(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の成形型と、この成形型と嵌合して成形型をガイドする胴型とにより成形される非晶質合金ブロックの成形用素材であって、
過冷却液体域を有する非晶質合金からなり、前記成形時に前記成形型と胴型との嵌合部に接して嵌合部を塞ぐように配置される中空のバルク材と、
このバルク材の内側に配置される過冷却液体域を有する非晶質合金の小片と、によって構成されていることを特徴とする非晶質合金ブロックの成形用素材。
【請求項２】
前記バルク材と前記小片は、同一又は異なる組成の過冷却液体域を有する非晶質合金であることを特徴とする請求項１記載の非晶質合金ブロックの成形用素材。
【請求項３】
一対の成形型とこの成形型と嵌合する胴型とによって非晶質合金素材を成形して非晶質合金ブロックとする方法であって、
過冷却液体域を有する非晶質合金からなる中空のバルク材と、このバルク材の内側に配置される過冷却液体域を有する非晶質合金の小片とにより前記非晶質合金素材を構成し、
この非晶質合金素材を前記一対の成形型及び胴型によって形成された空間内に配置した状態で、非晶質合金素材を過冷却液体域の温度まで加熱し、
その後、真空中で非晶質合金素材を押圧して成形することを特徴とする非晶質合金ブロックの成形方法。
【請求項４】
前記加熱は、前記バルク材を外側から加熱する外側加熱と、
一方の成形型における一部の進退移動によって開閉される空隙を通して供給される高温の不活性ガスによりバルク材の内側の小片を加熱する内側加熱と、により行うことを特徴とする請求項３記載の非晶質合金ブロックの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非晶質合金ブロックの成形に使用される成形用素材及び非晶質合金ブロックの成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平８−３０２０２号公報には、過冷却液体域を有する非晶質合金ブロックの従来の成形方法が記載されている。図５は、この方法に使用される成形ビレット１０２を示し、延性を有した真鍮製の容器１０３と、容器１０３内の中心部分に挿入される芯材１０４と、容器１０３を塞ぐ栓１０６とを有し、これらによって形成される空間内に非晶質合金素材の粉末１０５が配置されることによって構成されている。
【０００３】
成形ビレット１０２の作製は、まず、溶融合金をヘリウムガスの噴流により霧状に急速冷却して非晶質合金素材の粉末とし、この粉末１０５を容器１０３と芯材１０４との間に充填し、約１０-5Ｔｏｒｒの高真空内で６時間程度真空引きを行い、その後、アルゴンガス置換して、栓１０６を嵌め込むと共に接着剤のシールで密閉することによって行われる。
【０００４】
かかる成形ビレット１０２を使用した非晶質合金ブロックの成形は、次のようにして行われる。まず、成形ビレット１０２の外表面に潤滑剤を塗布した後、非晶質合金素材のガラス遷移温度と結晶化開始温度との間の温度、すなわち過冷却液体域の温度域に加熱する。一方、内周面が筒状で、下方に向かって縮径する断面を有した押し出し型を成形予熱温度まで加熱する。この押し出し型に対し、成形ビレット１０２を下側の尖端側から挿入する。そして、成形ビレット１０２の軸方向に沿って温間押し出しを行って成形する。かかる成形の後、容器１０３から非晶質合金ブロックを取り出すものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の成形方法では、押し出し型からの圧力が直接に作用する部位は容器１０３であるため、粉末の非晶質合金素材１０５が転写するのは容器１０３の内面である。このため成形された非晶質合金ブロックの外周面を所望の形状に成形されるが、非晶質合金ブロックの上下の端面は、所望の形状に成形されることがない。
