこれは中でも好ましい製造方法である。このような態様は、上面から外側に延びている、複数の、円錐台形の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金ストリップ（４０）を含む本発明による切削物品を側面図として描いている図４に図示される。これらの明確に表出された、輪郭の明瞭な地形学的円錐台形構造（４４）の各々の切刃（４８）は、円錐形態を有する、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造のピークを、そのピークを除去するように研削し、その結果としてこれらの明確に表出された、輪郭の明瞭な地形学的円錐台形構造（４４）をもたらすことによって形成される。この特定の態様によれば、このような切削物品は、この技術分野で一般に知られる他の切削装置を超える幾つかの予想外の重要な利点を与える。このアモルファス金属合金の高硬度は、それらから製造される切削物品により長い実用寿命を与える、耐久性のより長い鋭い切刃をもたらすと予想される。さらに、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造が研削操作におけるような「切られ」たピークを有する場合、得られる切刃は非方向性である；即ち、（真っ直ぐなナイフブレードのような）刃が真っ直ぐな切削物品とは違って、切削は本発明に従って説明される切削物品のどんな方向の動きでも起こる。かくして、その切削工具はどの方向にも鋭利な切削刃を配するので、工作物に対する切削方向の方向付けには心配がない。
【００２６】
円形の、球形の、溝つきの、正方形または長方形のような幾何形状の外形的特徴、および不規則形状の外形的特徴、並びに形成することが可能なこれら外形的特徴の任意の組み合わせを有する幾何学的に明確に表出されたアモルファス金属合金を含めて他の構成も、本発明による上記のような切削物品の範囲に入ると考えられることを理解されるべきである。幾何学的に明確に表出されたアモルファス金属合金から形成される切刃の輪郭も、容易に調整可能である。切刃は真っ直ぐであることもできるし、傾斜していることもできるし、或いは付形されていることもできる。
【００２７】
上記で議論したもの以外の他の技術、特に研削工程を利用しない技術もまた、そのような切削工具の製造で使用できると考えられる。このような技術に、非限定例としてであるが、電気化学加工（ECM）、放電加工（EDM）、電解加工、レーザー加工（LBM）、電子ビーム加工（EBM）、光化学加工（PCM）または超音波加工（USM）という既知の方法の１つまたは２つ以上で形成されるものがある。刃の形成の次に補充の金属または非金属によるコーティング、およびポリテトラフルオロエチレン（テフロン）または他の潤滑性材料によるコーティングのようなこの技術分野で標準の方法を行い、続いて熱処理を行うことができる。EDM法は切削されるべき領域に送り込まれるEDM工具の使用を含む。切削されるべき領域には誘電体流体が入れられ、そしてEDM工具と明確に表出されたアモルファス金属合金との間に、導電性材料を除去し、その結果として開口を生成させるために、速い反復火花放電が与えられる。多数の望ましい開口を生成させるために多数の工具を用いることができる。EDM法は切削が不規則である状況で特に有用であり、そしてそれには約２００個までの穴を同時に作る能力がある。ECM法は、明確に表出されたアモルファス金属合金をスチールと付形電極との間を速やかに流れている電解液中での陽極溶解により切削する。EDMによるように、ECMも多数の開口を同時に作るために使用することができ、そしてそれには約１００個までの穴を同時に作る能力がある。
【００２８】
さらに、また、アモルファス金属切削物品は、理想的には非固体であるが、明確に表出されたアモルファス金属合金自体よりも硬質の支持フレーム構造（例えば、グリッドフレーム、周縁フレームまたはエッジフレーム等々）を与えるものを適当な基材の上に取り付けることも考えられる。理想的には、用いられているとき、切削操作中に除去されるいかなる材料も、個々の、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の各々の内部を通って落ちるが、その材料は切削されている表面または対象物から容易に取り去ることが可能である。これは、本発明に従って製造された切削物品は非目詰まり性であるが確実で、従ってその切削物品の有効実用寿命をさらに延ばすので重要なことである。非限定例としてであるが、切削装置に個人のケア用品で使用するためのカミソリ、即ちひげ剃り用カミソリがある。さらに、切削装置には、かんな、やすり、石目やすり、Surform（登録商標）型工具、サンディングおよび研磨具、幾何学的に明確に表出されたアモルファス金属合金のストリップが砥石の外面に取り付けられている研削砥石、並びにここでは特に説明しない他の工具のような他の工具がある。
