Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2002283012A - 薄帯形成能良好な鉄系非晶質合金 - Google Patents

薄帯形成能良好な鉄系非晶質合金

Info

Publication number
JP2002283012A
JP2002283012A JP2001092418A JP2001092418A JP2002283012A JP 2002283012 A JP2002283012 A JP 2002283012A JP 2001092418 A JP2001092418 A JP 2001092418A JP 2001092418 A JP2001092418 A JP 2001092418A JP 2002283012 A JP2002283012 A JP 2002283012A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thickness
alloy
ribbon
variation
iron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001092418A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4441140B2 (ja
Inventor
Yuichi Sato
有一 佐藤
Hiroaki Sakamoto
広明 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2001092418A priority Critical patent/JP4441140B2/ja
Publication of JP2002283012A publication Critical patent/JP2002283012A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4441140B2 publication Critical patent/JP4441140B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15308Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Fe/Ni

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単ロール法などにより製造される鉄系非晶質
合金の薄帯において、困難なギャップ制御を行わなくて
も、薄帯の長さ方向および幅方向の板厚変動を、鋳造中
をとおして小さくできる合金を提供する。 【解決手段】 原子%にて、Fe:78〜83%、S
i:2〜3%、B:6〜16%、C:0.2〜4%、
P:2〜12%を含有し、残部が不可避的不純物からな
り、ギャップ変動に伴う板厚変動の小さい合金。同一チ
ャージの薄帯の最大板厚と最小板厚の差が、薄帯板厚の
10%以下であることが好ましい。 【効果】 良好な板厚分布からなる薄帯が歩留まりよく
製造でき、生産性も向上する。材質特性が従来材と変わ
らず、合金コストも高価とならない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は急冷凝固法により製
造される鉄系非晶質合金に関するものである。
【0002】
【従来の技術】非晶質合金は、溶融合金を急冷凝固させ
て鋳造することにより製造することができる。急冷凝固
法として、単ロール法、双ロール法、遠心急冷法などが
知られている。単ロール法は、高速回転する冷却ロール
の円周面にノズルから溶融合金を噴出する方法、双ロー
ル法は1対の冷却ロールの間に溶融合金を供給する方法
である。遠心急冷法は、高速回転する金属製ドラムの内
周面に溶融合金を噴出する方法である。
【0003】この非晶質合金は、その優れた特性から、
多くの用途における工業材料として有望視されている。
中でも鉄系非晶質合金の薄帯は、鉄損が低く、かつ飽和
磁束密度や透磁率が高いなどの理由から、電力トランス
や高周波トランスなどの鉄心材料用として採用されてい
る。
【0004】急冷凝固法で鋳造された薄帯は、冷却ロー
ルやドラムから剥離され、連続的に巻き取られてコイル
製品となる。薄帯を積層して鉄心とするなどの用途か
ら、コイル内( チャージ内)の薄帯の板厚変動はできる
だけ小さいことが好ましい。薄帯の板厚変動は、単ロー
ル法等の急冷凝固プロセスにおける製造因子の制御精度
向上により、かなり改善されてきた。
【0005】各種製造因子の中で、溶融合金噴出用のノ
ズルと冷却ロールとの間のギャップ(本明細書で単にギ
ャップと記してあっても、このギャップを意味する)
が、制御するうえで最も困難な因子とされている。その
他の因子、例えば冷却ロールの周速、ノズル形状、溶融
合金の噴出圧は、設定も比較的容易で鋳造中の変動も小
さく抑えることが可能であった。
【0006】上記ギャップは、0.5mm以下と非常に
狭い値にする必要がある。しかしこの狭いギャップの測
定が困難で、鋳造前における設定が難しいことに加え
て、鋳造開始後は、溶融合金の熱により冷却ロールの円
周面にサーマルクラウンが発生してギャップが変動する
という問題がある。このようにギャップは大きな変動要