【０００６】
図６は、この点を改良するため、本発明者が開発した押圧型である。この押圧型は、非晶質合金ブロックの上下面を所望の形状に成形する成形面をそれぞれ有した上型５１及び下型５２と、非晶質合金ブロックの外面を成形する内周面形状を有した中空円筒状に形成され、上下の型５１、５２が嵌合する胴型５３とを備えている。非晶質合金ブロックの成形は、非晶質合金からなる粉末或いは箔体等の小片を原料として用い、この小片５４を上下の型５１、５２と胴型５３との間の密閉空間に充填し、過冷却液体域の温度に加熱して上下の型５１、５２によって押圧することによって行う。
【０００７】
ところが、この方法では上下の型５１、５２と胴型５３との嵌合部５５に小片５４が入り込んで上下の型５１及び５２が摺動不可能となり、最悪の場合には、上下の型５１及び５２と胴型５３とが密着することが判明した。
【０００８】
この場合、小片５４のサイズを嵌合部５５の隙間よりも大きくすることにより、嵌合部への侵入を防止することが考えられるが、上下の型５１及び５２と胴型５３との間の密閉空間に小片５４を挿入する際に、小片５４の一部が破壊して微小な粉末が発生し、この微少な粉末が嵌合部５５に入り込むため、同様な問題を生じた。
【０００９】
これに対し、小片ではなく非晶質合金素材からなる円柱形状のバルク材を上下の型５１、５２及び胴型５３の密閉空間に挿入して加熱及び成形することも考えられる。しかし、非晶質合金の作製では急速冷却を必要とするため、熱伝導を考慮した場合、製造可能なバルク材の大きさは直径２０ｍｍ程度である。本発明者が液体急冷法によって円柱形状のＺｒ基の非晶質合金素材を実際に製造した結果、非晶質状態が確実に保たれる大きさは、直径１０ｍｍ程度であり、これを越えると非晶質合金素材の中心部が結晶化する傾向にあった。
【００１０】
特に、凸形状の成形型によって成形する場合には、非晶質合金素材の中心部に圧カが集中するため、結晶化して硬度が極めて大きな非晶質合金素材を中心部に用いると、成形型の成形面が破壊される間題点がある。さらに、バルク材が大きすぎると、バルク材を均一に加熱することが困難である。一方、バルク材の外周部は過冷却温度領域であり、中央部は過冷却温度領域以下の温度という状態で成形すると、非晶質合金素材の加熱しない状態での硬さが５００Ｈｖ程度であるため、成形型の成形面が破壊される恐れがある。
【００１１】
以上のことから、従来では体積の大きな非晶質合金ブロックを成形により得ることができないという問題点がある。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、請求項１の発明の目的は、成形型と胴型との嵌合部に非晶質合金の小片が入り込むことを防止し、しかも高精度の転写精度を得ることが可能で、かつ体積の大きな非晶質合金ブロックを成形できる成形用素材を提供することである。
【００１３】
請求項２の発明の目的は、複数の組成の非晶質合金を成形用素材として用いることにより、部分的に特性が異なる非晶質合金ブロックを得ることができる成形用素材を提供することである。
【００１４】
請求項３及び４の発明の目的は、高精度の転写精度を得ることが可能で、かつ大きな体積の非晶質合金ブロックを成形できる成形方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の成形用素材は、一対の成形型と、この成形型と嵌合して成形型をガイドする胴型とにより成形される非晶質合金ブロックの成形用素材であって、過冷却液体域を有する非晶質合金からなり、前記成形時に前記成形型と胴型との嵌合部に接して嵌合部を塞ぐように配置される中空のパルク材と、このバルク材の内側に配置される過冷却液体域を有する非晶質合金の小片と、によって構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この成形用素材は、成形型と胴型との嵌合部には中空のバルク材が接して嵌合部を塞ぎ、バルク材の内側の小片は成形型の成形面のみに接する。このため嵌合部に粉末や箔体等の小片が入り込むことがなくなる。また、成形型の成形面に接する素材は主として粉末や箔体などの小片であるため、成形開始時に成形型の一部に応力が集中せず、成形型の成形面が破壊されることがない。