【００２９】
このような切削物品中の切刃開口の構造とデザインは、旧来のものでない機械加工技術を用いるとき本質的には無制限である。円形の、球形の、溝つきの、正方形または長方形のような幾何形状の外形的特徴、および不規則形状の外形的特徴、並びにこれら外形的特徴の任意の組み合わせを形成および制御することができるのである。切刃の輪郭も容易に調整可能である。切刃は真っ直ぐであってもよいし、傾斜していてもよいし、或いは付形されていてもよい。縦横の両構造は、多数の部分操作を必要とし、それでもこれらの外形的特徴を作ることができない旧来の研削技術とは対照的に、電気化学加工、放電加工、電解加工、レーザー加工、電子ビーム加工、光化学加工、超音波加工、および他の代替機械加工技術を用いて単一工程で容易に形成される。Simms等への米国特許第５，６０４，９８３号、Chylinskiへの米国特許第５，４９０，３２９号および同第４，４８３，０６８号明細書において議論されているものが挙げられる公知技術の研削技術を含めて、色々な技術が利用できる。特に有用かつ好ましい有効な技術に、内容がここで参照することによって本明細書に含められるOrloffへの米国特許第５，９８３，７５６号明細書に記載される方法を含めて、鋭利な刃を作るために研削操作を必要としないものがある。
【００３０】
本発明のもう１つの面において、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金物品から形成された自己嵌合わせ物品が提供される。
アモルファス金属合金の箔またはテープに対するこれらの明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造の導入によって達成される特に有利な特長は、この導入が多数の箔またはストリップの向きを合わせた積重ねを容易にするということである。このようなことは、アモルファス金属合金の堆積層または積重ね体を必要とする多様な装置のいずれの製作でも特に有用である。例えば、球形鉄心を製造するために非常に多数の、典型的には数百を超えるアモルファス金属合金箔が必要とされる変圧器の組み立てにおいては、この鉄心の製造に対して必要とされる実際の取扱い工程で問題が頻発していた。アモルファス金属合金箔の滑らかでつるつるした表面は、典型的には、アモルファス金属合金箔またはストリップのこれら層の所望とされる幾何学的配置を保持するために、フレーム、ジグ、または（エポキシ系接着剤等を含めて）他の保持手段の利用を必要とする。しかし、その箔またはストリップに導入される明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を利用すると、製作に関連したこれらの技術的問題の大部分が取り除かれる。これは、規則的に反復するパターンが導入される場合に、これらがその色々な層間に嵌め合わせを与えることに因るものである。この嵌め合わせは個々の層間に物理的保持および噛み合いを与えて、何らかの保持手段、特に接着剤、エポキシ樹脂等のような化学的保持手段の必要を取り除きまたは少なくする。連続層間のこのような噛み合いは、精巧に組み立てられた構造体または組立体の剛性の程度を高めるための手段ともなる。
【００３１】
以上、変圧器で使用されるような巻線鉄心を参照して説明したが、積重ねられた、噛み合いアモルファス金属合金箔またはストリップの有益な特長は、変圧器の技術分野でも知られている積重ね鉄心においても利用できると考えられる。
【００３２】
本明細書で説明される本発明の利点は、広範囲の他の応用分野―これら応用分野は本明細書では必ずしも説明されていないが―でも享受され得るものである。
【実施例】
【００３３】
実施例１
本発明の展開用投入素材は、幅２５．４ｍｍのNi68Cr7Fe3B14Si8アモルファス金属合金リボンを平面流れ鋳造すること（planar flow casting）によって製造された。１つの鋳造物を用いて厚さ４０μｍを有するリボンを造り、一方もう１つの鋳造物を用いて厚さ９０μｍのリボンを造った。高温試験／運転を可能にするオーブンにInstron（登録商標）引張試験装置を備え付けた。荷重および温度の両者を、プログラムされた指示に従ってコンピュータで制御した。雄型／雌型の軸方向荷重印加ダイアセンブリーを作り、これを使用して、色々なプロセスパラメーターを用いているリボンタイプの各々の試験片中に、明確に表出された角錐インプレッションを作る試みをした。