因を有しており、その制御は困難であった。
【0007】本発明者らは、冷却ロールのサーマルクラ
ウン発生による薄帯板厚変動の対策として、特開200
0−288694号公報および特開2000−2886
95号公報により、鋳造方法および鋳造用ノズルを提案
している。その基本的な考え方は、冷却ロールにサーマ
ルクラウンが発生すると、ギャップが薄帯幅方向中央部
で狭くなり、溶融合金の供給量が低減するので、ノズル
開口の形状を工夫することによって溶融合金供給量を薄
帯幅方向均一にし、薄帯の板厚を幅方向で均一にすると
いうものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記特開2000−2
88694号公報および特開2000−288695号
公報の技術は、冷却ロールのサーマルクラウンが成長し
た後の鋳造において、薄帯の板厚を幅方向均一にするこ
とができる。しかし、鋳造開始直後から鋳造中をとおし
て溶融合金の供給量を均一にし、薄帯の板厚を長さ方向
に均一化することについては課題が残されていた。
【0009】そこで本発明が解決しようとする課題は、
単ロール法などにより製造される鉄系非晶質合金の薄帯
において、困難なギャップ制御を行わなくても、薄帯の
長さ方向および幅方向の板厚変動を、鋳造中をとおして
小さくできる合金を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、原子%にて、Fe:78〜83%、Si:
2〜3%、B:6〜16%、C:0.2〜4%、P:2
〜12%を含有し、残部が不可避的不純物からなり、ギ
ャップ変動に伴う板厚変動の小さいことを特徴とする薄
帯形成能良好な鉄系非晶質合金である。本発明におい
て、同一チャージの薄帯の最大板厚と最小板厚の差が、
薄帯板厚の10%以下であることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明者は、ギャップ変動に伴う
薄帯板厚変動の程度が合金の成分組成に依存することを
見出し、上記課題を解決するに至った。安価な鉄系非晶
質合金として知られているFe−Si−B−C−P合金
について、各種成分の薄帯を単ロール法により同一条件
で鋳造し、各種特性を調査している中で、チャージ内の
薄帯板厚変動が特に小さいものが存在することを見出し
た。
【0012】チャージ内の板厚変動は、上述のように、
主として冷却ロールのサーマルクラウンによるギャップ
変動に伴って生じることから、ギャップ変動に伴う板厚
変動が小さくなる特定の成分組成の存在が示唆された。
そこで2種類の成分A,Bについて、単ロール法によ
り、ノズルと冷却ロールの間の設定ギャップを変化させ
て鋳造実験を行い、各チャージ内の鋳造方向すなわち薄
帯長さ方向の板厚変動を評価した。両成分の組成は、原
子%にてつぎのとおりである。
【0013】成分A:Fe:80.3%、Si:2.9
%、B:9.8%、C:1%、P:5.8%、残部:M
n,S等の不純物。 成分B:Fe:80.3%、Si:2.5%、B:1
3.4%、C:2%、P:1.6%、残部:Mn,S等
の不純物。
【0014】成分Aおよび成分Bについて、チャージ毎
に、鋳造された薄帯から300m間隔で長さ1mのサン
プルを採取し、各サンプルについて重量および板幅を測
定して、密度:7.26g/cm3 から計算により板厚を求
めた。その結果を図1に示す。○および●はチャージ内
の平均値、幅は最大値と最小値の差である。
【0015】図1に示すように、成分Aと成分Bで明ら
かな差があり、設定ギャップを変化させたときの板厚変
動、同一設定ギャップにおける板厚変動ともに、成分A
の方が小さい。同一設定ギャップでの板厚変動は、冷却
ロールのサーマルクラウンなどによる鋳造中のギャップ
変動に伴う板厚変動を示している。図1の結果から、ギ
ャップ変動に伴う板厚変動の大小が合金の成分組成に依
存することがわかる。
【0016】この結果に基づき、各種Fe−Si−B−
C−P合金について、薄帯の磁気的性質や機械的性質な
ど、これまでの鉄系非晶質合金としての良好な製品材質
特性を維持したうえで、ギャップ変動に伴う板厚変動が
特に小さくなる(これを板厚変動低減効果という)成分
組成の範囲を定め、本発明を完成させた。以下に成分組
成の限定理由を述べる。含有量は全て原子%である。
【0017】Fe:78%未満では機械的性質や磁気的
性質で充分な特性が得られなくなる。83%を超えると
非晶質形成が困難となるばかりか、板厚変動低減効果が
得られなくなる。 Si:2%未満、あるいは3%超では非晶質形成が困難
となるばかりか、板厚変動低減効果が得られなくなる。 B:6%未満では非晶質形成が困難となり、また板厚変
動低減効果が得られなくなる。16%を超えても、さら
なる板厚変動低減効果は得られない。
【0018】C:薄帯の鋳造性に効果のある元素であ
る。すなわち0.2%以上4%以下の添加により、溶融
合金と冷却ロールなど冷却基板との濡れ性が向上して、
冷却速度が高くなり、良好な薄帯を形成できる。0.2
%未満ではこの効果が得られず、4%超としても更なる
添加効果は得られない。
【0019】P:本発明における最も重要な元素であ
り、2%未満、14%超では板厚変動低減効果が得られ
ない。不可避的不純物として、Mn,S等を0.2%程