【００１７】
又、成形用素材を構成するバルク材及び小片は、いずれも過冷却液体域を有する非晶質合金であるため、高精度の転写特性を有している。このため、成形型の成形面を高精度に仕上ることにより、加熟された成形用素材にそのまま高精度に転写することができ、高精度の成形面を有する非晶質合金ブロックを成形することができる。
【００１８】
さらに、成形用素材は外周部が中空のバルク材であり、中心部を含むその内側は小片であるため、成形用素材の全体に対して均一に加熱することができる。このため、直径１０ｍｍ以上の大きな体積の非晶質合金ブロックを良好に成形することができる。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の発明であって、前記バルク材と前記小片は、同一又は異なる組成の過冷却液体域を有する非晶質合金であることを特徴とする。
【００２０】
成形用素材を構成する外周部の中空のバルク材とその内側に配置される小片が異なった組成の過冷液体却域を有する非晶質合金の場合、部分的に異なった特性の非晶質合金ブロックを得ることができる。又、同一の組成の過冷却液体域の非晶質合金では、全体が均一で、且つ同一の特性の非晶質合金ブロックとすることができる。
【００２１】
請求項３の発明の成形方法は、一対の成形型とこの成形型と嵌合する胴型とによって非晶質合金素材を成形して非晶質合金ブロックとする方法であって、過冷却液体域を有する非晶質合金からなる中空のバルク材と、このバルク材の内側に配置される過冷却液体域を有する非晶質合金の小片とにより前記非晶質合金素材を構成し、この非晶質合金素材を前記一対の成形型及び胴型によって形成された空間内に配置した状態で、非晶質合金素材を過冷却液体域の温度まで加熱し、その後、真空中で非晶質合金素材を押圧して成形することを特徴とする。
【００２２】
外周部が中空のバルク材、中心部を含むその内側が小片によって成形用素材が構成されると共に、いずれも過冷却液体域を有する非晶質合金によって構成されている。このため、バルク材の外側から成形型等と共に成形用素材を加熱する場合、バルク材は先に加熱されるが、熱容量が大きいため、過冷却液体域の温度に達するまで時間を要し、一方、小片は後から加熱されるが、熱容量が小さいため短時間で過冷却液体域の温度となる。従って成形用素材の全体が均一に加熱されるため、従来不可能であった体積の大きな非晶質合金ブロックを成形することができる。
【００２３】
また、成形用素材が過冷却液体域を有する非晶質合金であるところから、成形型の成形面を高精度に仕上げることにより、高精度の成形面を有する成形体を量産できる。さらに、加熱後の成形を真空中で行うため、気泡等の発生のない良好な非晶質合金ブロックを得ることができる。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項３の発明であって、前記加熱は、前記バルク材を外側から加熱する外側加熱と、一方の成形型における一部の進退移動によって開閉される空隙を通して供給される高温の不活性ガスによりブロック材の内側の小片を加熱する内側加熱と、により行うことを特徴とする。
【００２５】
中空のバルク材を外側から加熱する外部加熱に加え、一方の成形型の一部を進退可能として空隙を形成し、この空隙を通して不活性ガスからなる熱流体によって小片を加熱する内部加熱を併用するため、例えば、成形用素材の構成要素の組成が異なり、小片の過冷却液体域の温度が、外周部のバルク材の過冷却液体域の温度より高い場合であっても、成形用素材全体を均一に加熱することが可能となる。