【００３４】
Ni68Cr7Fe3B14Si8アモルファス金属合金の結晶化温度は、示差走査測熱法で測定して４７０℃である。３２５〜５００℃のプロセス温度が調べられた。プロセス荷重は２．２２〜６．６７ｋＮの範囲であり、一方プロセス時間は１５〜６０秒の間で変えられた。プロセス温度が、３−Ｄの幾何学的な外形的特徴形成をとにかく可能にすることに関してただ１つの最も重要な変数であることが見いだされた。プロセスの力は第二の重要な変数であって、３−Ｄの幾何学的な外形的特徴の明確な表出（3-D geometric feature articulation）の細部を明確に定める機能を主として果たした。プロセス時間は使用されるプロセス変数の範囲には重要な変数でない。
【００３５】
３−Ｄの幾何学的な外形的特徴の明確な表出の開始は、より厚いリボンでより薄いリボンについてよりも高い温度／力／時間において起こる。例えば、この開始は、厚さ９０μｍのリボンでは４００℃、６．６７ｋＮ、１５秒を超えなければならないことと比較して、厚さ４０μｍのリボンでは４００℃、３．５６ｋＮ、１５秒を超えるときに起きた。５００℃で加工したときは、たとえ３−Ｄの幾何学的な地形的特徴の明確な表出が非常によいとしても、リボンに著しい脆さおよびそりが観察された。
【００３６】
実施例２
長さが１５ｃｍ、厚さが４０μｍであるNi68Cr7Fe3B14Si8アモルファス金属合金のストリップを、３２５℃のオーブン中に置かれたダイで、１．７８ｋＮの力を３０秒間用いて圧縮した。得られた３−Ｄの幾何学的パターンは輪郭が不明瞭で、実際かろうじて視認できる程度であった。
【００３７】
実施例３
長さが１５ｃｍ、厚さが４０μｍであるNi68Cr7Fe3B14Si8アモルファス金属合金のストリップを、４００℃のオーブン中に置かれたダイで、３．５６ｋＮの力を６０秒間用いて圧縮した。得られた３−Ｄの幾何学的パターンは、ダイのあらゆる細部が、非常によく明確に表出されていた。
【００３８】
実施例４
長さが１５ｃｍ、厚さが９０μｍであるNi68Cr7Fe3B14Si8アモルファス金属合金のストリップを、３７５℃のオーブン中に置かれたダイで、３．５６ｋＮの力を６０秒間用いて圧縮した。得られた３−Ｄの幾何学的パターンは輪郭が十分に明瞭なものではなかった。
【００３９】
実施例５
長さが１５ｃｍ、厚さが９０μｍであるNi68Cr7Fe3B14Si8アモルファス金属合金のストリップを、４２５℃のオーブン中に置かれたダイで、６．６７ｋＮの力を１５秒間用いて圧縮した。得られた３−Ｄの幾何学的パターンはダイのあらゆる細部が、非常によく明確に表出されていた。
【００４０】
本発明では色々な修正および代替方式、形態が可能であるが、図面にはその特定の態様が例として示されているのであって、それら図面は本発明を開示される特定の方式、形態に限定しようとするものではなく、それどころか、その意図するところは、添付特許請求の範囲で表現される発明の精神と範囲に入る全ての修正態様、均等物および代替態様をカバーしようとするものであることを理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】Fe80B11Si9アモルファス金属合金における完全な応力緩和の時間−温度依存性を示すグラフである。
【図２ａ】幾何学的に反復する、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金ストリップの上面図である。
【図２ｂ】図２ａによるアモルファス金属合金ストリップの側面図である。
【図３ａ】第二の、幾何学的に反復していない、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するさらなるアモルファス金属合金ストリップの描画である。
【図３ｂ】図３ａによるアモルファス金属合金ストリップの側面図である。
【図４】幾何学的に反復する、明確に表出された、輪郭の明瞭な地形構造を有するアモルファス金属合金ストリップから製造されている切削物品の態様の描画である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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