度まで含有しても特段の問題は生じない。このように不
純物を許容できることから、本発明合金は高価とならな
い。
【0020】なお本発明者らは、原子%にて、78%≦
Fe≦86%、2%≦Si<4%、5%<B≦16%、
0.02%≦C≦4%、2%≦P≦12%の組成の、交
流における軟磁気特性に優れた鉄基非晶質合金薄帯を開
発し、特願2000−360195号明細書により出願
しているが、ギャップ変動に伴う板厚変動については触
れていない。
【0021】本発明の非晶質合金は、鉄損、磁束密度、
透磁率などの磁気的性質や、曲げ性などの機械的性質が
従来の鉄系非晶質合金と変わらず、合金コストも高価と
ならない。そして、薄帯鋳造開始前の設定精度に基づく
ギャップ変動、あるいは鋳造開始後のサーマルクラウン
等に基づくギャップ変動に伴って、薄帯の板厚が従来の
ように変動し難く、板厚変動が小さい。本発明合金の板
厚変動は、同一チャージの薄帯の最大板厚と最小板厚の
差が薄帯板厚の10%以下に低減する。
【0022】
【実施例】各種成分組成の合金を溶解し、単ロール法に
より薄帯を鋳造した。各合金の成分組成を表1に示す。
なお各合金には、Mn、S等の不純物が合計で約0.2
原子%含まれている。また鋳造した薄帯の板厚変動量、
および薄帯材質特性の評価結果を表2に示す。
【0023】単ロール法の鋳造条件は次のとおりであ
る。 冷却ロール材質:Cu−2質量%Beの銅合金 冷却ロール寸法:直径1200mm、幅250mm 冷却ロール回転速度:25m/s(表面周速) 噴出ノズル−冷却ロール間ギャップ:200μm(鋳造
開始時) 噴出ノズルの開口形状:0.7mm×120mmのスリット
形状
【0024】鋳造された薄帯から300m間隔で長さ1
mのサンプルを採取し、各サンプルについて重量および
板幅を測定して、密度:7.26g/cm3 から計算により
板厚を求め、チャージ内の最大値と最小値の差を板厚変
動量とした。薄帯材質特性は、磁気特性、鉄損、曲げ性
について、各チャージのほぼ中央部のサンプルで評価し
た。磁気特性は80A/mの交流磁場を印加したときの
最大磁束密度B80(T)、鉄損は1.3T、50Hzの
値(W/kg)、曲げ性は密着曲げ試験での破断時の曲げ
直径(mm)で評価した。なおアニール条件は360℃×
1hr(50エルステッド)とした。
【0025】(1)本発明例:No. 1〜No. 7の本発明
例は、すべてのチャージで問題なく鋳造でき、良好な性
状の薄帯が得られた。そして、表2に示すようにチャー
ジ内薄帯の板厚変動量はいずれも2μm以下の小さな値
であった。また磁気的性質および機械的性質について
も、いずれも良好であった。
【0026】(2)比較例−1:No. 8〜No. 11の比
較例は、鋳造でき良好な性状の薄帯が得られたが、表2
に示すようにチャージ内薄帯の板厚変動量がいずれも大
きな値であった。薄帯材質については、No. 8およびN
o. 11は良好であったが、No. 9およびNo. 10は非
晶質化が不十分で、磁気的特性も機械的特性も劣ってい
た。
【0027】(3)比較例−2:No. 12およびNo. 1
3の比較例は、鋳造でき良好な性状の薄帯が得られ、か
つ表2に示すようにチャージ内薄帯の板厚変動量は小さ
な値であった。しかし、No. 12はFe含有量が過多で
非晶質形成が不十分なため鉄損および曲げ性が劣り、N
o. 3はFe含有量が不足したため磁束密度が不足し
た。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【発明の効果】本発明の非晶質合金は、磁気的性質や機
械的性質が従来の鉄系非晶質合金と変わらず、合金コス
トも高価とならない。そして、鋳造開始前の設定精度に
基づくギャップ変動、あるいは鋳造開始後のサーマルク
ラウン等に基づくギャップ変動に対し、困難なギャップ
制御を行わなくても、薄帯の長さ方向および幅方向の板
厚変動を、鋳造中をとおして小さくでき、チャージ内の
最大板厚と最小板厚の差が、薄帯板厚の10%以下に低
減する。したがって、良好な板厚分布からなる薄帯が歩
留まりよく製造でき、生産性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明例および比較例を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子%にて、 Fe:78〜83%、 Si:2〜3%、 B :6〜16%、 C :0.2〜4%、 P :2〜12% を含有し、残部が不可避的不純物からなり、ギャップ変
    動に伴う板厚変動の小さいことを特徴とする薄帯形成能
    良好な鉄系非晶質合金。
  2. 【請求項2】 同一チャージの薄帯の最大板厚と最小板
    厚の差が、薄帯板厚の10%以下であることを特徴とす
    る請求項1記載の薄帯形成能良好な鉄系非晶質合金。
JP2001092418A 2001-03-28 2001-03-28 鉄系非晶質合金薄帯 Expired - Fee Related JP4441140B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001092418A JP4441140B2 (ja) 2001-03-28 2001-03-28 鉄系非晶質合金薄帯