【００２６】
又、成形用素材の構成要素の組成が同一の場合であっても、外周部のバルク材より、内側の小片の加熱がしにくい場合にも、内部の小片を良好に加熱することができる。
なお、以上の説明における「中空のバルク材」と記載されている材料は、ソリッドで連続した非晶質金属の中空体を意味するものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に使用される成形装置を示し、対向する一対の上型１及び下型２と、上下の型１、２が嵌合する胴型３と、胴型３の周囲に配置された加熱炉５とを備えている。
【００２８】
胴型３は所定の内周面を有した中空の円筒状に成形されており、下型２の下端部に形成された大径のフランジ部上に立設されている。この胴型３に対し、上型１及び下型２は胴型３の内面に嵌合することによってガイドされる。
【００２９】
これらの上下の型１、２及び胴型３はタングステンカーバイド（ＷＣ）によって形成されている。又、上下の型１、２の外径は１５ｍｍであり、胴型３の内径はこれらの外径と１５μｍの寸法差を有している。このような寸法差であっても、型１、２、３がＷＣから形成されているため、温度による影響は生じることがない。
【００３０】
加熱炉５は胴型３の外側を囲むように配置されており、その内部にはヒータ５ｂが埋設されている。又、加熱炉５の内周面には、防塵用の石英ガラス管５ａが設けられている。
【００３１】
以上の上型１、下型２、胴型３の組立体及び加熱炉５は、台座２０上に載置され、この載置状態で台座２０を上下動させることにより、これらが真空槽１１内に挿入されると共に、真空槽１１内から取り出される。
【００３２】
上型１の上方には、ポンチ６が設けられている。このポンチ６は、真空槽１１を気密状態で貫通しており、真空槽１１の外部に設けた図示を省略したエアシリンダの駆動によって上下動する。又、真空槽１１の側壁には、不活性ガスの導入口１６が気密状態で貫通している。導入口１６は、図示を省略したボンベに接続されており、ボンベからの不活性ガスを真空槽１１内部に導入する。さらに、真空槽１１には、真空槽１１内を真空状態とするための排気装置（図示省略）が接続されている。
【００３３】
図２は、この装置によって成形される非晶質合金ブロック７を示し、上型１側の端面７ａが曲率半径Ｒ＝９．８８ｍｍの凹面、下型２側の端面７ｂが平面となった円柱形状となっている。又、各面７ａ、７ｂの表面粗さはＲｍａｘ＝０．０１μｍである。この非晶質合金ブロックを成形するため、上型１、下型２及び胴型３によって形成された密閉空間内に成形用素材４が収容される。
【００３４】
成形用素材４は、図１に示すように外側のバルク材４ａ及び内側の粉末４ｂとによって構成されるものである。バルク材４ａは、密度１００％の中空の円筒形状に成形されており、粉末４ｂはバルク材４ａの内側に配置される。この場合、中空のバルク材４ａの外径は１５ｍｍ、高さは２０ｍｍ、外径と内径との寸法差は１ｍｍ以上となっている。又、バルク材４ａと胴型３の内径との寸法差は１５μｍである。一方、粉末４ｂは直径５μｍ〜３００μｍであり、平均直径７５μｍとなっている。
【００３５】
これらのバルク材４ａ及び粉末４ｂは、過冷却液体域を有する非晶質合金によって形成されている。非晶質合金の組成は、Ｚｒ55Ｃｕ30Ａｌ10Ｎｉ5 （数字は原子％）であり、ガラス遷移温度（Ｔｇ）が４２０℃、結晶化開始温度（Ｔｘ）が５１０℃を示す。
【００３６】
中空のバルク材４ａは、上下の型１、２と胴型３との嵌合部２５に接して嵌合部２５を塞ぐようにこれらの空間内に配置される。バルク材４ａをこのように外側に配置することによって、内側に配置される粉末４ｂは嵌合部２５の隙間から遮断されるため、嵌合部２５に入り込むことがなくなる。
【００３７】
次に、この実施の形態による成形を説明する。下型２の成形面上に中空のバルク材４ａを位置合わせして載置し、バルク材４ａの外周と下型２の外周とを支持した状態で振動しながらバルク材４ａの内側に粉末４ｂを供給し、５０％の密度となるまで充填する。そして、バルク材４ａの外周及び下型２の外周に胴型３を嵌め込み、上型１を上方から胴型３に挿入して組み立てる。この組立体を位置決めしながら台座２０上に載置し、その後、加熱炉５を組立体の周囲に位置するように台座２０上に載置する。以上の作業は真空槽１１の外部で行い、作業終了後に台座２０を真空槽１１内に導入することによって、図１に示す状態とする。この状態では、組立体が加熱炉５に囲まれた状態で真空槽１１内の所定位置に位置決めされる。
【００３８】
次に、排気装置の真空引きによって真空槽１１内を１０-5Ｔｏｒｒまで排気し、加熱炉５によって成形用素材４を２００℃、６０秒間加熱する。この加熱によって、上下の型１、２、胴型３、成形用素材４及び加熱路５のガス出しが行われる。ガス出しによって真空槽１１内の真空度が低下するため、再度真空引きを行って１０-5Ｔｏｒｒの真空度とする。
【００３９】
そして、導入口１６からアルゴンガス等の不活性ガスを真空槽１１内に導入する。不活性ガスとしては、Ｎ2 ガス、Ｈｅガスであっても良く、この不活性ガスの導入によって組立体の加熱効率の向上と、成形用素材４の酸化防止を行う。不活性ガスの導入によって真空槽１１内が１０-1Ｔｏｒｒとなった後、加熱炉５によって成形用素材４を加熱する。
【００４０】
加熱は、成形用素材４がガラス遷移温度と結晶化開始温度との間である過冷却液体域の温度となるまで行い、この温度に成形用素材４を保持した状態で、真空引きにより真空槽１１内を１０-5Ｔｏｒｒまで排気する。この真空引きによって成形用素材４及びその周囲から不活性ガス等が排気され、上下の型１、２と成形用素材４との間及びバルク材４ａと粉末４ｂとの間に不活性ガスが残存することがなくなると共に、成形される非晶質合金ブロック内に気泡が残存することがなくなる。
【００４１】
その後、エアシリンダの駆動によってポンチ６を下降させ、上型１を３０ＭＰａの圧力で押圧する。この圧力を６０秒間保持して粉末４ｂの密度を約９９．８％とする。そして、ポンチ６を上昇させて、真空槽１１内を大気圧とした後、真空槽１１から台座２０と共に、組立体及び加熱炉５を取り出す。その後、成形された非晶質合金ブロック７を上下の型１、２及び胴型３から取り出し、成形を終了する。
【００４２】
このようにして成形された非晶質合金ブロック７の凹面７ａ及び平面７ｂをフィゾー式干渉計によって測定したところ、これらの形状精度は０．３μｍ以下、具体的には０．１〜０．２μｍ程度であった。又、これらの面７ａ、７ｂの表面粗さＲｍａｘは０．０１μｍであり、上型１、下型２の成形面の表面粗さと同じであった。
【００４３】
なお、この実施形態では、粉末４ｂに代えて箔体及びバルク材４ａの粉砕粒子を使用しても、同様な形状精度及び表面粗さとなった。又、Ｃｏ75Ｓｉ10Ｂ15からなる組成の非晶質合金からなるバルク材４ａ及び粉末４ｂを使用しても同様の形状精度及び表面粗さとなった。
【００４４】
さらに、中空のバルク材４ａとして、一辺の外径寸法が１５ｍｍ、高さが２０ｍｍであり、外径と内径との寸法差が１ｍｍ以上の中空立方体からなるバルク材を使用しても同様の結果を得ることができた。バルク材４ａの形状は円筒体、中空の立方体、中空の直方体に限らず、外径と内径との寸法差が１ｍｍ程度、すなわち肉厚が０．５ｍｍ程度であれば、上下の型１、２と胴型３の嵌合部２５を塞ぐことができるため、同様な効果を得ることができるものである。この場合、円筒体以外では、上下の型１、２及び胴型３が嵌合できるように、これらの形状を変更することによって可能となる。
【００４５】
なお、内側の粉末４ｂの密度は５０％に限らず、３０〜６０％程度の範囲で、且つ外側のバルク材４ａ及び下型２の外周に付着しないように調整することによって、粉末４ｂの充填が比較的に容易で、しかも粉末４ｂの長時間加熱を行う必要がなくなる。
【００４６】
このような実施の形態では、上下の型１、２及び胴型３の嵌合部と接する成形用素材が中空のバルク材であるため、内側の小片が上下の型１、２及び胴型３の嵌合部に入り込むことがなくなる。又、嵌合部以外に対応した部分の成形用素材は、粉末や箔体等の小片が使用されるため、成形開始時の圧力が一部分に集中することがなく、型１、２の成形面を破壊することがなくなる。さらに成形用素材を均一に加熱できるため、良好な形状精度及び表面精度を有し、しかも体積の大きな非晶質合金ブロックを成形することができる。
【００４７】
（実施の形態２）
この実施の形態では、Ｚｒ55Ｃｕ27.5Ａｌ7.5 （数字は原子％）の組成からなる非晶質合金によってバルク材４ａを形成し、Ｚｒ55Ｃｕ30Ａｌ10Ｎｉ5 （数字は原子％）の組成からなる非晶質合金によって粉末４ｂを形成した。粉末４ｂの直径は５μｍ〜３００μｍ、平均直径は７５μｍ程度である。又、Ｚｒ55Ｃｕ27.5Ａｌ7.5 のガラス遷移温度（Ｔｇ）は３６０℃、結晶化開始温度（Ｔｘ）は４３０℃であり、Ｚｒ55Ｃｕ30Ａｌ10Ｎｉ5 のガラス遷移温度（Ｔｇ）は４２０℃、結晶化開始温度（Ｔｘ）は５１０℃である。
【００４８】
その他の構成は実施の形態１と同様であり、成形条件も実施の形態１と同様にして非晶質合金部ブロックを成形した。この実施形態においても良好な形状精度及び表面精度で成形することができた。この場合、粉末４ｂに代えて同一組成からなる箔体を使用しても同様な結果となった。
【００４９】
この実施の形態では、実施の形態１と同様な効果を有しているが、さらにバルク材４ａと粉末４ｂとに異なった組成の非晶質合金を使用しているため、部分的に特性が異なった非晶質合金ブロックを成形することができた。
【００５０】
（実施の形態３）
図３は実施の形態３に使用される成形装置の断面図であり、図１に示す実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して対応させることにより重複する説明を省略する。
【００５１】
この実施の形態では、胴型３内に嵌合する一対の成形型の内、上型３１の成形面が平面となっており、下型３２の成形面が凸球面となっている。平面となっている上型３１は、表面粗さＲｍａｘ＝０．０１μｍであり、凸球面となっている下型３２の成形面は曲率半径Ｒ＝９．８８ミリであり、表面粗さＲｍａｘ＝０．０１μｍとなっている。従って、この実施の形態で成形される非晶質合金ブロック７は、図４に示すように、上型３１側の面７ａが平面であり、下型３２側の面７ｂが球面となった円柱状となるものである。
【００５２】
上型３１は、中央部分で上下動可能な逆円錐形状の進退部３１ａと、この進退部３１ａの周囲部分に設けられ進退部３１ａが嵌合する逆円錐孔４１が形成された成形部３１ｂとの２部材によって構成されている。進退部３１ａにおいては、その下端面４０が上型３１の成形面の中央部分を構成する。この進退部３１ａは、真空槽１１の外部に設けられたエアシリンダ１７のロッド１７ａに接続されており、エアシリンダ１７の駆動によって上下動する。一方、成形部３１ｂは同型３内に嵌合し、その下端面が上型３１の成形面の周囲部分を構成する。
【００５３】
このような構造では、進退部３１ａと形成部３１ｂとが係合して密着した状態でエアシリンダ１７が駆動することにより、成形面を形成する上型３１となり、これらが一体的に下方に移動することができる。又、進退部３１ａと形成部３１ｂとの係合が解除された状態で、エアシリンダ１７が逆駆動すると、進退部３１ａが成形部３１ｂから離脱して上方へ移動する。
【００５４】
かかる進退部３１ａの上方への移動によって、進退部３１ａと成形部３１ｂとの間に空隙４３が形成される。これに対し、真空槽１１内にはノズル管１２が挿入され、このノズル管１２の先端が空隙４３に臨んでいる。ノズル管１２は空隙４３に不活性ガスを噴出するものであり、その基端側が真空槽１１の外部に設けられたエアシリンダ１５に接続されることによって、空隙４３に対し進退可能となっている。また、ノズル管１２の中間部分は真空槽１１外部の加熱装置１４内を挿通しており、これにより空隙４３に噴出する不活性ガスの温度調整が可能となっている。
【００５５】
この実施形態においても、上下の型３１、３２及び胴型３とによって形成される密閉空間には、成形用素材４が収容される。この成形用素材４は、実施の形態１と同様に、外側に位置する中空状のバルク材４ａと、バルク材４ａの内側に配置される粉体４ｂとから構成されている。これらのバルク材４ａ及び粉末４ｂは、実施の形態２と同様の組成からなる過冷却液体域を有する非晶質合金が使用される。又、この場合においても、中空のバルク材４ａは、上下の型３１、３２と胴型３との嵌合部２５に接して、嵌合部２５を塞ぐようになっている。すなわち、バルク材４ａは、胴型３と下型３２との嵌合部２５を塞ぐと共に、胴型３と上型３１の形成部３１ｂとの嵌合部２５を塞ぐように配置されるものである。これにより、内側の粉体４ｂは嵌合部２５に対して遮断された状態となって配置される。
【００５６】
次に、この実施の形態による成形作動を説明する。真空槽１１の外部で実施の形態１と同様に、台座２０上で下型３２と胴型３とが嵌合された後、バルク材４ａ及び粉末４ｂが充填され、上型３１の形成部３１ｂが胴型３に上方から嵌合され、さらに加熱炉５が胴型３の周囲に配置されて組立体が形成される。
【００５７】
そして、台座２０を真空槽１１内の挿入することにより、組立体を真空槽１１内に配置し、その後エアシリンダ１７によって上型３１の進退部３１ａを下降させる。この下降によって進退部３１ａと成形部３１ｂとが密着して上型３１が形成され、成形用素材４が上下の型３１、３２及び胴型３によって形成された密閉空間に収容される。この密閉空間に対しては、空気は出入りできるが、粉末４ｂは外部に通過することができない。
【００５８】
この状態で、排気装置によって真空槽１１内を排気して１０-5Ｔｏｒｒの真空度とし、加熱炉５により成形用素材４を２００℃で６０秒間加熱して上下の型３１、３２、胴型３及び成形用素材４のガス出しを行う。このガス出しの後、真空槽１１内を排気して内部の圧力を再び１０-5Ｔｏｒｒまで復帰した後、エアシリンダ１７により進退部３１ａを成形部３１ｂから離脱させ、これにより進退部３１ａと成形部３１ｂの間に空隙４３を成形する。
【００５９】
この進退部３１ａと成形部３１ｂとの間に生じた空隙４３に対して、加熱装置１４により加熱された不活性ガスをノズル１２管から噴出する。一方、加熱炉５により、胴型３、上型３１、下型３２と共に成形用素材４の中空のバルク材４ａの外側から加熱し、ガラス遷移温度と結晶化開始温度との間の過冷却液体域の温度に加熱する外側加熱を行う。この外側加熱と同時に、上述したように不活性ガスが空隙４３を通過することによって、成形用素材４の内側の粉末４ｂを同様にガラス遷移温度と結晶化開始温度との間の過冷却液体域の温度に加熱する内側加熱を行う。
【００６０】
その後、この温度に成形用素材４を保持した状態で、再び真空槽１１内を１０-5Ｔｏｒｒに排気することによって、上下の型３１、３２及び胴型３内の成形用素材４と、その周囲から不活性ガスを除去する。
【００６１】
そして、エアシリンダ１７により進退部３１ａを下降させて空隙４３を消滅させながら成形部３１ｂと一体化し、成形用素材４を３０ＭＰａの圧力で押圧する。この圧力を６０秒間保持して成形用素材４を成形し、その後、エアーシリンダ１７により進退部３１ａを上昇させる。さらにその後、真空槽１１内を大気圧とし、台座２０を下降させることによって組立体及び加熱路５を真空槽１１から取り出し、上型３１の進退部３１ａ及び成形された非晶質合金ブロック７を胴型３から取り出す。
【００６２】
以上によって成形された非晶質合金ブロック７をフィゾー式干渉計により測定した結果、下型３２に押圧された面７ｂの転写精度は０．３μｍ以下であった。又、表面粗さ（表面精度）は、上下の型３１、３２のいずれに対しても、０．０１μｍであった。なお、この実施の形態では、粉末４ｂに代えて同一組成の非晶質合金の箔体を用いても同様の作用の結果となった。
【００６３】
このような実施の形態によれば、中空のバルク材４ａの外側から加熱する外側加熱に加えて、上型３１の一部の進退部３１ａを進退可能にして空隙４３を形成し、この空隙４３から粉末、箔片等の小片に対して不活性ガスからなる熱流体を噴射して加熱する内部加熱を行うため、成形用素材４の全体の加熱を均一に行うことができる。これにより例えば、成形用素材４の構成要素の組成が異なり、粉末または箔体等の内側の小片の過冷却液体域の温度の方が、外側の中空のバルク材の過冷却液体域の温度より高い場合であっても、成形用素材全体を均一に加熱することが可能となる。
【００６４】
また、成形用素材４の構成要素の組成が同一の場合において、外側の中空のバルク材の影響で内側の粉末または箔体等の小片の加熱が行いにくい場合にも、確実に加熱することができる。
【００６５】
なお、以上の実施の形態では、成形用素材４の加熱時の酸化を防止するために不活性ガスを使用しているが、成形用素材４が、例えばガラス遷移温度（Ｔｇ）が３０２℃、結晶化開始温度（Ｔｘ）が３９７℃であるＰｄ40Ｃｕ30Ｎｉ10Ｐ20の組成の非晶質合金のように高温での酸化に対して安定な合金の場合は、大気圧中で過冷却液体域の温度に加熱することができ、その後に、真空雰囲気として成形できるため、成形が容易となる。なお、いずれの実施の形態においても成形用素材の押圧は、３．０×１０-4Ｔｏｒｒよりも高真空として成形することにより、良好な転写を行うことができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、成形型及び胴型との嵌合部に非晶質合金の小片が入り込むことを防止できると共に、高精度の転写精度で、しかも体積の大きな非晶質合金ブロックを成形することができる成形用素材とすることができる。
【００６７】
請求項２の発明によれば、部分的に特性の異なる非晶質合金ブロックを成形するための成形用素材とすることができる。
【００６８】
請求項３の発明によれば、高精度の転写精度で非晶質合金ブロックを成形できると共に、体積の大きな非晶質合金ブロックを成形することができる。
【００６９】
請求項４の発明によれば、複数の部材からなる成形用素材の全体を均一に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に使用される成形装置の断面図である。
【図２】実施の形態１によって成形された非晶質合金ブロックの断面図である。
【図３】実施の形態３に使用される成形装置の断面図である。
【図４】実施に形態３によって成形された非晶質合金ブロックの断面図である。
【図５】従来の成形方法に使用される成形ビレットの断面図である。
【図６】改良された従来の成形方法に使用する型の断面図である。
【符号の説明】
１    上型
２    下型
３    胴型
４    成形用素材
４ａ  バルク材
４ｂ  粉末
２５  嵌合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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