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001092418A JP4441140B2 (ja) 2001-03-28 2001-03-28 鉄系非晶質合金薄帯

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002283012A true JP2002283012A (ja) 2002-10-02
JP4441140B2 JP4441140B2 (ja) 2010-03-31

Family

ID=18946879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001092418A Expired - Fee Related JP4441140B2 (ja) 2001-03-28 2001-03-28 鉄系非晶質合金薄帯

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4441140B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264875A (ja) * 2007-04-16 2008-11-06 Grirem Advanced Materials Co Ltd 希土類合金鋳造板及びその製造方法
WO2018152309A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-23 Crs Holdings, Inc. Fe-based, soft magnetic alloy
CN108796408A (zh) * 2018-06-25 2018-11-13 中国人民解放军海军工程大学 一种金属颗粒增强非晶复合材料的强化方法
CN112846118A (zh) * 2021-01-05 2021-05-28 北京科技大学 一种甩带法制备高磁性能含磷硅钢薄带的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264875A (ja) * 2007-04-16 2008-11-06 Grirem Advanced Materials Co Ltd 希土類合金鋳造板及びその製造方法
WO2018152309A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-23 Crs Holdings, Inc. Fe-based, soft magnetic alloy
CN108796408A (zh) * 2018-06-25 2018-11-13 中国人民解放军海军工程大学 一种金属颗粒增强非晶复合材料的强化方法
CN112846118A (zh) * 2021-01-05 2021-05-28 北京科技大学 一种甩带法制备高磁性能含磷硅钢薄带的方法
CN112846118B (zh) * 2021-01-05 2022-03-25 北京科技大学 一种甩带法制备高磁性能含磷硅钢薄带的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4441140B2 (ja) 2010-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100447090B1 (ko) Fe계 비정질 합금 박판 스트립 및 이를 사용하여 제조된 철심
JP4402960B2 (ja) 軟磁気特性に優れたFe基非晶質合金薄帯、それを用いて製造した鉄心およびそれらに用いる急冷凝固薄帯製造用母合金
WO2013137118A1 (ja) アモルファス合金薄帯
JP4268621B2 (ja) 軟磁気特性に優れた急冷凝固薄帯
JP3644062B2 (ja) 軟磁気特性に優れた低ボロンアモルファス合金
JP3432661B2 (ja) Fe系非晶質合金薄帯
JP2001279387A (ja) 急冷凝固薄帯製造用の安価なFe基母合金
US5958153A (en) Fe-system amorphous metal alloy strip having enhanced AC magnetic properties and method for making the same
JP2002283012A (ja) 薄帯形成能良好な鉄系非晶質合金
JPS6340624B2 (ja)
JP3366681B2 (ja) 磁束密度が高く、絶縁被膜処理性に優れた低鉄損鉄系非晶質合金
JP3067894B2 (ja) 無方向性電磁鋼板用薄鋳片の製造方法
JPH10324961A (ja) 軟磁気特性に優れた鉄基非晶質合金薄帯およびその製造方法
JPH08283919A (ja) Fe基非晶質合金薄帯およびその製造方法
JP4267214B2 (ja) 鉄系非晶質合金用母合金
JP3124690B2 (ja) 磁気特性および耐脆化特性に優れた鉄基非晶質合金およびその製造方法
JPS6256202B2 (ja)
JP4969808B2 (ja) 磁気特性に優れた鉄系非晶質薄帯の製造方法及び製造装置
JPS61103651A (ja) 双ロ−ル法による急冷薄帯の製造方法
JPH07113151A (ja) 鉄系アモルファス合金
JPS6340625B2 (ja)
JPH0995760A (ja) 安価なFe−B−Si−C非晶質合金薄帯
WO2022244819A1 (ja) Fe系非晶質合金及びFe系非晶質合金薄帯
JP2001300697A (ja) ナノ結晶材用アモルファスリボンの製造方法及びこれを用いたナノ結晶軟磁性材料の製造方法
JPH10277710A (ja) Fe基非晶質合金薄帯の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070904

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090928

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132

Effective date: 20091006

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100105

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100108

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130115

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4441140

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130115

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130115

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140115

Year of fee payment: 4

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees